LINEA GENERAL DE ALIMENTACIÓN
La Línea General de Alimentación, cuya abreviatura es
LGA, forma parte de la
Instalación de Enlace y su
misión es suministrar toda la potencia eléctrica que demanda un edificio.
Es la línea eléctrica que enlaza la Caja General de Protección con la Centralización de Contadores.
El REBT tiene una ITC y una Guía específica para la LGA, la Guia BT 14.
Todo le explicado en esta ITC y su Guía es de obligado cumplimiento.
En esta página todo lo que veremos cumplirá con dicha ITC.
Tipos de Instalaciones de Enlace y de LGA
Las instalaciones de enlace pueden ser de tipos diferentes: para instalaciones de edificios con centralización de contadores, para edificios con descentralización de contadores o centralizados pero en más de un lugar y por último las instalaciones de enlace para un único usuario o dos usuarios.
Todos los tipos llevan LGA excepto las de 1 o 2 usuarios.
Veamos los esquemas de estos 3 tipos diferentes de instalaciones de enlace y la LGA.
Instalación de Enlace con Contadores Centralizados en un Único Sitio
Este tipo es el más utilizado y se utiliza tanto en edificios verticales como horizontales y también se puede usar en edificios comerciales, de oficinas o concentración de industrias.
Fíjate que la parte 4 es la Línea General de Alimentación.
Se inicia o parte de la Caja General de Protección (CGP) y llega hasta el Interruptor General de Maniobra.
En la siguiente imagen puedes ver como se conecta la LGA con la CGP y con el Interruptor General de Maniobra:
Caja General de Protección y LGA
Interruptor General de Maniobra y LGA
Ahora veamos el otro tipo de instalación de enlace con LGA:
Aquí la LGA esta dividida en varias partes por medio de cajas de derivación y suele ser más larga que en los casos anteriores.
Se utiliza cuando el edificio tiene más de 12 plantas, como luego veremos.
Por último tenemos el caso de una instalación de enlace para un único usuario o para dos.
En estos casos no tenemos LGA, solo tendremos Derivaciones Individuales (DI).
Se puede simplificar las instalaciones de enlace al coincidir en el mismo lugar la Caja General de Protección y la situación del equipo de medida y no existir, por tanto, la Línea general de Alimentación.
En consecuencia, el fusible de seguridad coincide con el fusible de la CGP.
Puedes ver que la diferencia fundamental es la forma de conexión o centralización de los contadores.
Si tenemos dudas de cómo será nuestra instalación de enlace, para conocer cómo será nuestra LGA, lo mejor es pensar en lo que dice el REBT en su instrucción técnica que habla sobre la centralización de contadores, número ITC-BT-016 que dice:
En función de la naturaleza y número de contadores, así como de las plantas del edificio, la concentración de los contadores se situará de la forma siguiente:
- En edificios de hasta 12 plantas se colocarán en la planta baja, entresuelo o primer sótano.
En edificios superiores a 12 plantas se podrá concentrar por plantas intermedias, comprendiendo cada concentración los contadores de 6 o más plantas.
- Podrán disponerse concentraciones por plantas cuando el número de contadores en cada una de las concentraciones sea superior a 16.
Conclusión: Si no sabemos como será la concentración de los contadores (una o varias) tomaremos según el REBT que para menos de 12 plantas (o menor de 16 contadores) siempre será una única concentración o centralización de contadores.
Otra cosa importante es determinar si nuestra LGA será monofásica o trifásica.
El REBT en su ITC-10 punto 6, establece que para potencias mayores de 14.490w el suministro debe ser trifásico, luego en estos casos la LGA será trifásica.
Comencemos con el estudio de las características y el dimensionado o calculo de la LGA.
Características de la LGA
La LGA estará constituida por:
- Conductores aislados en el interior de tubos enterrados.
En este caso, por ser enterrados, se debe cumplir la ITC-BT-07, además de los indicado en la norma ITC-BT-14.
Ya en la GUIA ITC-19 viene incorporada la tabla para cables enterrados e intensidades máximas admisibles con sus factores de corrección si fueran necesarios. (OJO en la GUIA no en la ITC).
- Conductores aislados en el interior de tubos empotrados.
- Conductores aislados en el interior de tubos en montaje superficial.
- Conductores aislados en el interior de canales protectoras cuya tapa sólo se pueda abrir con la ayuda de un útil.
- Canalizaciones eléctricas prefabricadas. Deberán cumplir la norma UNE-EN 60.439 -2.
- Conductores aislados en el interior de conductos cerrados de obra de fábrica, proyectados y construidos al efecto.
En todos los casos anteriores, los tubos y canales así como su instalación, cumplirán lo indicado en la ITC-BT-21, salvo en lo indicado en la ITC-BT-14 específico para la LGA.
El diámetro de los tubos (y sus características) viene especificado en función del tipo de instalación y del número de conductores en las tablas de la ITC-BT-21 y las uniones de los tubos rígidos serán roscadas o embutidas, de modo que no puedan separarse los extremos.
En función del trazado de la línea general de alimentación y de las características del edificio se elegirá el sistema o sistemas, más adecuados de los vistos anteriormente.
El trazado de la línea general de alimentación será lo más corto y rectilíneo posible, discurriendo por zonas de uso común.
Cuando la línea general de alimentación discurra verticalmente lo hará por el interior de una canaladura o conducto de obra de fábrica empotrado o adosado al hueco de la escalera por lugares de uso común y se evitarán las curvas y los cambios de dirección.
La línea general de alimentación no podrá ir adosada o empotrada a la escalera o zona de uso común cuando estos recintos sean protegidos conforme a lo establecido en la normativa de incendios vigente.
Este conducto será registrable y precintadle en cada planta y se establecerán cortafuegos cada tres plantas como mínimo. Sus paredes y tapas de registro cumplirán las exigencias de la normativa de incendios vigente.
Las dimensiones mínimas del conducto serán de 30 x 30 cm y se destinará única y exclusivamente a alojar la línea general de alimentación y el conductor de protección.
La LGA será una línea trifásica, por tanto, los conductores a utilizar serán tres de fase y uno de neutro.
Además estos cables serán de cobre o aluminio, unipolares y aislados, siendo su tensión asignada 0,6/1 kV y serán no propagadores del incendio y con emisión de humos y opacidad reducida.
Estos 2 serán los tipos a elegir y que cumplen las condiciones dadas. el más usado es el RZ1-K
Dimensionado de la LGA Cálculos
La sección de los cables deberá ser uniforme en todo su recorrido y sin empalmes, exceptuándose las derivaciones realizadas en el interior de cajas para alimentación de centralizaciones de contadores.
La sección mínima será de 10 mm2 en cobre o 16 mm2 en aluminio.
Ahora veamos como se calcula la sección de los conductores de la Línea General de Alimentación.
Para determinar la sección de los conductores de la LGA se tiene que tener en cuenta que deben cumplir con los siguientes requisitos:
a) Temperatura máxima admisible trabajando de forma continua (Intensidad máxima admisible para el conductor según tabla del REBT).
b) Caída de tensión máxima admisible. Como luego veremos el 0,5% o el 1% como máximo.
Después de calcular la sección para que cumpla con estas 2 condiciones, la sección de la LGA puede ser que tengamos que aumentarla cuando calculemos los fusibles de la Caja General de Protección (CGP) para que cumpla con la condiciones impuestas por las normas UNE para fusibles y elementos de protección.
Vayamos paso por paso.
Primero veamos como se calcula la sección del cable de la LGA para que cumpla con los dos requisitos imprescindibles, la intensidad máxima y la caída de tensión.
Mientras explicamos como se hace, también haremos un ejemplo:
Ejemplo: LGA trifásica de cobre de 10 metros de longitud, que va por el interior de tubos empotrados en pared de obra, designación RZ1-K, y una intensidad de 70A.
Centralización de contadores, coseno de fi 0,8 y Conductividad del cobre a 70ºC = 48.
1ª Condición: Intensidad Máxima Admisible
Deberemos comprobar que cumple (soporta) con la intensidad máxima admisible para que el cable no se caliente y pueda dañar el aislante.
Para la LGA lo mejor es consultar las tablas A y B de la Guía-BT 14 para cables de cobre o de aluminio.
Esta tabla está sacada mezclando las tablas ITC-BT-019 y de la ITC-BT-07 para subterráneas, y por supuesto para secciones mayores de 10mm2 que es lo que nos exige el REBT para las LGA como mínimo y para conductores con aislamiento RZ1. Aquí tienes la tabla:
Por ejemplo, para una LGA de cobre que va por el interior de tubos empotrados en pared de obra y una intensidad de 70A, que es la del ejemplo inicial, deberemos de elegir una sección de 16mm2 para que cumpla con la primera condición. Así de fácil.
Un dato importante que debes anotar para más adelante tenerlo en cuenta es la intensidad máxima que aguanta nuestro cable.
En nuestro caso, los cables de 16mm2 aguantan 80A como máximo.
Recuerda I máxima admisible= 80A
Ahora pasamos a comprobar la caída de tensión de la LGA
2ª Condición: Caída de Tensión Máxima Permitida
La caída de tensión máxima permitida será según el REBT ITC 14:
- Para LGA destinadas a contadores totalmente centralizados: 0,5%.
- Para LGA destinadas a centralizaciones parciales de contadores: 1%.
¡OJO! recuerda que en instalaciones para un único usuario NO hay LGA, hay Derivación Individual.
LGA = Línea general de alimentación.
CPM = Caja de Protección y Medida (cuadro de contadores)
CGP = Caja General de Protección.
DI = Derivaciones Individuales.
Sabiendo esto, si la tensión normal de alimentación en trifásica es de 400V:
- Para una única centralización de contadores sería: (400 x 0,5) / 100 = 2V máximo de caída de tensión entre el inicio y el final de la LGA.
- Para varias centralizaciones de contadores sería: (400 x 1) / 100 = 4V máximo de caída de tensión entre el inicio y el final de la LGA.
Recuerda: El segundo caso es para aquellos edificios que tengan más de 12 plantas o 16 contadores.
Conociendo la máxima permitida aplicaremos la fórmula para el calculo de la sección en trifásica para este valor. Secciones iguales o mayores que las que nos de el resultado en la fórmula cumplirán la 2ª condición.
A continuación tienes las fórmulas para monofásica y trifásica, y en función de la intensidad o de la potencia.
Utiliza la que prefieras pero siempre la de trifásica para la LGA, si es mayor de 14.490w de previsión de potencia.
Recordamos que la fórmula de la potencia es Pactiva = √3 x V x I x cos fi.
Si tenemos la potencia podemos despejar la Intensidad.
I = P / (√3 x V x cos fi)
Normalmente para conocer la potencia o la intensidad debemos hacer una previsión de la potencia total del edificio según la ITC-BT-10. En esta página no vamos a explicar esto, pero si no sabes hacerlo te recomendamos el siguiente enlace: Previsión de Cargas.
Como puedes ver, para utilizar la fórmula de la sección teniendo en cuenta la caída de tensión máxima permitida, necesitamos tener la previsión de la potencia o intensidad, la longitud de la LGA, la caída de tensión máxima permitida en cada caso (calculada antes y la conductividad del material conductor (cobre o aluminio).
¡¡¡OJO!!! La norma UNE 20460-5-52, de rango superior al REBT y por lo tanto debemos de cumplirla, nos dice que la temperatura máxima que pueden alcanzar los aislante es la siguiente:
Por lo tanto a la hora de poner la conductividad del cable en la fórmula de la caída de tensión, debemos de aplicarla según este criterio.
¿Qué significa esto? Por ejemplo para una LGA de cobre con aislante de PVC o Z1 (termoplásticos) debemos de hacer los cálculos para cuando el aislante alcance 70ºC.
Cuando el aislante alcanza esta temperatura, es porque el material conductor, el cobre también alcanzó los 70ºC.
Según esto, la conductividad que debemos usar para la fórmula de la sección por la caída de tensión es para este temperatura, es decir 48, NUNCA a 20ºC que es como viene en la mayoría de los libros.
Vamos que conductividad debemos usar en los 2 casos posibles y para el caso de cobre o aluminio:
- 70ºC para los conductores aislados con PVC (termoplásticos).
En estos casos el valor de la conductividad para el Cobre es 48, para el Aluminio 30. Para aislante Z1 poliolefina, también se utiliza este valor.
- 90ºC para los conductores aislados con XLPE o EPR (termoestables).
En estos casos el valor de la conductividad para el Cobre es 44, para el Aluminio 28.
Apliquemos la 2ª condición a nuestro ejemplo inicial:
Recordamos nuestro ejemplo: LGA trifásica de cobre de 10 metros de longitud, que va por el interior de tubos empotrados en pared de obra, designación RZ1-K, y una intensidad de 70A.
Centralización de contadores, coseno de fi 0,8 y Conductividad del cobre a 70ºC = 48.
Como nuestro cable es RZ1, elegiremos una conductividad a 70ºC de 48.
S = [√3 (2 x 10) x 70 x 0,8] / 4 x 48 = 1.939/192= 10 mm2.
Esto significa que para una sección de 10mm2 para la LGA la caída de tensión será 4V.
Para esta sección y superiores cumplirá la 2ª condición.
Como para cumplir la primera condición se necesitaba que fuera de 16mm2, esta claro que nuestra LGA será de 16mm2.
Con 16mm2 cumple la primera y la segunda condición. Siempre elegiremos la sección mayor de las dos.
Puedes saber más sobre el calculo de secciones en el siguiente enlace: Calculo Sección Cables.
Sección del Neutro y Diámetro del Tubo para la LGA
Una vez calculada las secciones de los conductores de fase, obtenemos la sección del neutro.
Para eso la ITC-BT-014 nos dice: El conductor neutro tendrá una sección de aproximadamente el 50 % de la correspondiente al conductor de fase, no siendo inferior a los valores especificados en la Tabla 1, mostrada a continuación:
La mayoría de los veces el neutro se coloca de la misma sección que los conductores de fase, ya que en caso contrario se puede tener problemas con las corrientes armónicas.
Cuando no existan desequilibrios o corrientes armónicas se pueden emplear conductores de sección menor, tal como figura en la tabla anterior.
Nota: Nosotros explicamos las dos condiciones que deben de darse, pero el orden da igual, es decir podemos primero comprobar la Intensidad Máxima admisible y después la caída de tensión, como hemos hecho, al revés, primero caída y después intensidad máxima admisible, sería lo mismo.
Luego veremos algún ejemplo.
Fusibles de la CGP
¡¡¡¡OJO MUY IMPORTANTE!!! es el momento de calcular los fusibles para la Caja General de Protección (CGP).
Este cálculo puede influir en la sección nuestra LGA, por eso lo explicamos en esta página.
Siempre suelen elegirse fusibles gG para la CGP, que significa que son de uso general y que protegen frente a sobrecargas y contra cortocircuitos.
Las Normas UNE 264604-4-43 y la GUIA-BT 22 establecen las condiciones que deben de cumplir los elementos de protección asociados a los cables para que protejan eficazmente contra sobrecarga y cortocircuitos.
En nuestro caso los fusibles de la CGP asociados a la LGA y que la protegen.
Veamos las 2 condiciones:
1ª) Condición para proteger contra sobrecargas la LGA:
- La I prevista <= Inominal del Fusible <= 0,91 I máxima admisible (según tabla para la sección del cable elegido)
2ª) Condición para protección frente a cortocircuitos la LGA:
Según UNE 20-460-4-43 el conductor estará protegido, frente a cortocircuitos, por un fusible (In) cuando se cumplan las siguientes condiciones :
a) La intensidad de cortocircuito admisible por el cable Is, será superior a la intensidad de fusión If del fusible en cinco segundo.
b) La intensidad de fusión del fusible en cinco segundos If, sea inferior a la corriente que resulte de un cortocircuito en cualquier punto de la instalación (Icc).
- Icc de la LGA > I fusión del fusible en 5 segundos < Icc que aguanta el cable en 5 segundos
Nuestros fusibles deben cumplir con estas 2 condiciones.
Veamos como se comprueba siguiendo con el ejemplo que estamos desarrollando:
Tenemos fusibles normalizado para el CGP de 63A-80A-100A. I prevista = 70A.
Recordamos que la Intensidad máxima admisible para el cable de la LGA, que era de 16mm2 empotrado en obra, era de 80A según tabla:
Veamos si cumple la Primera Condición:
1ª) 70A< In fusible < 0,91 x 80 =72A; el único fusible mayor de 70A es el de 80A y no nos sirve, porque NO cumple la condición ya que 72 NO es mayor que 80 y nunca podrá serlo.
¿Que haremos para que cumpla la condición?
Aumentar la Sección de la LGA.
Elegimos una LGA de 25mm2 con una Imaxima admisible de 106A y tenemos:
70< In fusible < 0,91 x 106 = 96; ahora si que el fusible de 80A de intensidad nominal es válido.
Como has podido comprobar esta condición para los fusibles de la CGP puede alterar el valor de la sección de la LGA calculada anteriormente para que cumpla las 2 condiciones exigidas por el REBT.
Una vez elegido la Inominal del fusible, antes de pasar a la segunda condición para el fusible, debemos comprobar que la Temperatura del conductor del cable de la LGA no supera la temperatura máxima que puede llegar a tener el aislamiento del cable con la siguiente ecuación:
Ib es la Intensidad prevista (70A en nuestro caso) e Iz es la I máxima admisible por el conductor, que en nuestro caso es de 106A según tabla del REBT.
Tconductor = 25 + (70-25) x (70/106)2 = 25 + (50 x 0,43) = 25 + 21,5 = 46,5ºC menor de la máxima que puede llegar a tener el aislante Z1 que es de 70ºC.
Esta comprobación mucha gente no la hace pero es muy recomendable.
Ahora veamos como se comprueba que cumplen la Segunda Condición.
Para esto necesitamos calcular la Icc de la LGA, la Icc que aguanta el cable en 5 segundos y tener la tabla de la intensidad a la que se funden los fusibles gG en 5 segundos.
El REBTen la GUIA-BT ANEXO 3 nos dice que en caso de cortocircuito podemos considerar que la tensión en el inicio de la LGA será el 80% de la tensión nominal, es decir 0,8Vnominal.
Además en caso de cortocircuito en la LGA se considerará en el interruptor general de maniobra (final de la lGA) y en el caso más desfavorable que será entre fase y neutro.
Según esto la Icc en la LGA será:
Icc de la LGA= (0,8 x Vnominal entre fase y neutro) / Resistencia cables de la LGA
Resistencia LGA = L / (conductividad x S); ojo la conductividad se considera para 20ºC ya que es el caso más desfavorable, no para 70ºC o 90ºC.
Además la Icc que aguanta un cable viene determinada por la fórmula:
Icc máxima que aguanta el cable de la LGA (cualquier cable) = K x S / √t; donde K es una constante que depende del aislante de la LGA.
- K para PVC y Z1 = 115
- K Para XLPE o ELPR = 143
- t el tiempo de desconexión de la protección contra cortocircuitos (fusibles CGP).
No puede ser superior a 5 segundos.
Todo esto está relacionado con la intensidad y el tiempo que tarde en cortar el elemento de protección de la LGA, que son los Fusibles de la CGP.
El cable de la LGA tendrá que aguantar la Intensidad a la que se funde el fusible en caso de cortocircuito, y además el fusible debe fundirse por debajo de la intensidad de cortocircuito calculada.
Para Fusibles gG, que son de uso general y que protegen contra sobrecargar y cortocircuitos tenemos una intensidad de fusión del fusible en 5 segundos de:
2ª Condición: Intensidad de cortocircuito admisible por el cable > I fusión del fusible en 5 segundos (tabla) < Icc de la LGA (Calculada)
En muchas ocasiones podemos consultar la Icc que aguanta el cable real en los catálogos, en lugar de calcularla.
Si seguimos con nuestro Ejemplo:
LGA trifásica de cobre de 10 metros de longitud, que va por el interior de tubos empotrados en pared de obra, designación RZ1-K, y una intensidad de 70A.
Centralización de contadores, coseno de fi 0,8 y Conductividad del cobre a 20ºC = 56.
Para la Icc el caso más desfavorable es cuando el cable está en frio (20ºC) ya que en frío tiene menos resistencia que a 70ºC y por lo tanto la Icc será mayor.
Recuerda Sección calculada 16mm2
Icc = 0,8 x 230 / RLGA
RLGA = (2 x 10)/ 56 x 25mm2 = 20/1400= 0,014 ohmios
Icc de la LGA= 0,8 x 230 / 0,014 = 13.142A;
La Icc que aguanta el cable será:
Icc que aguanta el cable en 5 segundos es = K x S / √t = 115 x 25 / √5 = 2875 / 2,23 = 1.289A
El calibre del fusible para la CGP recuerda que era de 80A, y según tabla:
El fusible de 80A a 425A se fundirá en 5 segundos, intensidad muy por debajo de la Icc de la LGA y de la Intensidad que aguanta el cable.
Se cumplen las 2 condiciones luego nuestra LGA estará protegida frente a cortocircuitos.
Nota: cuando tengamos un cortocircuito pasarán 13.142A y el fusible se quemará tan rápido (muchísimo menos de 5 segundos) que el cable aguantará esa intensidad para ese periodo de tiempo tan corto.
Imagina que se quema a laos 0,03 segundos.
¿Qué intensidad aguantaría el cable durante ese periodo de tiempo?
Icc cable = K x S / √t = 115 x 25 / √0,1 = 2875 / 0,173 = 16.618A
Como ves el cable aguantará la Icc de la LGA perfectamente si se funde en 0,03segundos, que probablemente será en tiempo inferior.
Conclusión al Ejercicio: Nuestra LGA quedaría con una sección de 25mm2 por culpa de la elección del fusible de la LGA, incluso cumpliendo con 16mm2 las dos condiciones que marca el REBT.
Como ves los fusibles de la CGP y la sección de la LGA están íntimamente relacionados, como no podría ser de otra manera, ya que estos fusibles son los que protegen nuestra LGA.
Para una sección de Fase de 25mm2 el neutro debe ser de 16mm2, aunque como dijimos es mejor poner las dos con la misma sección, aunque no obligatorio.
OJO si ponemos el neutro con una sección menor, de 16mm2 tendríamos que volver a calcular la Icc ya que la resistencia en el cortocircuito fase-neutro se dividiría en 2 partes, Resistencia de un trozo de cable a 25mm2 y Resistencia de otro a 16mm2, pero nosotros la dejaremos los dos con 25mm2.
Hay una tabla que nos facilita todo esto bastante, ya que lo que hace es decirnos la longitud máxima que puede tener la LGA en función de su sección e intensidad nominal del fusible gG, para que quede protegida frente a cortocircuitos (OJO no frente a sobrecargas).
Con esta tabla no necesitamos realizar ningún calculo para saber si nuestra LGA está protegida frente a cortocircuitos, solo comprobar.
Por ejemplo en nuestro caso. Sección Fase 25mm2 y Neutro de 16mm2 con una Intensidad nominal del fusible de 80A.
Todas las LGA por debajo de 175 metros de longitud están protegidas contra cortocircuitos, según la tabla. Frente a sobrecargas tenemos que hacer la condición:
I prevista <= Inominal del Fusible <= 0,91 I máxima admisible (según tabla para la sección del cable elegido)
Veamos un ejemplo completo. ¡¡OJO!!! el ejemplo tiene algunos errores, para para ver el proceso nos sirve:
Si quieres aprender como se calculan todas las partes de una instalación de enlace te recomiendo: Instalación de Enlace.
Veamos otro ejemplo del Calculo de la Sección del Cable para la LGA por la Intensidad de Cortocircuito un poco diferente.
En este caso nos dan una tabla con los tiempos e intensidades de fusión de la protección contra cortocircuitos (fusible CGA).
Una Línea General de Alimentación (LGA) tiene una sección de 95mm2 de cobre y una longitud entre la CGP y la Centralización de Contadores de 25 metros.
Calcular la intensidad de cortocircuito que puede presentarse en la Línea y la Intensidad de cortocircuito que puede soportar el conductor si está aislado con material termoestable.
Suponer el tiempo de desconexión de la protección contra cortocircuitos de 0,2 segundos(fusibles de la CGP).
Solución:
Recuerda se utiliza la conductividad del cobre a 20ºC para las Intensidades de Cortocircuitos por ser la más desfavorable.
La conductividad del cobre para 20ºC es de 58.
RLGA = Longitud de la LGA (ida y vuelta) / (conductividad x Sección LGA) = (2 x 25) / (58 x 95) = 50/5.510 = 0,0091Ω
La Icc de la instalaciónserá = 0,8 x 184/0,0091 = 230/0,0091 =20.219A
Ahora calculamos la Icc máxima admisible por el cable:
Icc cable = K x S / √t; siendo K una constante y t el tiempo de desconexión de la protección contra cortocircuitos (fusibles CGP).
No puede ser superior a 5 segundos.
Imaginemos que tarda en fundirse 0,2 segundo.
Icc cable= 143 x 95 / √0,2 = 13.585 / 0,44 =30.875A
Vemos quela Icc admisible por el cable es superior a la de la instalación, lo que quiere decir que todo es correcto.
El cable no se quemará antes de que pasen los 0,2 segundos del cortocircuito.
Lo normal no es que NO tengamos el dato de 0,2 segundos tiempo de desconexión, luego el ejemplo primero es el más común para hacer los cálculos.
Ahora veamos ejemplos de cálculos de LGA.
Ejemplos Cálculos LGA
Ejemplo 1
Hallar la sección de una línea general de alimentación (LGA) de un edificio destinado principalmente a viviendas, cuya previsión de potencia es 130.500 W.
El conductor a instalar tendrá cables unipolares de Cu con tensión asignada 0,6/1 kV, serán no propagadores de incendio y con emisión de humos y opacidad reducida, RZ1-K, instalados en el interior de tubo empotrado, la temperatura ambiente del aire es de 40°C, la longitud es de 20 metros, la instalación de los contadores totalmente centralizada y tensión de alimentación 400/230 V.
Ejemplo 2
Hay algunas Guias Técnicas del REBT que incluyen las tablas para cables enterrados, normalmente en su ITC-BT-019, por eso pone que sacamos la tabla de esa norma, pero realmente es la tabla original que podemos encontrar en la norma UNE para las condicones concretas de este ejercicio.
Con la tabla de la ITC-BT-07 para redes subterráneas deberíamos utilizar los factores de correccion.
¿Te has fijado que viene la Intensidad de Cortocircuito máxima admisible calculada?.
Esto no es obligatorio pero si recomendable hacerlo.
De esta forma si primero calculamos la Icc de la LGA máxima y luego Icc máxima que aguanta el cable, esta última debe ser siempre menor, para que en caso de cortocircuito la LGA no se quema.
Todo esto lo tienes ampliado y explicado en: Intensidad de Cortocircuito.
Ejemplo 3
Calcula la sección de los cables para la LGA de un edificio con una previsión de potencia de 98.816,22w
La Línea general de alimentación será trifásica con neutro para contadores concentrados; formada por conductores unipolares de cobre, aislados con XLPE para 1 kV, en instalación empotrada en obra bajo tubo. Longitud 10 m.
Factor de potencia 0,9.
Considerar la temperatura máxima de trabajo del cable.
OJO utiliza tabla vieja para la Imaximaadmisible.
Como ya vimos los cables a utilizar serán:
Siempre deben ser este tipo de cables, con lo que ya no lo volveremos a decir en los siguientes ejemplos.
Ejemplo 4
Un edificio con una Previsión de Carga Total= 194.368 vatios de previsión de potencia
Consideraremos un factor de potencia de 0,9 y una tensión de alimentación de 400V
Los contadores serán totalmente centralizados.
La LGA irá enterrada bajo tubo de XLPE, con conductores de cobre unipolares y tendrá una longitud de 40m.
Solución:
Como es una instalación enterrada tendremos que tener en cuenta la ITC-BT-07, como luego veremos.
El cable al ser de cobre con aislamiento de XLPE la conductividad será de 44.
La caída de tensión máxima será del 0,5%, es decir sobre 400V será de 2V.
Ahora calculamos la sección según la fórmula:
Ahora comprobamos que para esta sección y este tipo de instalación la intensidad máxima admisible no supera la que recorrerá la LGA.
Como son conductores enterrados tendremos que utilizar la ITC-BT-07 para ver la intensidad máxima admisible.
En nuestro caso, que es enterrada y de cobre, tendremos que utilizar la tabla de intensidades máximas admisibles de la tabla 5 de la ITC-BT-07.
En esta tabla también podemos ver que la sección inmediatamente superior normalizada a la que nos salió en el apartado anterior es de 240mm2.
Para esta sección en XLPE y con cables unipolares, la intensidad máxima admisible es de 550A.
¡OJO! En este punto debemos comprobar si nuestra instalación tiene que tener algún factor de corrección y buscarlo en la tabla correspondiente de la ITC-07.
Por ejemplo, por ser un terreno con temperatura diferente a 25ºC sacaremos en fc de la tabla 6, por ser un terreno con resistividad térmica diferente a 1 Km/w fc de la tabla 7, etc.
En el punto 3.1.3 dice: "En el caso de una línea con cable tripolar o con una terna de cables unipolares en el interior de un mismo tubo, se aplicará un factor de corrección de 0,8.
Luego como este es nuestro caso debemos de aplicar este fc.
No hay ningún otro fc que tengamos que aplicar.
Luego la intensidad máxima admisible para cables de 240mm2 será de 550A x 0,8 = 440A.
Si nuestra LGA tiene una intensidad menor, esta será la sección adecuada.
Comprobemos calculando la intensidad desde la potencia.
¡¡¡Solucionado!!! La sección que cumple con las dos condiciones es de 240mm2.
Ejemplo 5
Calcula la sección de una LGA de un edificio con los contadores totalmente centralizados, utilizando un cable RZ1-K (AS).
La potencia prevista es de 120Kw, con un factor de potencia de 0,9. La red es trifásica a 400V y la longitud de la línea es de 32m.
Calcula la sección por caída de tensión.
Ejemplo 6
Teniendo en cuenta todos los requisitos expuestos vamos a calcular la línea general de un edificio de viviendas con una potencia total a instalar de 125.335 W (calculada según la ITCBT-10).
Características de la LGA:
- Conductores de cobre.
- Sistema de instalación elegido: empotrada bajo tubo.
- Contadores totalmente centralizados en planta baja.
- Longitud de la línea: 18 m.
Este ejercicio vamos a resolverlo primero calculando la intensidad máxima admisible y luego la caída de tensión, al contrario de lo que hicimos hasta ahora, pero es lo mismo.
Además calcularemos el conductor neutro y el de protección.
Ahora utilizamos la tabla de la ITC-BT-019. Para utilizar correctamente la tabla seguimos los siguientes pasos:
- Instalación empotrada bajo tubo: método de instalación B1
- Tipo de aislamiento y número de conductores cargados: XLPE3
Teniendo en cuenta que la intensidad calculada es 201 A y que vamos a emplear conductores de cobre, obtenemos un conductor de fase de 95 mm2, cuya intensidad admisible es de 224A y, por tanto, superior a la intensidad de cálculo (201 A).
Calculamos la caída de tensión que tendrá nuestra línea, para esa intensidad y sección y comprobaremos que no es superior al 0,5 % de la tensión nominal ya que tenemos contadores totalmente centralizados.
la máxima caída de tensión para 400V es de 2V; e= (400 x 0,5) /100 = 2V
Tenemos que comprobar que nuestra LGA tiene menos de estos voltios de caída de tensión.
Despejamos la caída de tensión de la fórmula de la sección.
Nota la caída de tensión se suele expresar con la letra "e" o como incremento de V.
Cumpliendo con ambas condiciones determinamos secciones de las fases de 95mm2.
A partir de la sección de fase obtenemos la sección del neutro y el diámetro exterior del tubo de protección con la Tabla 1 y con la Tabla 2 de la ITC-BT-19 se obtiene el conductor de protección:
En este caso es la mitad del de fase: 95 / 2 = 47,50 mm2.
Esta sección no se fabrica por lo que tomamos la sección nominal inmediatamente superior que es la de 50 mm2.
Tenemos finalmente definida y dimensionada la Línea General de Alimentación de nuestro edificio como sigue:
- Conductores de cobre unipolares y aislados, siendo su tensión asignada 0,6/1 kV, con aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), empotrados bajo tubo de diámetro exterior 140mm.
- Formada por 3 conductores de fase de 95 mm2, y un neutro de 50 mm2.
- El conductor de protección tendrá una sección de 50 mm2
Ejemplo 7
Calcular la potencia y la LGA con cable Cobre y aislamiento XLPE, y de tensión asignada 1000 V, instalación bajo tubo empotrado en obra, sabiendo que la distancia entre la CGP y la CC es de 25mts y se trata de un grupo de viviendas de 21 abonados de electrificación elevada 9200 vatios.
Suponemos un factor de potencia Cos φ = 0,85.
Coeficiente de simultaneidad para 21 viviendas = 15,3 Entonces la previsión de carga será: 9.200 x 15,3 = 140.760w; si no sabes porqué de esto visita: Previsión de Cargas.
Ahora calculamos la Intensidad con la fórmula de trifásica despejando de la potencia:
I = 140.760 / (√3 x 400 x 0,85)= 239A; ahora utilizamos la fórmula de la sección para determinar que sección necesitamos para que la caída de tensión sea menor de la establecida.
Si aplicas la fórmula nos saldrá una sección de 78mm2, pero resulta que la intensidad máxima admisible para soportar los 239A es con una sección de 120mm2.
solución: con una sección de 120mm2 cumple las dos condiciones.
Ejemplo 8
Un edificio tiene la previsión de carga de 60.800 W y un factor de potencia de 0,9, la acometida es aérea posada sobre fachada, con una longitud de 3m.
La alimentación es trifásica y derivada desde la RDBT, los contadores están centralizados en la planta baja del edificio y hay una distancia hasta la CGP de 20m, los conductores de la LGA irán en un tubo empotrado en la pared.
Con estos datos calcular: sección de la acometida, CGP a instalar, calibre y tipo de fusible a instalar y sección de la LGA.
SOLUCION: I= 97,51A; Sección de la LGA Sección: 35mm2; AV= 1,47V AV (%)=0,5% Diámetro del tubo= 110mm
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Es la línea eléctrica que enlaza la Caja General de Protección con la Centralización de Contadores.
El REBT tiene una ITC y una Guía específica para la LGA, la Guia BT 14.
Todo le explicado en esta ITC y su Guía es de obligado cumplimiento.
En esta página todo lo que veremos cumplirá con dicha ITC.
Tipos de Instalaciones de Enlace y de LGA
Las instalaciones de enlace pueden ser de tipos diferentes: para instalaciones de edificios con centralización de contadores, para edificios con descentralización de contadores o centralizados pero en más de un lugar y por último las instalaciones de enlace para un único usuario o dos usuarios.
Todos los tipos llevan LGA excepto las de 1 o 2 usuarios.
Veamos los esquemas de estos 3 tipos diferentes de instalaciones de enlace y la LGA.
Instalación de Enlace con Contadores Centralizados en un Único Sitio
Este tipo es el más utilizado y se utiliza tanto en edificios verticales como horizontales y también se puede usar en edificios comerciales, de oficinas o concentración de industrias.
Fíjate que la parte 4 es la Línea General de Alimentación.
Se inicia o parte de la Caja General de Protección (CGP) y llega hasta el Interruptor General de Maniobra.
En la siguiente imagen puedes ver como se conecta la LGA con la CGP y con el Interruptor General de Maniobra:
Caja General de Protección y LGA
Interruptor General de Maniobra y LGA
Ahora veamos el otro tipo de instalación de enlace con LGA:
Aquí la LGA esta dividida en varias partes por medio de cajas de derivación y suele ser más larga que en los casos anteriores.
Se utiliza cuando el edificio tiene más de 12 plantas, como luego veremos.
Por último tenemos el caso de una instalación de enlace para un único usuario o para dos.
En estos casos no tenemos LGA, solo tendremos Derivaciones Individuales (DI).
Se puede simplificar las instalaciones de enlace al coincidir en el mismo lugar la Caja General de Protección y la situación del equipo de medida y no existir, por tanto, la Línea general de Alimentación.
En consecuencia, el fusible de seguridad coincide con el fusible de la CGP.
Puedes ver que la diferencia fundamental es la forma de conexión o centralización de los contadores.
Si tenemos dudas de cómo será nuestra instalación de enlace, para conocer cómo será nuestra LGA, lo mejor es pensar en lo que dice el REBT en su instrucción técnica que habla sobre la centralización de contadores, número ITC-BT-016 que dice:
En función de la naturaleza y número de contadores, así como de las plantas del edificio, la concentración de los contadores se situará de la forma siguiente:
- En edificios de hasta 12 plantas se colocarán en la planta baja, entresuelo o primer sótano.
En edificios superiores a 12 plantas se podrá concentrar por plantas intermedias, comprendiendo cada concentración los contadores de 6 o más plantas.
- Podrán disponerse concentraciones por plantas cuando el número de contadores en cada una de las concentraciones sea superior a 16.
Conclusión: Si no sabemos como será la concentración de los contadores (una o varias) tomaremos según el REBT que para menos de 12 plantas (o menor de 16 contadores) siempre será una única concentración o centralización de contadores.
Otra cosa importante es determinar si nuestra LGA será monofásica o trifásica.
El REBT en su ITC-10 punto 6, establece que para potencias mayores de 14.490w el suministro debe ser trifásico, luego en estos casos la LGA será trifásica.
Comencemos con el estudio de las características y el dimensionado o calculo de la LGA.
Características de la LGA
La LGA estará constituida por:
- Conductores aislados en el interior de tubos enterrados.
En este caso, por ser enterrados, se debe cumplir la ITC-BT-07, además de los indicado en la norma ITC-BT-14.
Ya en la GUIA ITC-19 viene incorporada la tabla para cables enterrados e intensidades máximas admisibles con sus factores de corrección si fueran necesarios. (OJO en la GUIA no en la ITC).
- Conductores aislados en el interior de tubos empotrados.
- Conductores aislados en el interior de tubos en montaje superficial.
- Conductores aislados en el interior de canales protectoras cuya tapa sólo se pueda abrir con la ayuda de un útil.
- Canalizaciones eléctricas prefabricadas. Deberán cumplir la norma UNE-EN 60.439 -2.
- Conductores aislados en el interior de conductos cerrados de obra de fábrica, proyectados y construidos al efecto.
En todos los casos anteriores, los tubos y canales así como su instalación, cumplirán lo indicado en la ITC-BT-21, salvo en lo indicado en la ITC-BT-14 específico para la LGA.
El diámetro de los tubos (y sus características) viene especificado en función del tipo de instalación y del número de conductores en las tablas de la ITC-BT-21 y las uniones de los tubos rígidos serán roscadas o embutidas, de modo que no puedan separarse los extremos.
En función del trazado de la línea general de alimentación y de las características del edificio se elegirá el sistema o sistemas, más adecuados de los vistos anteriormente.
El trazado de la línea general de alimentación será lo más corto y rectilíneo posible, discurriendo por zonas de uso común.
Cuando la línea general de alimentación discurra verticalmente lo hará por el interior de una canaladura o conducto de obra de fábrica empotrado o adosado al hueco de la escalera por lugares de uso común y se evitarán las curvas y los cambios de dirección.
La línea general de alimentación no podrá ir adosada o empotrada a la escalera o zona de uso común cuando estos recintos sean protegidos conforme a lo establecido en la normativa de incendios vigente.
Este conducto será registrable y precintadle en cada planta y se establecerán cortafuegos cada tres plantas como mínimo. Sus paredes y tapas de registro cumplirán las exigencias de la normativa de incendios vigente.
Las dimensiones mínimas del conducto serán de 30 x 30 cm y se destinará única y exclusivamente a alojar la línea general de alimentación y el conductor de protección.
La LGA será una línea trifásica, por tanto, los conductores a utilizar serán tres de fase y uno de neutro.
Además estos cables serán de cobre o aluminio, unipolares y aislados, siendo su tensión asignada 0,6/1 kV y serán no propagadores del incendio y con emisión de humos y opacidad reducida.
Estos 2 serán los tipos a elegir y que cumplen las condiciones dadas. el más usado es el RZ1-K
Dimensionado de la LGA Cálculos
La sección de los cables deberá ser uniforme en todo su recorrido y sin empalmes, exceptuándose las derivaciones realizadas en el interior de cajas para alimentación de centralizaciones de contadores.
La sección mínima será de 10 mm2 en cobre o 16 mm2 en aluminio.
Ahora veamos como se calcula la sección de los conductores de la Línea General de Alimentación.
Para determinar la sección de los conductores de la LGA se tiene que tener en cuenta que deben cumplir con los siguientes requisitos:
a) Temperatura máxima admisible trabajando de forma continua (Intensidad máxima admisible para el conductor según tabla del REBT).
b) Caída de tensión máxima admisible. Como luego veremos el 0,5% o el 1% como máximo.
Después de calcular la sección para que cumpla con estas 2 condiciones, la sección de la LGA puede ser que tengamos que aumentarla cuando calculemos los fusibles de la Caja General de Protección (CGP) para que cumpla con la condiciones impuestas por las normas UNE para fusibles y elementos de protección.
Vayamos paso por paso.
Primero veamos como se calcula la sección del cable de la LGA para que cumpla con los dos requisitos imprescindibles, la intensidad máxima y la caída de tensión.
Mientras explicamos como se hace, también haremos un ejemplo:
Ejemplo: LGA trifásica de cobre de 10 metros de longitud, que va por el interior de tubos empotrados en pared de obra, designación RZ1-K, y una intensidad de 70A.
Centralización de contadores, coseno de fi 0,8 y Conductividad del cobre a 70ºC = 48.
1ª Condición: Intensidad Máxima Admisible
Deberemos comprobar que cumple (soporta) con la intensidad máxima admisible para que el cable no se caliente y pueda dañar el aislante.
Para la LGA lo mejor es consultar las tablas A y B de la Guía-BT 14 para cables de cobre o de aluminio.
Esta tabla está sacada mezclando las tablas ITC-BT-019 y de la ITC-BT-07 para subterráneas, y por supuesto para secciones mayores de 10mm2 que es lo que nos exige el REBT para las LGA como mínimo y para conductores con aislamiento RZ1. Aquí tienes la tabla:
Por ejemplo, para una LGA de cobre que va por el interior de tubos empotrados en pared de obra y una intensidad de 70A, que es la del ejemplo inicial, deberemos de elegir una sección de 16mm2 para que cumpla con la primera condición. Así de fácil.
Un dato importante que debes anotar para más adelante tenerlo en cuenta es la intensidad máxima que aguanta nuestro cable.
En nuestro caso, los cables de 16mm2 aguantan 80A como máximo.
Recuerda I máxima admisible= 80A
Ahora pasamos a comprobar la caída de tensión de la LGA
2ª Condición: Caída de Tensión Máxima Permitida
La caída de tensión máxima permitida será según el REBT ITC 14:
- Para LGA destinadas a contadores totalmente centralizados: 0,5%.
- Para LGA destinadas a centralizaciones parciales de contadores: 1%.
¡OJO! recuerda que en instalaciones para un único usuario NO hay LGA, hay Derivación Individual.
LGA = Línea general de alimentación.
CPM = Caja de Protección y Medida (cuadro de contadores)
CGP = Caja General de Protección.
DI = Derivaciones Individuales.
Sabiendo esto, si la tensión normal de alimentación en trifásica es de 400V:
- Para una única centralización de contadores sería: (400 x 0,5) / 100 = 2V máximo de caída de tensión entre el inicio y el final de la LGA.
- Para varias centralizaciones de contadores sería: (400 x 1) / 100 = 4V máximo de caída de tensión entre el inicio y el final de la LGA.
Recuerda: El segundo caso es para aquellos edificios que tengan más de 12 plantas o 16 contadores.
Conociendo la máxima permitida aplicaremos la fórmula para el calculo de la sección en trifásica para este valor. Secciones iguales o mayores que las que nos de el resultado en la fórmula cumplirán la 2ª condición.
A continuación tienes las fórmulas para monofásica y trifásica, y en función de la intensidad o de la potencia.
Utiliza la que prefieras pero siempre la de trifásica para la LGA, si es mayor de 14.490w de previsión de potencia.
Recordamos que la fórmula de la potencia es Pactiva = √3 x V x I x cos fi.
Si tenemos la potencia podemos despejar la Intensidad.
I = P / (√3 x V x cos fi)
Normalmente para conocer la potencia o la intensidad debemos hacer una previsión de la potencia total del edificio según la ITC-BT-10. En esta página no vamos a explicar esto, pero si no sabes hacerlo te recomendamos el siguiente enlace: Previsión de Cargas.
Como puedes ver, para utilizar la fórmula de la sección teniendo en cuenta la caída de tensión máxima permitida, necesitamos tener la previsión de la potencia o intensidad, la longitud de la LGA, la caída de tensión máxima permitida en cada caso (calculada antes y la conductividad del material conductor (cobre o aluminio).
¡¡¡OJO!!! La norma UNE 20460-5-52, de rango superior al REBT y por lo tanto debemos de cumplirla, nos dice que la temperatura máxima que pueden alcanzar los aislante es la siguiente:
Por lo tanto a la hora de poner la conductividad del cable en la fórmula de la caída de tensión, debemos de aplicarla según este criterio.
¿Qué significa esto? Por ejemplo para una LGA de cobre con aislante de PVC o Z1 (termoplásticos) debemos de hacer los cálculos para cuando el aislante alcance 70ºC.
Cuando el aislante alcanza esta temperatura, es porque el material conductor, el cobre también alcanzó los 70ºC.
Según esto, la conductividad que debemos usar para la fórmula de la sección por la caída de tensión es para este temperatura, es decir 48, NUNCA a 20ºC que es como viene en la mayoría de los libros.
Vamos que conductividad debemos usar en los 2 casos posibles y para el caso de cobre o aluminio:
- 70ºC para los conductores aislados con PVC (termoplásticos).
En estos casos el valor de la conductividad para el Cobre es 48, para el Aluminio 30. Para aislante Z1 poliolefina, también se utiliza este valor.
- 90ºC para los conductores aislados con XLPE o EPR (termoestables).
En estos casos el valor de la conductividad para el Cobre es 44, para el Aluminio 28.
Apliquemos la 2ª condición a nuestro ejemplo inicial:
Recordamos nuestro ejemplo: LGA trifásica de cobre de 10 metros de longitud, que va por el interior de tubos empotrados en pared de obra, designación RZ1-K, y una intensidad de 70A.
Centralización de contadores, coseno de fi 0,8 y Conductividad del cobre a 70ºC = 48.
Como nuestro cable es RZ1, elegiremos una conductividad a 70ºC de 48.
S = [√3 (2 x 10) x 70 x 0,8] / 4 x 48 = 1.939/192= 10 mm2.
Esto significa que para una sección de 10mm2 para la LGA la caída de tensión será 4V.
Para esta sección y superiores cumplirá la 2ª condición.
Como para cumplir la primera condición se necesitaba que fuera de 16mm2, esta claro que nuestra LGA será de 16mm2.
Con 16mm2 cumple la primera y la segunda condición. Siempre elegiremos la sección mayor de las dos.
Puedes saber más sobre el calculo de secciones en el siguiente enlace: Calculo Sección Cables.
Sección del Neutro y Diámetro del Tubo para la LGA
Una vez calculada las secciones de los conductores de fase, obtenemos la sección del neutro.
Para eso la ITC-BT-014 nos dice: El conductor neutro tendrá una sección de aproximadamente el 50 % de la correspondiente al conductor de fase, no siendo inferior a los valores especificados en la Tabla 1, mostrada a continuación:
La mayoría de los veces el neutro se coloca de la misma sección que los conductores de fase, ya que en caso contrario se puede tener problemas con las corrientes armónicas.
Cuando no existan desequilibrios o corrientes armónicas se pueden emplear conductores de sección menor, tal como figura en la tabla anterior.
Nota: Nosotros explicamos las dos condiciones que deben de darse, pero el orden da igual, es decir podemos primero comprobar la Intensidad Máxima admisible y después la caída de tensión, como hemos hecho, al revés, primero caída y después intensidad máxima admisible, sería lo mismo.
Luego veremos algún ejemplo.
Fusibles de la CGP
¡¡¡¡OJO MUY IMPORTANTE!!! es el momento de calcular los fusibles para la Caja General de Protección (CGP).
Este cálculo puede influir en la sección nuestra LGA, por eso lo explicamos en esta página.
Siempre suelen elegirse fusibles gG para la CGP, que significa que son de uso general y que protegen frente a sobrecargas y contra cortocircuitos.
Las Normas UNE 264604-4-43 y la GUIA-BT 22 establecen las condiciones que deben de cumplir los elementos de protección asociados a los cables para que protejan eficazmente contra sobrecarga y cortocircuitos.
En nuestro caso los fusibles de la CGP asociados a la LGA y que la protegen.
Veamos las 2 condiciones:
1ª) Condición para proteger contra sobrecargas la LGA:
- La I prevista <= Inominal del Fusible <= 0,91 I máxima admisible (según tabla para la sección del cable elegido)
2ª) Condición para protección frente a cortocircuitos la LGA:
Según UNE 20-460-4-43 el conductor estará protegido, frente a cortocircuitos, por un fusible (In) cuando se cumplan las siguientes condiciones :
a) La intensidad de cortocircuito admisible por el cable Is, será superior a la intensidad de fusión If del fusible en cinco segundo.
b) La intensidad de fusión del fusible en cinco segundos If, sea inferior a la corriente que resulte de un cortocircuito en cualquier punto de la instalación (Icc).
- Icc de la LGA > I fusión del fusible en 5 segundos < Icc que aguanta el cable en 5 segundos
Nuestros fusibles deben cumplir con estas 2 condiciones.
Veamos como se comprueba siguiendo con el ejemplo que estamos desarrollando:
Tenemos fusibles normalizado para el CGP de 63A-80A-100A. I prevista = 70A.
Recordamos que la Intensidad máxima admisible para el cable de la LGA, que era de 16mm2 empotrado en obra, era de 80A según tabla:
Veamos si cumple la Primera Condición:
1ª) 70A< In fusible < 0,91 x 80 =72A; el único fusible mayor de 70A es el de 80A y no nos sirve, porque NO cumple la condición ya que 72 NO es mayor que 80 y nunca podrá serlo.
¿Que haremos para que cumpla la condición?
Aumentar la Sección de la LGA.
Elegimos una LGA de 25mm2 con una Imaxima admisible de 106A y tenemos:
70< In fusible < 0,91 x 106 = 96; ahora si que el fusible de 80A de intensidad nominal es válido.
Como has podido comprobar esta condición para los fusibles de la CGP puede alterar el valor de la sección de la LGA calculada anteriormente para que cumpla las 2 condiciones exigidas por el REBT.
Una vez elegido la Inominal del fusible, antes de pasar a la segunda condición para el fusible, debemos comprobar que la Temperatura del conductor del cable de la LGA no supera la temperatura máxima que puede llegar a tener el aislamiento del cable con la siguiente ecuación:
Ib es la Intensidad prevista (70A en nuestro caso) e Iz es la I máxima admisible por el conductor, que en nuestro caso es de 106A según tabla del REBT.
Tconductor = 25 + (70-25) x (70/106)2 = 25 + (50 x 0,43) = 25 + 21,5 = 46,5ºC menor de la máxima que puede llegar a tener el aislante Z1 que es de 70ºC.
Esta comprobación mucha gente no la hace pero es muy recomendable.
Ahora veamos como se comprueba que cumplen la Segunda Condición.
Para esto necesitamos calcular la Icc de la LGA, la Icc que aguanta el cable en 5 segundos y tener la tabla de la intensidad a la que se funden los fusibles gG en 5 segundos.
El REBTen la GUIA-BT ANEXO 3 nos dice que en caso de cortocircuito podemos considerar que la tensión en el inicio de la LGA será el 80% de la tensión nominal, es decir 0,8Vnominal.
Además en caso de cortocircuito en la LGA se considerará en el interruptor general de maniobra (final de la lGA) y en el caso más desfavorable que será entre fase y neutro.
Según esto la Icc en la LGA será:
Icc de la LGA= (0,8 x Vnominal entre fase y neutro) / Resistencia cables de la LGA
Resistencia LGA = L / (conductividad x S); ojo la conductividad se considera para 20ºC ya que es el caso más desfavorable, no para 70ºC o 90ºC.
Además la Icc que aguanta un cable viene determinada por la fórmula:
Icc máxima que aguanta el cable de la LGA (cualquier cable) = K x S / √t; donde K es una constante que depende del aislante de la LGA.
- K para PVC y Z1 = 115
- K Para XLPE o ELPR = 143
- t el tiempo de desconexión de la protección contra cortocircuitos (fusibles CGP).
No puede ser superior a 5 segundos.
Todo esto está relacionado con la intensidad y el tiempo que tarde en cortar el elemento de protección de la LGA, que son los Fusibles de la CGP.
El cable de la LGA tendrá que aguantar la Intensidad a la que se funde el fusible en caso de cortocircuito, y además el fusible debe fundirse por debajo de la intensidad de cortocircuito calculada.
Para Fusibles gG, que son de uso general y que protegen contra sobrecargar y cortocircuitos tenemos una intensidad de fusión del fusible en 5 segundos de:
2ª Condición: Intensidad de cortocircuito admisible por el cable > I fusión del fusible en 5 segundos (tabla) < Icc de la LGA (Calculada)
En muchas ocasiones podemos consultar la Icc que aguanta el cable real en los catálogos, en lugar de calcularla.
Si seguimos con nuestro Ejemplo:
LGA trifásica de cobre de 10 metros de longitud, que va por el interior de tubos empotrados en pared de obra, designación RZ1-K, y una intensidad de 70A.
Centralización de contadores, coseno de fi 0,8 y Conductividad del cobre a 20ºC = 56.
Para la Icc el caso más desfavorable es cuando el cable está en frio (20ºC) ya que en frío tiene menos resistencia que a 70ºC y por lo tanto la Icc será mayor.
Recuerda Sección calculada 16mm2
Icc = 0,8 x 230 / RLGA
RLGA = (2 x 10)/ 56 x 25mm2 = 20/1400= 0,014 ohmios
Icc de la LGA= 0,8 x 230 / 0,014 = 13.142A;
La Icc que aguanta el cable será:
Icc que aguanta el cable en 5 segundos es = K x S / √t = 115 x 25 / √5 = 2875 / 2,23 = 1.289A
El calibre del fusible para la CGP recuerda que era de 80A, y según tabla:
El fusible de 80A a 425A se fundirá en 5 segundos, intensidad muy por debajo de la Icc de la LGA y de la Intensidad que aguanta el cable.
Se cumplen las 2 condiciones luego nuestra LGA estará protegida frente a cortocircuitos.
Nota: cuando tengamos un cortocircuito pasarán 13.142A y el fusible se quemará tan rápido (muchísimo menos de 5 segundos) que el cable aguantará esa intensidad para ese periodo de tiempo tan corto.
Imagina que se quema a laos 0,03 segundos.
¿Qué intensidad aguantaría el cable durante ese periodo de tiempo?
Icc cable = K x S / √t = 115 x 25 / √0,1 = 2875 / 0,173 = 16.618A
Como ves el cable aguantará la Icc de la LGA perfectamente si se funde en 0,03segundos, que probablemente será en tiempo inferior.
Conclusión al Ejercicio: Nuestra LGA quedaría con una sección de 25mm2 por culpa de la elección del fusible de la LGA, incluso cumpliendo con 16mm2 las dos condiciones que marca el REBT.
Como ves los fusibles de la CGP y la sección de la LGA están íntimamente relacionados, como no podría ser de otra manera, ya que estos fusibles son los que protegen nuestra LGA.
Para una sección de Fase de 25mm2 el neutro debe ser de 16mm2, aunque como dijimos es mejor poner las dos con la misma sección, aunque no obligatorio.
OJO si ponemos el neutro con una sección menor, de 16mm2 tendríamos que volver a calcular la Icc ya que la resistencia en el cortocircuito fase-neutro se dividiría en 2 partes, Resistencia de un trozo de cable a 25mm2 y Resistencia de otro a 16mm2, pero nosotros la dejaremos los dos con 25mm2.
Hay una tabla que nos facilita todo esto bastante, ya que lo que hace es decirnos la longitud máxima que puede tener la LGA en función de su sección e intensidad nominal del fusible gG, para que quede protegida frente a cortocircuitos (OJO no frente a sobrecargas).
Con esta tabla no necesitamos realizar ningún calculo para saber si nuestra LGA está protegida frente a cortocircuitos, solo comprobar.
Por ejemplo en nuestro caso. Sección Fase 25mm2 y Neutro de 16mm2 con una Intensidad nominal del fusible de 80A.
Todas las LGA por debajo de 175 metros de longitud están protegidas contra cortocircuitos, según la tabla. Frente a sobrecargas tenemos que hacer la condición:
I prevista <= Inominal del Fusible <= 0,91 I máxima admisible (según tabla para la sección del cable elegido)
Veamos un ejemplo completo. ¡¡OJO!!! el ejemplo tiene algunos errores, para para ver el proceso nos sirve:
Si quieres aprender como se calculan todas las partes de una instalación de enlace te recomiendo: Instalación de Enlace.
Veamos otro ejemplo del Calculo de la Sección del Cable para la LGA por la Intensidad de Cortocircuito un poco diferente.
En este caso nos dan una tabla con los tiempos e intensidades de fusión de la protección contra cortocircuitos (fusible CGA).
Una Línea General de Alimentación (LGA) tiene una sección de 95mm2 de cobre y una longitud entre la CGP y la Centralización de Contadores de 25 metros.
Calcular la intensidad de cortocircuito que puede presentarse en la Línea y la Intensidad de cortocircuito que puede soportar el conductor si está aislado con material termoestable.
Suponer el tiempo de desconexión de la protección contra cortocircuitos de 0,2 segundos(fusibles de la CGP).
Solución:
Recuerda se utiliza la conductividad del cobre a 20ºC para las Intensidades de Cortocircuitos por ser la más desfavorable.
La conductividad del cobre para 20ºC es de 58.
RLGA = Longitud de la LGA (ida y vuelta) / (conductividad x Sección LGA) = (2 x 25) / (58 x 95) = 50/5.510 = 0,0091Ω
La Icc de la instalaciónserá = 0,8 x 184/0,0091 = 230/0,0091 =20.219A
Ahora calculamos la Icc máxima admisible por el cable:
Icc cable = K x S / √t; siendo K una constante y t el tiempo de desconexión de la protección contra cortocircuitos (fusibles CGP).
No puede ser superior a 5 segundos.
Imaginemos que tarda en fundirse 0,2 segundo.
Icc cable= 143 x 95 / √0,2 = 13.585 / 0,44 =30.875A
Vemos quela Icc admisible por el cable es superior a la de la instalación, lo que quiere decir que todo es correcto.
El cable no se quemará antes de que pasen los 0,2 segundos del cortocircuito.
Lo normal no es que NO tengamos el dato de 0,2 segundos tiempo de desconexión, luego el ejemplo primero es el más común para hacer los cálculos.
Ahora veamos ejemplos de cálculos de LGA.
Ejemplos Cálculos LGA
Ejemplo 1
Hallar la sección de una línea general de alimentación (LGA) de un edificio destinado principalmente a viviendas, cuya previsión de potencia es 130.500 W.
El conductor a instalar tendrá cables unipolares de Cu con tensión asignada 0,6/1 kV, serán no propagadores de incendio y con emisión de humos y opacidad reducida, RZ1-K, instalados en el interior de tubo empotrado, la temperatura ambiente del aire es de 40°C, la longitud es de 20 metros, la instalación de los contadores totalmente centralizada y tensión de alimentación 400/230 V.
Ejemplo 2
Hay algunas Guias Técnicas del REBT que incluyen las tablas para cables enterrados, normalmente en su ITC-BT-019, por eso pone que sacamos la tabla de esa norma, pero realmente es la tabla original que podemos encontrar en la norma UNE para las condicones concretas de este ejercicio.
Con la tabla de la ITC-BT-07 para redes subterráneas deberíamos utilizar los factores de correccion.
¿Te has fijado que viene la Intensidad de Cortocircuito máxima admisible calculada?.
Esto no es obligatorio pero si recomendable hacerlo.
De esta forma si primero calculamos la Icc de la LGA máxima y luego Icc máxima que aguanta el cable, esta última debe ser siempre menor, para que en caso de cortocircuito la LGA no se quema.
Todo esto lo tienes ampliado y explicado en: Intensidad de Cortocircuito.
Ejemplo 3
Calcula la sección de los cables para la LGA de un edificio con una previsión de potencia de 98.816,22w
La Línea general de alimentación será trifásica con neutro para contadores concentrados; formada por conductores unipolares de cobre, aislados con XLPE para 1 kV, en instalación empotrada en obra bajo tubo. Longitud 10 m.
Factor de potencia 0,9.
Considerar la temperatura máxima de trabajo del cable.
OJO utiliza tabla vieja para la Imaximaadmisible.
Como ya vimos los cables a utilizar serán:
Siempre deben ser este tipo de cables, con lo que ya no lo volveremos a decir en los siguientes ejemplos.
Ejemplo 4
Un edificio con una Previsión de Carga Total= 194.368 vatios de previsión de potencia
Consideraremos un factor de potencia de 0,9 y una tensión de alimentación de 400V
Los contadores serán totalmente centralizados.
La LGA irá enterrada bajo tubo de XLPE, con conductores de cobre unipolares y tendrá una longitud de 40m.
Solución:
Como es una instalación enterrada tendremos que tener en cuenta la ITC-BT-07, como luego veremos.
El cable al ser de cobre con aislamiento de XLPE la conductividad será de 44.
La caída de tensión máxima será del 0,5%, es decir sobre 400V será de 2V.
Ahora calculamos la sección según la fórmula:
Ahora comprobamos que para esta sección y este tipo de instalación la intensidad máxima admisible no supera la que recorrerá la LGA.
Como son conductores enterrados tendremos que utilizar la ITC-BT-07 para ver la intensidad máxima admisible.
En nuestro caso, que es enterrada y de cobre, tendremos que utilizar la tabla de intensidades máximas admisibles de la tabla 5 de la ITC-BT-07.
En esta tabla también podemos ver que la sección inmediatamente superior normalizada a la que nos salió en el apartado anterior es de 240mm2.
Para esta sección en XLPE y con cables unipolares, la intensidad máxima admisible es de 550A.
¡OJO! En este punto debemos comprobar si nuestra instalación tiene que tener algún factor de corrección y buscarlo en la tabla correspondiente de la ITC-07.
Por ejemplo, por ser un terreno con temperatura diferente a 25ºC sacaremos en fc de la tabla 6, por ser un terreno con resistividad térmica diferente a 1 Km/w fc de la tabla 7, etc.
En el punto 3.1.3 dice: "En el caso de una línea con cable tripolar o con una terna de cables unipolares en el interior de un mismo tubo, se aplicará un factor de corrección de 0,8.
Luego como este es nuestro caso debemos de aplicar este fc.
No hay ningún otro fc que tengamos que aplicar.
Luego la intensidad máxima admisible para cables de 240mm2 será de 550A x 0,8 = 440A.
Si nuestra LGA tiene una intensidad menor, esta será la sección adecuada.
Comprobemos calculando la intensidad desde la potencia.
¡¡¡Solucionado!!! La sección que cumple con las dos condiciones es de 240mm2.
Ejemplo 5
Calcula la sección de una LGA de un edificio con los contadores totalmente centralizados, utilizando un cable RZ1-K (AS).
La potencia prevista es de 120Kw, con un factor de potencia de 0,9. La red es trifásica a 400V y la longitud de la línea es de 32m.
Calcula la sección por caída de tensión.
Ejemplo 6
Teniendo en cuenta todos los requisitos expuestos vamos a calcular la línea general de un edificio de viviendas con una potencia total a instalar de 125.335 W (calculada según la ITCBT-10).
Características de la LGA:
- Conductores de cobre.
- Sistema de instalación elegido: empotrada bajo tubo.
- Contadores totalmente centralizados en planta baja.
- Longitud de la línea: 18 m.
Este ejercicio vamos a resolverlo primero calculando la intensidad máxima admisible y luego la caída de tensión, al contrario de lo que hicimos hasta ahora, pero es lo mismo.
Además calcularemos el conductor neutro y el de protección.
Ahora utilizamos la tabla de la ITC-BT-019. Para utilizar correctamente la tabla seguimos los siguientes pasos:
- Instalación empotrada bajo tubo: método de instalación B1
- Tipo de aislamiento y número de conductores cargados: XLPE3
Teniendo en cuenta que la intensidad calculada es 201 A y que vamos a emplear conductores de cobre, obtenemos un conductor de fase de 95 mm2, cuya intensidad admisible es de 224A y, por tanto, superior a la intensidad de cálculo (201 A).
Calculamos la caída de tensión que tendrá nuestra línea, para esa intensidad y sección y comprobaremos que no es superior al 0,5 % de la tensión nominal ya que tenemos contadores totalmente centralizados.
la máxima caída de tensión para 400V es de 2V; e= (400 x 0,5) /100 = 2V
Tenemos que comprobar que nuestra LGA tiene menos de estos voltios de caída de tensión.
Despejamos la caída de tensión de la fórmula de la sección.
Nota la caída de tensión se suele expresar con la letra "e" o como incremento de V.
Cumpliendo con ambas condiciones determinamos secciones de las fases de 95mm2.
A partir de la sección de fase obtenemos la sección del neutro y el diámetro exterior del tubo de protección con la Tabla 1 y con la Tabla 2 de la ITC-BT-19 se obtiene el conductor de protección:
En este caso es la mitad del de fase: 95 / 2 = 47,50 mm2.
Esta sección no se fabrica por lo que tomamos la sección nominal inmediatamente superior que es la de 50 mm2.
Tenemos finalmente definida y dimensionada la Línea General de Alimentación de nuestro edificio como sigue:
- Conductores de cobre unipolares y aislados, siendo su tensión asignada 0,6/1 kV, con aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), empotrados bajo tubo de diámetro exterior 140mm.
- Formada por 3 conductores de fase de 95 mm2, y un neutro de 50 mm2.
- El conductor de protección tendrá una sección de 50 mm2
Ejemplo 7
Calcular la potencia y la LGA con cable Cobre y aislamiento XLPE, y de tensión asignada 1000 V, instalación bajo tubo empotrado en obra, sabiendo que la distancia entre la CGP y la CC es de 25mts y se trata de un grupo de viviendas de 21 abonados de electrificación elevada 9200 vatios.
Suponemos un factor de potencia Cos φ = 0,85.
Coeficiente de simultaneidad para 21 viviendas = 15,3 Entonces la previsión de carga será: 9.200 x 15,3 = 140.760w; si no sabes porqué de esto visita: Previsión de Cargas.
Ahora calculamos la Intensidad con la fórmula de trifásica despejando de la potencia:
I = 140.760 / (√3 x 400 x 0,85)= 239A; ahora utilizamos la fórmula de la sección para determinar que sección necesitamos para que la caída de tensión sea menor de la establecida.
Si aplicas la fórmula nos saldrá una sección de 78mm2, pero resulta que la intensidad máxima admisible para soportar los 239A es con una sección de 120mm2.
solución: con una sección de 120mm2 cumple las dos condiciones.
Ejemplo 8
Un edificio tiene la previsión de carga de 60.800 W y un factor de potencia de 0,9, la acometida es aérea posada sobre fachada, con una longitud de 3m.
La alimentación es trifásica y derivada desde la RDBT, los contadores están centralizados en la planta baja del edificio y hay una distancia hasta la CGP de 20m, los conductores de la LGA irán en un tubo empotrado en la pared.
Con estos datos calcular: sección de la acometida, CGP a instalar, calibre y tipo de fusible a instalar y sección de la LGA.
SOLUCION: I= 97,51A; Sección de la LGA Sección: 35mm2; AV= 1,47V AV (%)=0,5% Diámetro del tubo= 110mm
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