Cuando se reparan o diseñan instalaciones eléctricas es necesario seleccionar el cables. Puedes utilizar una calculadora o una guía. Pero para ello es necesario conocer los parámetros de carga y las particularidades de la instalación de cables.
Contenido
Por qué calcular el tamaño de los cables
Los siguientes requisitos se aplican a las redes eléctricas
- seguridad;
- fiabilidad;
- economía.
Si la sección transversal elegida del cable es pequeña, las cargas de corriente en cables y alambres son demasiado altos, lo que provoca un sobrecalentamiento. Esto puede dar lugar a una situación de emergencia que dañe todo el sistema eléctrico y sea peligroso para la vida y la integridad física.
Si, por el contrario, se instalan cables con una gran sección transversal, la seguridad de la aplicación está garantizada. Pero desde el punto de vista financiero, será demasiado caro. La selección correcta de la sección transversal del conductor es un requisito previo para un funcionamiento seguro a largo plazo y un uso sensato de los fondos.
Hay un capítulo aparte en el PUE sobre la selección adecuada de los conductores: "Capítulo 1.3. Selección de conductores en función del calentamiento, la densidad de corriente económica y las condiciones de la corona".
La sección transversal de un cable se calcula en función de la potencia y la corriente. Veamos algunos ejemplos. Para determinar el área de la sección transversal del conductor necesaria para 5kWtendrá que utilizar las tablas de PUE (Reglamento de Instalaciones Eléctricas"). Esta guía es el documento rector. Especifica que la sección del cable debe seleccionarse según 4 criterios:
- Tensión de alimentación (Monofásico o trifásico).
- Material del conductor
- Corriente de carga medida en amperios (А), o el poder en kilovatios (kW).
- Ubicación del cable.
No hay valor en la PUE 5 kWpor lo que tenemos que elegir el siguiente valor más alto - 5,5 kW. Para la instalación en un piso hoy en día es necesario alambre de cobre. En la mayoría de los casos la instalación se realiza en el aire, por lo que una sección transversal de 2,5 mm² es adecuada a partir de las tablas de referencia. La carga de corriente máxima permitida es de 25 A.
En dicho manual también se especifica la corriente para la que está diseñado el disyuntor (por ejemploVA). Según "Reglamento de Instalaciones Eléctricas" para una carga de 5,5 kW, la corriente de funcionamiento del interruptor automático debe ser de 25 A. El documento establece que la corriente nominal del conductor que va a la casa o al piso debe ser un grado superior a la del VA. En este caso, después de 25 A hay 35 A. Este último valor debe tomarse como valor de calificación. Una corriente de 35 A corresponde a una sección de 4 mm² y una potencia de 7,7 kW. Esto completa la selección de la sección del cable de cobre según su capacidad: 4 mm².
Para saber qué sección de cable de cobre se necesita para 10 kWUna vez más, nos remitimos a la hoja de datos eléctricos. Si se considera el caso de conductores expuestos, hay que decidir el material del cable y la tensión de alimentación.
Por ejemploPara el cable de aluminio y 220 V, la siguiente potencia más alta es de 13 kW, la sección correspondiente es de 10 mm²; para 380 V, la potencia es de 12 kW y la sección es de 4 mm².
Seleccione según la potencia
Antes de seleccionar una sección de cable en función de su potencia, es necesario calcular su valor total, hacer una lista de aparatos eléctricos en la zona a la que se va a instalar el cable. La potencia nominal de cada aparato debe indicarse junto a la potencia nominal en unidades de vatios o kW (1 kW = 1000 vatios). A continuación, suma la potencia total de todos los aparatos y obtienes el total.
Si selecciona un cable para la conexión de un solo aparato, sólo necesita información sobre el consumo de energía del aparato. En las tablas de PUE puede encontrar las secciones de los cables en función de la potencia.
Tabla 1. Selección de la sección de los conductores en función de la potencia para los cables con conductores de cobre
| Sección del núcleo del conductor, mm² | Para cables con conductores de cobre | |||
| Tensión 220 V | Tensión 380 V | |||
| Corriente, A | Potencia, kW | Corriente, A | Potencia, kW | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75.9 |
| 50 | 175 | 38.5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Tabla 2. Selección de la sección en función de la potencia de los cables con conductores de aluminio
| Sección del conductor, mm² | Para cables con conductores de aluminio | |||
| Tensión 220 V | Tensión 380 V | |||
| Corriente, A | Potencia, kW | Corriente, A | Potencia, kW | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,2 |
Además, es importante conocer la tensión de la red: 380 V para los trifásicos y 220 V para los monofásicos.
La información sobre los conductores de aluminio y cobre se encuentra en las normas de instalación eléctrica. Ambos tienen ventajas y desventajas. Las ventajas de los cables de cobre son:
- alta resistencia;
- elasticidad;
- resistencia a la oxidación;
- La conductividad eléctrica es mayor que la del aluminio.
Desventaja de los conductores de cobre - alto coste. En las casas soviéticas, el cableado de aluminio se utilizaba al construir la casa. Por lo tanto, si se realiza una sustitución parcial, es aconsejable utilizar hilos de aluminio. Las únicas excepciones son cuando todo el cableado antiguo (hasta la centralita) se sustituye por un nuevo cableado. Entonces tiene sentido utilizar el cobre. No es admisible que el cobre y el aluminio entren en contacto directo, ya que ello provoca su oxidación. Por lo tanto, se utiliza un tercer metal para conectarlos.
Es posible calcular por sí mismo la sección transversal de un circuito trifásico. Para ello, utilice la fórmula: I=P/(U*1,73)donde P - poder, W; U - tensión, V; I - A continuación, seleccione la sección del cable en la tabla de referencia, en función de la corriente calculada. Si no existe el valor requerido, se selecciona la sección más cercana que supere el valor calculado.
Cómo calcular con la corriente
La cantidad de corriente que circula por un conductor depende de su longitud, anchura, resistencia específica y temperatura. Cuando se calienta, la corriente eléctrica disminuye. La información de referencia se da para la temperatura ambiente (18°С). Para la selección de la sección transversal del cable, utilice la tabla de los apartados 1.3.10-1.3.11 de PUE-7 CORRIENTES DE APRIETE PARA CABLES, HILO Y CABLES CON AISLAMIENTO DE ROM O AISLAMIENTO DE PLÁSTICO.
Tabla 3. Corriente eléctrica para hilos y cables de cobre con aislamiento de goma y PVC
| Superficie de la sección del conductor, mm² | Corriente, A, para conductores colocados | |||||
| abiertamente | en un solo tubo | |||||
| dos conductores sólidos | tres conductores sólidos | cuatro núcleos individuales | una de dos núcleos | Una de tres núcleos | ||
| 0,5 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0,75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | - | - | - |
| 185 | 510 | - | - | - | - | - |
| 240 | 605 | - | - | - | - | - |
| 300 | 695 | - | - | - | - | - |
| 400 | 830 | - | - | - | - | - |
Para el cálculo de los conductores de aluminio se puede utilizar la tabla.
Tabla 4. Corriente eléctrica para conductores y cordones de aluminio con aislamiento de goma y PVC
| Superficie de la sección del conductor, mm² | Corriente, A, para los cables colocados | |||||
| abiertamente | en un solo tubo | |||||
| dos conductores sólidos | tres conductores sólidos | cuatro núcleos individuales | una de dos núcleos | una de tres núcleos | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | - | - | - |
| 185 | 390 | - | - | - | - | - |
| 240 | 465 | - | - | - | - | - |
| 300 | 535 | - | - | - | - | - |
| 400 | 645 | - | - | - | - | - |
Además de la corriente eléctrica, también habrá que seleccionar el material del conductor y la tensión.
Para un cálculo aproximado de la sección de corriente del cable, divídelo por 10. Si la sección transversal resultante no está en la tabla, se debe utilizar el valor más alto más cercano. Esta norma sólo es válida si la corriente máxima admisible para los conductores de cobre no supera los 40 A. Para un rango de 40 a 80 A, divida la corriente por 8. Si se instalan cables de aluminio, hay que dividir por 6. Esto se debe a que el grosor del conductor de aluminio es mayor que el del conductor de cobre para garantizar las mismas cargas.
Cálculo de la sección del cable en función de la potencia y la longitud
La longitud de un cable afecta a la caída de tensión. Por lo tanto, la tensión en el extremo del conductor puede reducirse y no ser suficiente para hacer funcionar un aparato eléctrico. En el caso de las redes eléctricas domésticas, estas pérdidas pueden despreciarse. Un cable 10-15 cm más largo será suficiente. Esta longitud adicional se utilizará para el cableado y las conexiones. Si los extremos del cable se conectan a la centralita, la longitud de reserva debe ser aún mayor, ya que el interruptores automáticos.
Cuando los cables se tienden a largas distancias, hay que tener en cuenta lo siguiente caída de tensión. Cada conductor se caracteriza por una resistencia eléctrica. Este parámetro está influenciado por:
- La longitud del conductor, unidad de medida: m. A medida que la longitud aumenta, también lo hace la pérdida.
- Área de la sección transversal, medida en mm². Una mayor sección transversal implica una menor caída de tensión.
- Resistencia específica del material (valor de referencia). Indica la resistencia de un hilo que mide 1 milímetro cuadrado por 1 metro.
La caída de tensión es numéricamente igual al producto de la resistencia por la corriente. Es admisible que el valor indicado no supere el 5%. Si no es así, hay que utilizar una sección transversal más grande. Algoritmo para calcular la sección de los cables en función de la potencia y la longitud máximas:
- En función de la potencia P, la tensión U y el factor cosf encontramos la corriente según la fórmula: I=P/(U*cof). Para las redes eléctricas utilizadas en los hogares, cosf = 1. En la industria, el cosf se calcula como la relación entre la potencia activa y la potencia aparente. Esta última se compone de la potencia activa y la potencia reactiva.
- La sección de corriente del conductor se determina con la ayuda de las tablas PUE correspondientes.
- Calcula la resistencia del conductor mediante la fórmula: Ro=ρ*l/Sdonde ρ es la resistividad del material, l es la longitud del conductor y S es el área de la sección transversal. Hay que tener en cuenta que la corriente circula por el cable no sólo en un sentido, sino también en el contrario. Por lo tanto, la resistencia total: R = Ro*2.
- Encuentra la caída de tensión de la relación: ΔU=I*R.
- Encuentra la caída de tensión en porcentaje: ΔU/U. Si el valor es superior al 5%, seleccione la mayor sección del conductor del libro de referencia.
Cableado abierto y cerrado
Dependiendo de la ubicación, el cableado se divide en 2 tipos:
- oculto;
- expuesta.
Hoy en día, el cableado oculto se instala en los pisos. Se crean bandejas especiales en paredes y techos para alojar los cables. Una vez instalados los conductores, se enlucen los huecos. El cobre se utiliza como conductor. Hay que planificar con antelación porque con el tiempo, para instalar más cableado eléctrico o sustituir los elementos, habrá que desmontar el acabado. Los cables e hilos planos suelen utilizarse para instalaciones empotradas.
En las instalaciones expuestas, los cables se instalan a lo largo de la superficie de la habitación. Se da preferencia a los conductores flexibles que tienen una forma redonda. Pueden instalarse fácilmente en los conductos de cables y pasar a través de las ondulaciones. Cuando se calcula la carga de los cables, se tiene en cuenta la forma en que están colocados.
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