[email protected] autor: m.a.r.f - … · 2020. 5. 8. · i.l/s formula empírica fijada por...

1www.iesalta.com [email protected] Autor: M.A.R.F - 2019- Salta


Determinación de la I¨k en el punto de toma de energia a partir calculos

315kva

I¨k

11028 A

M

I¨k

3917A

I¨k

2420 A

50mts

carga

12

3

Zi= impedancia del transformadorZl: impedancia de la línea de distribuciónZa: impedancia de la acometida

1 : situación de corto circuito a la salida de los bornes del transformado

2 : situación de corto circuito en la línea de distribución en el punto de acometida

3 : situación de coro circuito en los bornes superiores del Interruptor de cabecera del TP

Zi= 0,039W Zl= 0,058 ohm

Consideraciones : Cos phi = 0,85 sen phi = 0,53Cables de Al 3x50/50 R/m = 0,745ohm/kmX/m= 0,086 ohm/km


Si consideramos la acometida hasta llegar al ITM de cabecera de

nuestra instalación, podemos llegar a determinar la corriente de

cortocircuito en los bornes inferiores de ese interruptor. La impedancia

del cable acometida (despreciando la reactancia) es:

R =1,73*r*L/S=1,73 *0,0172* 12/6= R= 0,06ohm

Zacometida= R2+X2 = 0,06 ohm

Zl=Zcable= 1,73 * L *(R.cosf + X.sen f). De tablas de cables:

ZL=Zcable=1,73*0,05*(0,745*0,85+0,086*0,53)= 0,058ohm

I¨k2= 380/(Zi+Zl)=380/(0,039+0,058)

I¨k2=3917 A

En (3)tomando la Zacometida

I¨k3= 380/(0,039+0,058+0,06)=

I¨k3=2420 A


TM2x16A

ZL

ZL

Za

Za

Zi

12 3 carga

200 METROS

4

R= 2 r . L = 2,0,0172 . 200/2,5 = 2,75 ohm, (despreciando la reactancia)S

Si calculamos la corriente de corto circuito en el punto (4)Icc = E / R = 220/2,75 = 80A

Icc CURVA D CURVA C CURVA B

10 a 20 In 5 a 10 In 3 a 5In

ITM 2 X16 160 A - 320A 80 A - 160 A 48 A – 80A

Despreciando la impedancia Zi, Zl, Za muy inferiores a R;


5

Si suponemos un consumo de 10 A de una carga protegida con un ITM de 16 A alimentado con un cable subterráneo de 2 x 2,5mm2

veremos.Calculamos la

resistencia del

conductor del circuito

Zacometida= R2+X2 ; X despreciable

Zacometida = 2. r . L /S = 2.0,0172.6/6=0,034W

ZL= 2 * L *(R.cosf + X.sen f). De tablas de cables:

ZL=2*0,05*(0,745*0,85+0,086*0,53)= 0,068ohm

I¨k4= 220/( 0,039+0,068+0,034+2,75)=76 A

Cálculos considerando impedancias

El error cometido al despreciar las impedancias de cables y transformador es del orden del 5%


Líneas seccionales


Calculo de la longitud máxima de conductores de una línea seccional (entre el tablero principal y seccional o entre dos tableros seccionales) que establecen la corriente de cortocircuito mínima que asegura la actuación instantánea de la protección.La siguiente Tabla 771-HVII da una guía que permite conocer la longitud máxima de los conductores con aislación termoplástica, según Norma IRAM NM 247-3 0 IRAM 62267, que asegura la actuación de la protección (elección de la intensidad asignada y tipo de curva de actuación de los pequeños interruptores termo magnéticos según normas IRAM 2169 0 IEC 60898 Y de los fusibles según Norma IRAM 2245 0 IEC 60269).

Ejemplo 1:

a) Determinar la curva de disparo de un interruptor termo magnético que protege un circuito seccional trifásico con neutro con una longitud 45metros con un conductor de 10mm2 unipolar IRAM 247-3 instalado en cañería embutida en muro, alimentando una carga de 15kw y un cos phi=0,8. La Icc presunta es de 3kA en el punto de instalación de la protección


A - La Iadm del cable de 10mm2 es de 44 A,

B - el consumo de corriente de la carga será : I=P/(V.cosPhi.1,73= ) = 15000/(380 . 0,8

, 1,73) = 28,53A

C - la verificación de la caída de tensión será: (1)DV= 0,035. I.L/S = 0,035 . 28,53 . 45

/10 = 4,49V en porcentaje: 4,49/380*100 = 1,18% <3% aceptable

D - De la tabla Tabla 771-H.VII No se podrá instalar una ITM 4x32 A curva D si

deseamos limitar el consumo. Si podremos instalar ITM 4 x 40 curvas B C o D según el

requerimiento de la selectividad de la instalación

Conclusión:

Como podrá observarse, aun una ITM con In por debajo de la Iadm del conductor no

podremos utilizarla porque la corriente que puede ocurrir, en un corto circuito en el

extremo del conductor, no será despejado en el tiempo necesario para evitar el

deterioro de la aislación del conductor.

(1)DV= 0,035. I.L/S Formula empírica fijada por la AEA para el calculo de la caída

de tensión de conductores – RAEA 90364-7-771 pág. 142


Circuitos Terminales( IEC 60898 - RAEA 90364 Parte 771 Pág.. 231)

Corriente de corto circuito en el TS [A](Icc)

Sección Conductor In Interruptor 1500 A 3000A 4000A

[mm2] [A] curva

1,5 10B

C

D

Longitud máxima de los conductores [m]

160

77

36

163

80

38

163

81

39

2,5 16B

C

D

163

77

33

167

81

38

169

83

39

4 25B

C

D

162

73

29

170

81

37

172

83

39

Tabla 771-H.VIII


Clase de limitación

Curvas de limitación de corrienteLa capacidad de limitación de corriente de un interruptor automático se refleja mediante 2 curvas que dan, como una función de la posible corriente de cortocircuito (corriente que fluiría en ausencia de un dispositivo protector):• La corriente de pico real (limitada).• La solicitación térmica (en A²s); este valor, multiplicado por la resistencia de cualquier elemento a través del cual pasa la corriente de cortocircuito, da la energía disipada por dicho elemento.

La línea recta “10 ms” que representa la energía A²s de una posible corriente de cortocircuito de periodo medio (10 ms) indica la energía que se disiparía por la corriente de cortocircuito en ausencia de la limitación que ejerce el dispositivo de protección (véase el ejemplo).

C25240/415

60003

Curva y Calibre (25 A)Tensión de trabajo; Tipo de Cte : AlternaPoder de Corte: 6000 AClase de limitación 3


Ejemplo¿Qué energía limita un interruptor automático iC60N 25 A para una posible corriente de cortocircuito de 10 kA rms? ¿Cuál es la calidad de la limitación de corriente?Como se muestra en el gráfico adjunto: • Esta corriente de cortocircuito (10 kA rms) es probable que se disipe hasta 1.000 k A2s.• El interruptor automático iC60N reduce esta solicitación térmica a: 40 kA2s, es decir, 22 veces menos.


Energía especifica

La característica de máxima energía especifica pasante I2t se encuentra ligada a la clase de limitación que posee el elemento de protección. Para los interruptores automáticos fabricados según lEC 60898 esta clase no esta marcada en el dispositivo, pero el fabricante deberá entregar la información a solicitud del proyectista, en forma de curvas o dato garantizado. En los productos que responden a la norma europea EN 60898 (Norma lEC 60898, modificada), la clase de limitación esta grabada en el frente del aparato, con el numero respectivo dentro de un cuadrado.Para disponer de datos de orientación se indican a continuación los valores máximos normalizados para I2t (energía especifica pasante) para los interruptores automáticos con una corriente asignada hasta 16 A inclusive,(Tabla 771-H.IX) y para los comprendidos entre 16 y 32 A (Tabla 771-H.x) de los interruptores construidos según Norma EN 60898, Y para diferentes capacidades de ruptura,


Las clases de limitación de energía pueden encontrarse indicadas en los interruptores automáticos conformes a la Norma IEC 60898 mediante un numero indicativo de la clase encerrado en un cuadrado. Ejemplo:

3


Ejemplo:Circuito TUG con conductores IRAM NM 247-3,sección de 2,5mm2, protegido con un interruptor automático C16 con 6000 A de capacidad de ruptura y c1asede limitaci6n 3.Nivel de cortocircuito en tablero seccional: 3000 A.Máxima energía especifica pasante según Tabla 771- H.IX I2t = 42000 A2 s (Amper cuadrado por segundo)Conductor IRAM 247-3 Conductor de Cobre con aislación en PVC => k = 115Sección del conductor => 2,5 mm2

Aplicando la ecuación:- k2 . S 2 > I2t

- (115) 2 . (2,5) 2 > 42000

826656 > 42000 , con lo cual verificamos la protección del conductor


1

Ejemplo: Determinar Las sección mínima del conductor para instalar en A , suponiendo una I¨k = 6000 ASolución: El conductor en A debe calcularse según la corriente de sobrecarga a la que puede ser sometido y a la corriente de corto circuito que puede conducir sin sufrir daño en su aislación.En A , un conductor de 4 mm2 satisface la circulación de corriente de sobrecarga que puede ocurrir al cargarse todos los circuitos al valor máximo determinados por ITM2, ITM3 e ITM4.De la pagina 91 observamos que la máxima energía que deja pasar el interruptor Curva C 4x63A es de 40000 A2s

Verificamos si ese valor es superior a la energía I2t en A:k2 . S 2 = 1152 . 4 2 = 211600 > 40000

con lo cual verificamos la protección del conductor

El valor I2t lo obtuvimos de la tabla de pág.. 91 que corresponde a las curvas garantizadas por el fabricante, cuyos valores pueden diferir de los

valores máximos que establecen las normas


Ingresamos con el valor de I¨k en las abscisas (corriente prevista kA), interceptamos la curva del interruptor de 63 A ( C ).

Luego determinamos en las ordenadas el valor de la energía limitada

40000

6kA

C


a - Determinar la curva de disparo y calibre de un interruptor termo magnético clase 3, que protege un circuito terminal monofásico con una longitud 90metros con un conductor de 2,5mm2 unipolar IRAM 247-3 instalado en cañería embutida en muro, alimentando una carga de 1200w y un cos phi=0,8. La Icc presunta es de 6kA en el punto de instalación de la protección . Verificar la caída de tensión.Si no verifica redimensionar el conductor *b - Determinar la curva de disparo y calibre de un interruptor termo magnético clase 3, que protege un circuito seccional trifásico con neutro con una longitud 62metros con un conductor de 6mm2 unipolar IRAM 247-3 instalado en cañería embutida en muro, alimentando una carga de 9kw y un cos phi=0,8. La Icc presunta es de 4,5kA en el punto de instalación de la protección. Verificar la caída de tensión. Si no verifica redimensionar el conductor *c - Determinar la curva de disparo y calibre de un interruptor termo magnético clase 3, que protege un circuito terminal monofásico con una longitud 63metros con un conductor de 4mm2 unipolar IRAM 247-3 instalado en cañería embutida en muro, alimentando una carga de 2200w y un cos phi=0,8. La Icc presunta es de 6kA en el punto de instalación de la protección . Verificar la caída de tensión. Si no verifica redimensionar el conductor *d - Determinar la curva de disparo y calibre de un interruptor termo magnético clase 3, que protege un circuito seccional trifásico con neutro con una longitud 42metros con un conductor de 4mm2 unipolar IRAM 247-3 instalado en cañería embutida en muro, alimentando una carga de 6kw y un cos phi=0,85. La Icc presunta es de 4,5kA en el punto de instalación de la protección. Verificar la caída de tensión. Si no verifica redimensionar el conductor *e - Determinar el conductor a emplear en el tramo B del circuito de pág. 90 *

Para resolver:

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