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Cualquier instalacin elctrica debe de estar protegida contra los
cortocircuitos y esto, salvo excepcin, en cada punto que se
presenta una discontinuidad elctrica, lo que corresponde casi
siempre con un cambio de seccin de los conductores. La intensidad
de la corriente de corto-circuito debe calcularse para cada uno
Clculo de corrientes de cortocircuito
Elaborado por Benot de METZ-NOBLA, Frdric DUME y Georges
THOMASSE
Las dimensiones de una instalacin elctrica y de los materiales
que se instalan as como la determinacin de las protecciones de
personas y bienes precisan el clculo de las corrientes de
cortocircuito en cualquier punto de la red. Este artculo tiene por
objetivo exponer los mtodos de clculo de las corrientes de
corto-circuito previstas en las normas UTE C 15-105 y CEI 60909. Se
refiere al caso de los circuitos radiales en BT y AT. Tambin se
pretende ofrecer un buen conocimiento de los mtodos de clculo para
determinar las co-rrientes de cortocircuito, incluso utilizando los
medios informticos
ENTREGA 1
Scc aguas arriba
ucc (%)
ccen bornes deltransformador
cc de lassalidas del TGBT
cc en laentrada de los tableros
secundarios
cc en laentrada de los tableros
terminales
cc alfinal de las derivaciones
terminales
Caractersticas de los conductores: juego de barras: - espesor, -
ancho, - longitud; cables: - tipo de aislante, - unipolar o
multipolar, - longitud, - seccin; entorno: - temperatura ambiente,
- modo de instalacin, - nmero de circuitos juntos.
Poder de corte
Poder de corte
Poder de corte
Poder de corte
Regul. del disparo instantneo
Regul. del disparo instantneo
Regul. del disparo instantneo
Regul. del disparo instantneo
Interruptoresautomticosde las derivacionesterminales
Interruptoresautomticosde las derivacionessecundarias
Interruptoresautomticosde distribucindel TGBT
Interruptorautomticogeneral
Intensidades nominalesde las derivaciones,cadas de tensin
Factor de potenciacoeficiente de simultaneidadcoeficiente de
utilizacincoeficiente de ampliacin
Potencia deltransformador AT/BT
Potencia de losreceptores
Fig. 1: Procedimiento de clculo de Icc para el proyecto de una
instalacin.
de los diversos niveles de la instalacin para poder determinar
las caractersti-cas de los componentes que debern soportar o cortar
la corriente de defecto.El flujograma de la figura 1 indica el
pro-ceso lgico que hay que seguir para co-nocer las diferentes
corrientes de corto-circuito y los parmetros que permiten
realizar los clculos para cada uno de los diferentes
dispositivos de proteccin. Pa-ra elegir y regular convenientemente
las protecciones se utilizan las curvas de in-tensidad en funcin
del tiempo (figuras 2, 3 y 4). Es necesario conocer dos valores de
corriente de cortocircuito: la corriente mxima de
cortocircuito,
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que determina: el poder de corte -PdC- de los in-terruptores
automticos,
el poder de cierre de los dispositi-vos de maniobra,
la solicitacin electrodinmica de conductores y componentes.
El valor corresponde a un cortocircui-to inmediatamente aguas
abajo de los bornes del elemento de proteccin. De-be calcularse con
una buena precisin (margen de seguridad) la corriente mnima de
cortocircuito,
indispensable para elegir la curva de disparo de los
interruptores automti-cos y fusibles, especialmente cuando: la
longitud de los cables es impor-tante y/o la fuente o generador es
relativamente de alta impedancia (generadores-onduladores)
la proteccin de las personas se ba-sa en el funcionamiento de
los inte-rruptores automticos o de los fusi-bles, lo que es el caso
concreto de los sistemas de distribucin con los
esquemas de conexin a tierra del neutro (o regmenes de neutro)
TN o IT. Recordemos que la corriente mni-ma de cortocircuito
corresponde a un cortocircuito producido en el extremo una
derivacin protegida, cuando se produce un defecto bifsico en las
condiciones de explotacin menos severas (como por ejemplo ante un
defecto alejado de la proteccin en el extremo de una lnea y con un
so-lo transformador en servicio cuando se podran conectar dos)
Recordemos tambin que en todos los casos, cualquiera que sea la
corriente de cortocircuito (de mnimo a mximo), la proteccin debe de
eliminar el defec-to en un tiempo (tc) compatible con la
solicitacin trmica que puede soportar el cable a proteger:
2 2 2i . dt k . S (figuras 2, 3 y 4)donde S es la seccin de los
conducto-res y k una constante calculada a partir
de diferentes factores de correccin que dependen del modo de
instalacin, de los circuitos contiguos, naturaleza del suelo,
...
Para ms detalles prcticos se recomien-da consultar la norma UNE
20 460 o la Gua de la Instalacin Elctrica de Sch-neider
Elelectric.
Fig. 2: Caractersticas I2t de un conductor en fun-
cin de la temperatura ambiente (1,2 representan el
valor eficaz de la corriente en el conductor; I2 es el l-
mite de corriente admisible en rgimen permanente.
5 s
t 1 2
a1 > a2
2t = k2S2
1 < 2
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Los principales defectos de cor-tocircuitoEn las instalaciones
elctricas pueden pro-ducirse diferentes tipos de
cortocircuitos.
Caractersticas de los cortocircuitosLa pricipales caractersticas
de los cor-tocircuitos son: su duracin: autoextinguible,
transito-
rio, permanente,
su origen: originados por factores mecnicos (rotura de
conductores, conexin elctrica accidental entre dos con-ductores
producida por un obje-to conductor extrao, como herra-mientas o
animales),
debidos a sobretensiones elctri-cas de origen interno o
atmosfrico,
causados por la degradacin del ais-lamiento provocada por el
calor, la
humedad o un ambiente corrosivo, su localizacin: dentro o fuera
de una
mquina o un tablero elctrico. Desde otro punto de vista, los
corto-
circuitos pueden ser: monofsicos: 80% de los casos, bifsicos:
15% de los casos. Los de es-
te tipo, suelen degenerar en trifsicos, trifsicos: de origen,
slo el 5% de
los casos.
En la figura 5 se representan estos dife-rentes tipos de
cortocircuitos.
Consecuencias de los cortocircuitosDepende de la naturaleza y
duracin de los defectos, del punto de la insta-lacin afectado y de
la magnitud de la intensidad: segn el lugar del defecto, la
presen-
cia de un arco puede: degradar los aislantes, fundir los
conductores, provocar un incendio o representar un peligro para las
personas.
segn el circuito afectado, pueden presentarse: sobreesfuerzos
electrodinmicos, con:
deformacin de los JdB (juegos de barras),
arrancado o desprendimiento de los cables;
sobrecalentamiento debido al aumen-to de prdidas por efecto
Joule, con riesgo de deterioro de los aislantes;
para los otros circuitos elctricos de la red afectada o de redes
prximas: bajadas de tensin durante el tiem-po de la eliminacin del
defecto, de algunos milisegundos a varias cen-tenas de
milisegundos;
desconexin de una parte ms o menos importante de la instalacin,
segn el esquema y la selectividad de sus protecciones;
inestabilidad dinmica y/o prdida de sincronismo de las
mquinas;
perturbaciones en los circuitos de mando y control;
etc
Continuar...
Artculo reproducido del Cuaderno Tcnico Schneider n 158.
L3
L2L1
L3
L2L1
L3
L2L1
L3
L2L1
a) cortocircuito trifsico simtrico b) cortocircuito entre fases,
aislado
c) cortocircuito entre fases,con puesta a tierra
d) cortocircuito fase-tierra
k" k"
k"k"
k"k"
Para los clculos, estas diferentes corrientes (Ik) se distinguen
por sus ndices.corrientes de cortocircuito
parciales en los conductores de tierra.
corriente de cortocircuito,
Fig. 5: Los diferentes cortocircuitos y sus corrientes. El
sentido de las flechas indicando las corrientes es
arbitrario (IEC 60909).
sobrecargatemporal
caractersticadel cableo caracterstica 2t
curva defusindel fusible
t
B r z
Fig. 3: Proteccin de un circuito por interruptor
automtico. Fig. 4: Proteccin de un circuito por un fusible
aM.
Sobrecargatemporal
tCorrientedefuncio-namiento
Caractersticas del cableo caracterstica 2t
Curva dedisparo delinterruptorautomtico
B r z cc(tri)
PdC
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