{"id":13948,"date":"2023-08-22T16:19:23","date_gmt":"2023-08-22T14:19:23","guid":{"rendered":"https:\/\/calcul-electrique.com\/sin-categorizar\/comprobacion-de-las-tensiones-termicas-en-un-conductor\/"},"modified":"2024-12-23T14:46:42","modified_gmt":"2024-12-23T13:46:42","slug":"comprobacion-de-las-tensiones-termicas-en-un-conductor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/calcul-electrique.com\/es\/articulos\/comprobacion-de-las-tensiones-termicas-en-un-conductor\/","title":{"rendered":"Comprobaci\u00f3n de las tensiones t\u00e9rmicas en un conductor"},"content":{"rendered":"\n
Energ\u00eda de paso y tensi\u00f3n t\u00e9rmica admisible<\/h5><\/div>\n\n

Entre las caracter\u00edsticas intr\u00ednsecas de un cable o conductor, hay dos valores esenciales para su dimensionamiento:<\/p>\n\n

\n
<\/path><\/svg><\/span>La temperatura m\u00e1xima del n\u00facleo en estado estacionario, que se utiliza para calcular la capacidad de transporte de corriente.<\/span><\/div>\n\n\n\n
<\/path><\/svg><\/span>La temperatura m\u00e1xima del n\u00facleo cortocircuitado, por encima de la cual el aislamiento empieza a deteriorarse.<\/span><\/div>\n<\/div><\/div>\n\n

Para los cables normalizados, estos valores vienen impuestos por la norma, por ejemplo 90\u00b0C y 250\u00b0C respectivamente para los cables con aislamiento PR\/EPR.<\/p>\n\n

Por tanto, es necesario comprobar que el paso de la corriente de cortocircuito (Ik) durante el tiempo de despeje del fallo (t) no provoque que el n\u00facleo del cable supere su temperatura m\u00e1xima.<\/p>\n\n

Para un tiempo de eliminaci\u00f3n del fallo inferior a cinco segundos (de ah\u00ed el m\u00e1ximo impuesto en las normas de instalaci\u00f3n), el calentamiento se considera adiab\u00e1tico, es decir, se supone que el calor producido permanece en el n\u00facleo del conductor y no tiene tiempo de disiparse a otras partes del cable.<\/p>\n\n

En este caso, la tensi\u00f3n t\u00e9rmica soportada por los conductores se calcula mediante la f\u00f3rmula :<\/p>\n\n

\n
A trav\u00e9s de la<\/strong> energ\u00eda = Ik\u00b2 x t en A\u00b2s.<\/strong><\/h6>\n<\/blockquote>\n\n

La tensi\u00f3n t\u00e9rmica admisible del conductor se calcula mediante la f\u00f3rmula k2 x S2, donde<\/p>\n\n

\n
<\/path><\/svg><\/span>S es la secci\u00f3n del conductor en mm2<\/span><\/div>\n\n\n\n
<\/path><\/svg><\/span>k es un factor que tiene en cuenta la resistividad, el coeficiente de temperatura y la resistencia a la temperatura del material del conductor, as\u00ed como las temperaturas inicial (temperatura m\u00e1xima del n\u00facleo en estado estacionario para un conductor cargado o un PE incorporado en el cable, o temperatura ambiente para un PE independiente) y final (temperatura m\u00e1xima del n\u00facleo en cortocircuito) del conductor.<\/span><\/div>\n<\/div><\/div>\n\n

Por tanto, es necesario comprobar que, en todos los casos de cortocircuito, se verifica la relaci\u00f3n:<\/p>\n\n

\n
Ik\u00b2 x t < k\u00b2 x S\u00b2<\/h6>\n<\/blockquote>\n\n

Para facilitar los c\u00e1lculos, es posible utilizar las tablas que dan los valores de k en los casos habituales, como en el siguiente ejemplo tomado del documento FD C 15-500:<\/p>\n\n

\"\"<\/figure>\n\n

El software elec<\/strong> calc\u2122 calcula la energ\u00eda m\u00e1xima que pasa por todos los conductores y la compara con su resistencia t\u00e9rmica (seg\u00fan la f\u00f3rmula k\u00b2xS\u00b2). Esta comprobaci\u00f3n se aplica no s\u00f3lo a las fases, sino tambi\u00e9n al neutro y al PE. Si no se cumple esta condici\u00f3n, se muestra un error de tensi\u00f3n t\u00e9rmica en el cable. <\/p>\n\n

C\u00f3mo resolver un problema de estr\u00e9s t\u00e9rmico<\/h5>\n\n

En caso de problema de tensi\u00f3n t\u00e9rmica, siempre es posible sobredimensionar la secci\u00f3n transversal del conductor, aumentando as\u00ed la tensi\u00f3n t\u00e9rmica admisible. Sin embargo, hay otras formas de evitar este aumento de la secci\u00f3n transversal. <\/p>\n\n

Uso de fusibles:<\/strong> el tiempo de fusi\u00f3n de un fusible suele ser mucho menor que el tiempo de apertura de un interruptor autom\u00e1tico para corrientes de cortocircuito elevadas. Por tanto, existe una limitaci\u00f3n natural de la energ\u00eda que pasa. Hay que tener en cuenta que, en el caso de la protecci\u00f3n por fusible, la energ\u00eda m\u00e1xima puede producirse durante el cortocircuito m\u00ednimo, porque el tiempo de fusi\u00f3n puede ser m\u00e1s largo. Por tanto, es necesario comprobar la resistencia del cable a todos los tipos de corriente de cortocircuito. <\/p>\n\n

Utilizaci\u00f3n de interruptores autom\u00e1ticos limitadores de corriente:<\/strong> determinadas gamas de aparatos est\u00e1n dise\u00f1adas para impedir que se acumule la corriente de defecto, permitiendo \u00fanicamente el paso de una corriente de intensidad limitada. El fabricante indica el rendimiento limitador de un interruptor autom\u00e1tico en forma de curvas de limitaci\u00f3n: <\/p>\n\n

\n
<\/path><\/svg><\/span>La curva que representa el valor pico de la corriente limitada en funci\u00f3n del valor eficaz de la componente de CA de la supuesta corriente de fallo (\u00fatil para verificar las tensiones electrodin\u00e1micas)<\/span><\/div>\n\n\n\n
<\/path><\/svg><\/span>La curva que muestra el valor de la energ\u00eda limitada que fluye en funci\u00f3n del valor eficaz de la componente de CA de la supuesta corriente de fallo. Es este valor limitado el que debe compararse con la tensi\u00f3n t\u00e9rmica admisible de los conductores. <\/span><\/div>\n<\/div><\/div>\n\n

El<\/strong> cat\u00e1logo multifabricanteelec<\/strong> calc\u2122 gestiona las curvas de limitaci\u00f3n de las distintas protecciones. En cuanto se asocie una referencia hardware con una limitaci\u00f3n a una protecci\u00f3n, el software podr\u00e1 recuperar la energ\u00eda limitada asociada a la supuesta corriente de cortocircuito. <\/p>\n\n

Hay que tener en cuenta que la mayor\u00eda de los interruptores autom\u00e1ticos modulares tienen capacidades limitadoras, lo que permite resolver los problemas de tensi\u00f3n t\u00e9rmica en tuber\u00edas de secci\u00f3n peque\u00f1a, que son las m\u00e1s afectadas por los problemas de tensi\u00f3n t\u00e9rmica.<\/p>\n\n

Ejemplo:<\/strong> <\/p>\n\n

Mi instalaci\u00f3n tiene un circuito de alumbrado con un cable U1000R2V-3G2,5 protegido por un disyuntor de 16 A curva C. La corriente m\u00e1xima de cortocircuito en el cable es de 5,63 kA y el tiempo de disparo de la protecci\u00f3n es de 10 ms.<\/p>\n\n

Por tanto, la energ\u00eda m\u00e1xima es :Ik\u00b2 x t = 5,63\u00b2x0,01, es decir, 316.969 A\u00b2s La resistencia t\u00e9rmica de mi cable es: k\u00b2 x S\u00b2 = 138\u00b2x2,5\u00b2, es decir, 119.025 A\u00b2s<\/p>\n\n

Comprobaci\u00f3n: Ik\u00b2 x t > k\u00b2 x S\u00b2 => problema de tensi\u00f3n t\u00e9rmica en el cable: en caso de cortocircuito, el cable resultar\u00e1 da\u00f1ado.<\/p>\n\n

Fusible :<\/strong><\/p>\n\n

Si sustituyo el disyuntor por un fusible gG de 16 A, el tiempo de fusi\u00f3n es de 4,10-5s. Por tanto, la energ\u00eda m\u00e1xima es :Ik\u00b2 x t = 5,63\u00b2x0,00004, es decir, 1268 A\u00b2s Por tanto, no hay problema de tensi\u00f3n t\u00e9rmica en el cable. En nuestro caso, tambi\u00e9n hemos comprobado que es la corriente m\u00e1xima de cortocircuito la que da la energ\u00eda m\u00e1xima.<\/p>\n\n

\n
\n

Integraci\u00f3n de una referencia de interruptor autom\u00e1tico con limitaci\u00f3n :<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ahora estoy integrando una referencia de hardware en mi protecci\u00f3n. As\u00ed, el software podr\u00e1 leer la energ\u00eda residual para una corriente de circuito de 5,63 kA a partir de la curva de limitaci\u00f3n de energ\u00eda suministrada por el fabricante: <\/p>\n\n\n\n

En nuestro caso, la energ\u00eda residual es de 8.389 A\u00b2s. Esto es inferior a la resistencia t\u00e9rmica del conductor. Por tanto, ya no tenemos problemas de tensi\u00f3n t\u00e9rmica en el cable. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

\"\"
Ejemplo de curva de limitaci\u00f3n de energ\u00eda<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n<\/div>\n\n
Precisi\u00f3n del c\u00e1lculo de la energ\u00eda pasante<\/h5><\/div>\n\n

Tener en cuenta la<\/strong> componente CC:<\/strong> en las f\u00f3rmulas citadas anteriormente, hemos considerado que el valor de Ik es el valor eficaz de la componente CA de la supuesta corriente de defecto. Si queremos ser m\u00e1s precisos, debemos tener en cuenta la componente CC de la corriente de defecto. La influencia de esta componente de CC es especialmente notable cuando el punto de fallo est\u00e1 cerca de las fuentes. Depende del tiempo de despeje del fallo y del valor de la relaci\u00f3n X\/R del circuito en el punto de fallo.Entonces es necesario calcular una corriente t\u00e9rmica equivalente que sustituya a la corriente Ik en las f\u00f3rmulas. <\/p>\n\n

elec<\/strong> calc\u2122 tiene en cuenta la influencia de esta componente de CC cuando la norma utilizada lo exige.<\/p>\n\n

Caso de fuentes m\u00faltiples: <\/strong>una aver\u00eda puede estar alimentada por varias fuentes, cada una de las cuales contribuye a la corriente de cortocircuito. La protecci\u00f3n asociada a estas distintas fuentes puede no reaccionar al mismo tiempo a la corriente de cortocircuito que generan. Por tanto, el c\u00e1lculo preciso de la energ\u00eda de paso debe incluir una acumulaci\u00f3n cronol\u00f3gica de las energ\u00edas producidas por cada fuente. <\/p>\n\n

Esto es lo que hace el software elec<\/strong> calc\u2122 para acercarse lo m\u00e1s posible al fen\u00f3meno real.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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