Categorías: Artículos destacados » Secretos de electricista
Cantidad de vistas: 390289
Comentarios sobre el artículo: 29
Cómo elegir una sección de cable - consejos de diseño
El artículo considera los criterios principales para elegir una sección de cable, da ejemplos de cálculos.
En los mercados, a menudo puede ver signos escritos a mano que indican qué cable debe ser comprado por el comprador dependiendo de la corriente de carga esperada. No creas estas señales, ya que te engañan. La sección transversal del cable se selecciona no solo por la corriente de funcionamiento, sino también por varios parámetros.
En primer lugar, debe tenerse en cuenta que cuando se usa un cable al límite de sus capacidades, los núcleos del cable se calientan varias decenas de grados. Los valores actuales que se muestran en la Figura 1 sugieren el calentamiento de los núcleos del cable a 65 grados a una temperatura ambiente de 25 grados. Si se colocan varios cables en una tubería o bandeja, debido a su calentamiento mutuo (cada cable calienta a todos los demás cables), la corriente máxima permitida se reduce en un 10-30 por ciento.
Además, la corriente máxima posible disminuye a temperaturas ambiente elevadas. Por lo tanto, en una red grupal (una red desde blindajes hasta lámparas, enchufes y otros receptores eléctricos), los cables generalmente se usan a corrientes que no superan 0.6 - 0.7 de los valores mostrados en la Figura 1.
Fig. 1. Corriente continua permitida de cables con conductores de cobre
Sobre esta base, el uso generalizado de interruptores automáticos con una corriente nominal de 25 A para proteger las redes de salida tendidas con cables con conductores de cobre con una sección transversal de 2.5 mm2 es un peligro. Las tablas de coeficientes reductores dependiendo de la temperatura y el número de cables en una bandeja se pueden encontrar en las Reglas de instalación eléctrica (PUE).
Restricciones adicionales surgen cuando el cable es largo. Al mismo tiempo, las pérdidas de voltaje en el cable pueden alcanzar valores inaceptables. Como regla general, al calcular los cables, la pérdida máxima en la línea no es más del 5%. Las pérdidas no son difíciles de calcular si conoce el valor de resistencia de los núcleos de cable y la corriente de carga estimada. Pero generalmente para el cálculo de pérdidas se utilizan tablas de dependencia de pérdidas en el momento de la carga. El momento de carga se calcula como el producto de la longitud del cable en metros y la potencia en kilovatios.
Los datos para calcular las pérdidas a una tensión monofásica de 220 V se muestran en la tabla 1. Por ejemplo, para un cable con conductores de cobre con una sección transversal de 2.5 mm2 con una longitud de cable de 30 metros y una potencia de carga de 3 kW, el momento de carga es 30x3 = 90, y la pérdida será del 3%. Si el valor calculado de las pérdidas supera el 5%, entonces es necesario elegir un cable con una sección transversal más grande.
Tabla 1. El momento de carga, kW x m, para conductores de cobre en una línea de dos cables a un voltaje de 220 V para una sección determinada del conductor
Según la tabla 2, puede determinar la pérdida en una línea trifásica. Comparando las tablas 1 y 2, se puede observar que en una línea trifásica con conductores de cobre con una sección transversal de 2.5 mm2, una pérdida del 3% corresponde a un momento de carga seis veces mayor.
Se produce un triple aumento en el momento de carga debido a la distribución de la potencia de carga en tres fases, y un doble aumento debido al hecho de que en una red trifásica con una carga simétrica (corrientes idénticas en los conductores de fase), la corriente en el conductor neutro es cero. Con una carga desequilibrada, las pérdidas en el cable aumentan, lo que debe tenerse en cuenta al elegir la sección del cable.
Tabla 2. El momento de carga, kW x m, para conductores de cobre en una línea trifásica de cuatro hilos con voltaje cero de 380/220 V para una sección determinada del conductor (para ampliar la tabla, haga clic en la figura)
Las pérdidas en el cable se ven fuertemente afectadas cuando se usa bajo voltaje, como las lámparas halógenas. Esto es comprensible: si caen 3 voltios en los conductores de fase y neutro, a un voltaje de 220 V probablemente no lo notaremos, y a un voltaje de 12 V el voltaje en la lámpara caerá a la mitad a 6 V.Es por eso que los transformadores para alimentar lámparas halógenas deben acercarse lo más posible a las lámparas. Por ejemplo, con una longitud de cable de 4,5 metros con una sección transversal de 2,5 mm2 y una carga de 0,1 kW (dos lámparas de 50 W cada una), el momento de carga es de 0,45, lo que corresponde a una pérdida del 5% (Tabla 3).
Tabla 3. El momento de carga, kW x m, para conductores de cobre en una línea de dos cables a un voltaje de 12 V para una sección determinada del conductor
Las tablas anteriores no tienen en cuenta el aumento de la resistencia de los conductores al calentamiento debido al flujo de corriente a través de ellos. Por lo tanto, si el cable se usa a corrientes de 0.5 o más de la corriente máxima permitida del cable de una sección dada, entonces se debe hacer una enmienda. En el caso más simple, si espera recibir pérdidas de no más del 5%, calcule la sección transversal en función de las pérdidas del 4%. Además, las pérdidas pueden aumentar con una gran cantidad de conexiones de conductores de cable.
Los cables con conductores de aluminio tienen una resistencia de 1.7 veces mayor en comparación con los cables con conductores de cobre, respectivamente, y las pérdidas en ellos son 1.7 veces mayores.
El segundo factor limitante para cables de gran longitud es el exceso del valor permitido de la resistencia del circuito de fase cero. Para proteger los cables de sobrecargas y cortocircuitos, por regla general, use disyuntores con un disparador combinado. Dichos interruptores tienen liberaciones térmicas y electromagnéticas.
La liberación electromagnética proporciona un apagado instantáneo (décimas e incluso centésimas de segundo) de la sección de emergencia de la red durante un cortocircuito. Por ejemplo, un interruptor de circuito etiquetado como C25 tiene una liberación térmica de 25 A y una liberación electromagnética de 250A. Los disyuntores del grupo "C" tienen una multiplicidad de corriente de ruptura de la liberación electromagnética a térmica de 5 a 10. Pero a cálculo de la línea para corriente de cortocircuito Se toma el valor máximo.
La resistencia general del circuito de fase cero incluye: la resistencia del transformador reductor de la subestación transformadora, la resistencia del cable desde la subestación al dispositivo de distribución de entrada (ASU) del edificio, la resistencia del cable tendido desde la ASU a la aparamenta (RU) y la resistencia del cable de la línea del grupo, cuya sección transversal es necesaria para determinar
Si la línea tiene una gran cantidad de conexiones de conductores de cable, por ejemplo, una línea de grupo de una gran cantidad de dispositivos conectados por un lazo, entonces la resistencia de las conexiones de contacto también debe tenerse en cuenta. Para cálculos muy precisos, se tiene en cuenta la resistencia del arco en la ubicación de la falla.
La impedancia del circuito de fase cero para cables de cuatro hilos se muestra en la Tabla 4. La tabla tiene en cuenta las resistencias de los conductores de fase y neutro. Los valores de resistencia se dan a una temperatura del núcleo del cable de 65 grados. La tabla también es válida para líneas de dos hilos.
Tabla 4. La resistencia total del circuito de fase cero para cables de 4 núcleos, Ohm / km a una temperatura central de 65acerca deCon
En las subestaciones de transformación urbanas, por regla general, se instalan transformadores con una capacidad de 630 kV. Y más, teniendo una impedancia de salida Rtp de menos de 0.1 Ohm. En las zonas rurales, se pueden utilizar transformadores de 160 a 250 kV. Y con una resistencia de salida del orden de 0,15 ohmios, e incluso transformadores a 40 - 100 kV. Y teniendo una impedancia de salida de 0.65 - 0.25 Ohms.
Los cables de alimentación de las subestaciones de transformadores urbanos al ASG de las casas se usan generalmente con conductores de aluminio con una sección transversal de conductores de fase de al menos 70-120 mm2. Cuando la longitud de estas líneas es inferior a 200 metros, la resistencia del circuito de fase cero del cable de alimentación (Rpc) puede tomarse igual a 0.3 Ohm. Para un cálculo más preciso, necesita conocer la longitud y la sección transversal del cable, o medir esta resistencia. Uno de los instrumentos para tales mediciones (el instrumento Vector) se muestra en la Fig. 2)
Fig. 2. El dispositivo para medir la resistencia del circuito de fase cero "Vector"
La resistencia de la línea debe ser tal que con un cortocircuito se garantice que la corriente en el circuito exceda la corriente de funcionamiento de la liberación electromagnética.En consecuencia, para el interruptor automático C25, la corriente de cortocircuito en la línea debe exceder 1.15 × 10 × 25 = 287 A, aquí 1.15 es el factor de seguridad. Por lo tanto, la resistencia del circuito de fase cero para el disyuntor C25 no debe ser superior a 220 V / 287 A = 0,76 ohmios. En consecuencia, para el interruptor automático C16, la resistencia del circuito no debe exceder 220V / 1.15x160A = 1.19 Ohms y para el interruptor automático C10 no más de 220V / 1.15x100 = 1.91 Ohms.
Por lo tanto, para un edificio de apartamentos urbano, tomar Rtp = 0.1 Ohm; Rpc = 0.3 Ohm cuando se usa un cable con conductores de cobre con una sección transversal de 2.5 mm2 protegida por un interruptor de circuito C16 en la red de salida, la resistencia del cable Rgr (conductores de fase y neutro) no debe exceder Rgr = 1.19 Ohm - Rtp - Rpk = 1.19 - 0.1 - 0.3 = 0.79 Ohmios. Según la tabla 4, encontramos su longitud: 0,79 / 17,46 = 0,045 km, o 45 metros. Para la mayoría de los apartamentos, esta longitud es suficiente.
Cuando se utiliza un disyuntor C25 para proteger un cable con una sección transversal de 2.5 mm2, la resistencia del circuito debe ser inferior a 0.76 - 0.4 = 0.36 Ohm, que corresponde a una longitud máxima de cable de 0.36 / 17.46 = 0.02 km, o 20 metros.
Cuando se usa un interruptor automático C10 para proteger una línea de iluminación grupal hecha con un cable con conductores de cobre de 1.5 mm2, obtenemos la resistencia máxima permitida del cable de 1.91 - 0.4 = 1.51 ohmios, que corresponde a una longitud máxima de cable de 1.51 / 29, 1 = 0.052 km, o 52 metros. Si protege dicha línea con un interruptor automático C16, la longitud máxima de la línea será de 0.79 / 29.1 = 0.027 km, o 27 metros.
Victor Ch
Ver también en electro-es.tomathouse.com
: