ESCOLA CLOT

Unitat Formativa 4 Seguretat en les instal lacions electrotcniques

Curs 2014/2015

NF4 : Clcul de la secci dels conductors

1

1. Procediment de clcul de la secci. El clcul de la secci dels conductors duna lnia elctrica implica l's de taules recollides en les nor-mes UNE i en el REBT.

La secci mnima normalitzada del conductor necessari per una lnia elctrica de baixa tensi ve de-terminat per:

Les limitacions descalfament dels conductors.

La caiguda de tensi en els conductors. El seu clcul es fa per a que es compleixin tres condicions:

1a Condici: mxima caiguda de tensi. La circulaci de corrent pels conductors duna lnia elctrica ocasiona una caiguda de tensi o di-ferncia entre la tensi en lorigen i el final de la lnia. Aquesta caiguda de tensi ha de ser inferior als lmits tolerats pel REBT per garantir el funcionament correcte dels receptors alimentats per la lnia.

2

2a Condici: escalfament del conductor a la intensitat mxima admissible. Al circular corrent per una lnia elctrica es produeix un escalfament per efecte Joule. La tempe-ratura a la que arriben els conductors, treballant a plena crrega i en regim permanent, no pot superar en cap moment la temperatura mxima admissible pels materials que els allen, especifi-cada en les normes particulars dels cables i que sn:

Per allaments termoplstics (PVC): 70 C.

Per allaments termostables (XPLE): 90 C.

3a Condici: intensitat de curtcircuit. La temperatura a la que poden arribar els conductors duna lnia elctrica, com a conseqncia dun curtcircuit o duna sobreintensitat de curta durada, no ha de sobrepassar la temperatura mxima admissible de curta durada (menys de 5 segons) especificada en les normes particulars dels cables i que sn:

Per allaments termoplstics (PVC): 160 C.

Per allaments termostables (XPLE): 250 C.

La secci de conductor que compleixi simultniament les tres condicions anteriors s el que sha dinstallar en la lnia calculada. El procediment a seguir per calcular la secci mnima normalitzada segons el REBT es el segent: 1. Recopilaci de dades.

Potncia o intensitat, factor de potncia i longitud de la lnia.

Mxima caiguda de tensi permesa.

Tipus o mtode dinstallaci.

Tipus de cable.

2. Clcul per caiguda de tensi.

Saplica la frmula de clcul corresponent tenint en compte si la lnia es trifsica o monofsica.

- La resistivitat del conductor sha de prendre a la temperatura de servei del cable.

- Shan daplicar el factors de correcci que corresponen a determinats receptors o ins-

3

tallacions (motors, lmpades de descrrega, etc.)

Si el cable t una secci superior a 120 mm2 es tindran en compte els efectes pellicular i pro-ximitat.

Per seccions superiors a 120 mm2 sha de tindr en comptela reactncia de la lnia.

3. Clcul per escalfament.

Es calcula la intensitat a transportar utilitzant la frmula apropiada.

Sapliquen factors de correcci a la intensitat calculada si:

- La temperatura ambient es diferent a 40 C en installacions al aire o 25 C en ins-tallacions soterrades.

- Hi ha ms dun circuit en la mateixa canalitzaci.

- Salimenten a determinats receptors o installacions (motors, lmpades de descrrega, etc.)

Amb la intensitat corregida i segons el mtode dinstallaci es determina la secci utilitzant les taules apropiades.

4. Intensitat de curtcircuit.

Es calcula la intensitat de curtcircuit aplicant la frmula apropiada i tenint en compte que la resistncia del conductor sha de calcular a una temperatura de 20 C.

Es comprova si la intensitat de curtcircuit calculada es inferior a la intensitat de curtcircuit admissible pel conductor aplicant la frmula apropiada i seleccionant el temps mnim de dis-paro de la protecci contra curtcircuits.

4

5

2. Caiguda de tensi en una lnia elctrica. El circuit equivalent duna lnia de distribuci denergia elctrica, per a longituds inferiors a 50 km, s un circuit RL

UG = tensi en lorigen de la lnia.

UR = tensi que rep el receptor connectat al final de la lnia.

I = intensitat que circula per la lnia.

ZL = impedncia dels conductors de la lnia, = + La tensi en lorigen de la lnia s:

= + la qual es pot representar en forma vectorial

A partir del diagrama vectorial, s determina lexpressi aproximada de la caiguda de tensi

= + = cos + sin = ( cos + sin )

En una lnia monofsica, sha de multiplicar per dos lexpressi anterior per tindr en compte el conductor danada i tornada.

= 2 ( cos + sin )

6

En una lnia trifsica la caiguda de tensi de lnea ser 3 vegades la caiguda de tensi de fase.

= 3 ( cos + sin )

Si es posa la intensitat en funci de la potncia transportada per la lnia, llavors,

Caiguda de tensi en una lnia monofsica:

= 2

cos ( cos + sin ) = 2

( + tan )

Caiguda de tensi en una lnia trifsica:

= 3

3 cos ( cos + sin ) =

( + tan )

Per tant, i a mode de resum queda

LNIA MONOFSICA LNIA TRIFSICA

= 2

( + tan ) =

( + tan )

e = caiguda de tensi, en V.

P = potncia activa transportada per la lnia, en W.

U = tensi de la lnia, en V.

R = angle corresponent al factor de potncia de la crrega.

RL = resistncia de la lnia, en .

xL = reactncia de la lnia, en .

Resistncia de la lnia.

La resistncia elctrica del conductor en una lnia alterna es lleugerament superior que la que presenta en corrent continua, degut als efectes pellicular i proximitat, sobre tot en els conductors de gran secci. Per a seccions de conductors superior a 120 mm2 es pot considerar un increment del 2 % de la re-sistncia elctrica en corrent altern respecte de la de continua.

7

La resistncia del conductor duna lnia de corrent altern s:

=

RL = resistncia del conductor de la lnia, en .

= resistivitat del conductor a la temperatura de servei , en mm2/m.

S = secci del conductor, en mm2.

l = longitud de la lnia, en m.

k = coeficient per l'increment de la resistncia degut als efectes pellicular i proximitat. Per a seccions S > 120 mm2, k = 1,02 i per seccions S 120 mm2, k = 1.

La temperatura de servei dun cable ser la temperatura a la qual pot arribar el seu allant (70 C per allants termoplstics i 90 C per allants termostable). La resistivitat dun conductor a qualsevol temperatura s:

= 20 [1 + ( 20)]

= resistivitat del conductor a la temperatura de servei , en mm2/m.

20 = resistivitat del conductor a 20 C, en mm2/m.

= coeficient de temperatura del material conductor, en C-1.

= temperatura de servei, en C. La conductivitat, , tamb sutilitza com a parmetre en el clcul de seccions i es pot calcular a qualsevol temperatura a partir de la resistivitat.

=1

= resistivitat del conductor a la temperatura de servei , en mm2/m.

= conductivitat del conductor a la temperatura de servei , en Sm/mm2.

En lannex II de la Gua del REBT, edici Setembre 2003, dna les segents dades:

8

Exemple 01. Calcular la resistncia del cable de coure duna lnia de 70 m de longitud i 240 mm2 de secci si lallant del cable es termostable quan la lnia est en servei.

Exemple 02. Calcular la resistncia del cable duna lnia de 60 m de longitud i 50 mm2 de secci si lallant del cable es termoplstic quan la lnia est en servei.

Reactncia de la lnia.

La reactncia de la lnia, xL, s un parmetre que depn de la freqncia de la xarxa i de la induc-tncia del cable.

= = 2

xL = reactncia per kilmetre de la lnea, en /km.

f = freqncia de la xarxa, en Hz.

Lk = inductncia per kilmetre de la lnea, en H/km. La inductncia del cable depn del dimetre dels conductors i de la separaci dels mateixos.

9

En absncia de dades, per a seccions superiors a 120 mm2 es pot considerar una reactncia in-ductiva de 0,1 /km, o b com un increment addicional de la resistncia.

Exemple 03. Calcular la reactncia duna lnia de distribuci que utilitza un cable tripolar format per tres con-ductors de 240 mm2 separats una distncia de 26 mm, format cadascun per una corda de 7 fils amb un dimetre de corda de 19,82 mm.

Per a seccions menors o iguals a 120 mm2 es menysprea la caiguda de tensi per efecte de la induc-tncia de la lnia enfront de la resistncia, i les expressions de clcul de la caiguda de tensi es poden simplificar com:

Caiguda de tensi en una lnia monofsica:

= 2

Caiguda de tensi en una lnia trifsica:

=

A partir daquestes dues expressions sobtenen les frmules que permeten calcular la secci duna l-nia en funci de la caiguda de tensi:

10

Secci per una lnia monofsica:

= 2

= 2

= 2

=

2

Secci per una lnia trifsica:

=

=

=

=

A mode de resum, la segent taula indiquen les frmules a utilitzar per calcular la secci en funci de la caiguda de tensi.

En les instruccions ITC-BT-14, ITC-BT-15 i ITC-BT-19 del REBT sindica la caiguda de tensi mxima permesa en una lnia, en funci del tipus dinstallaci denlla i ls dels receptors connectats.

11

Usuari nic.

Una sola centralitzaci de comptadors.

Diverses centralitzacions de comptadors .

Installaci industrial que salimenta directament en alta