05 a TEMA Lineas Aereas BT

Tema 5 Líneas aéreas de BT 1

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Líneas aéreas de BT

1111 Introducción Introducción Introducción Introducción ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 1111 2222 Red posada Red posada Red posada Red posada ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2222

2.1 Componentes ..................................................................2 2.2 Montaje............................................................................3

3333 Red tensada Red tensada Red tensada Red tensada........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 4444 3.1 Componentes ..................................................................4 3.2 Montaje............................................................................5

4444 Mantenimiento y localización de averías en redes aéreas Mantenimiento y localización de averías en redes aéreas Mantenimiento y localización de averías en redes aéreas Mantenimiento y localización de averías en redes aéreas .................................... 6666 5555 Cálculo mecánico de los apoyos Cálculo mecánico de los apoyos Cálculo mecánico de los apoyos Cálculo mecánico de los apoyos................................................................................................................................................................................................ 7777

5.1 Apoyos de alineación ......................................................7 5.2 Apoyos de ángulo ............................................................7 5.3 Apoyos de fin de línea .....................................................7 5.4 Apoyos en estrellamiento................................................7

6666 CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE LOS CONDCÁLCULO DE LA SECCIÓN DE LOS CONDCÁLCULO DE LA SECCIÓN DE LOS CONDCÁLCULO DE LA SECCIÓN DE LOS CONDUCTORESUCTORESUCTORESUCTORES................................................................................ 7777 6.1 Sección mínima por criterio térmico...............................8 6.2 Cálculo por caída de tensión (c.d.t.) ...............................9

1 Introducción Se denominan líneas aéreas de distribución en BT a las que, realizando funciones de distribución eléctri-ca y con tensión nominal entre fases inferior a 1.000 V, se ejecutan en el exterior y discurren a cierta altura desde el suelo.

Las redes de distribución en baja tensión están normalmente constituidas por varias líneas que parten del centro de transformación y forman una red radial.

Estas líneas constituyen un sistema de distribución fiable, de reducido coste de instalación y fácil man-tenimiento.

• Son adecuadas para zonas de baja o media densidad de consumo donde la instalación de re-des subterráneas no sería rentable. El coste inicial de montaje es reducido y su mantenimiento relativamente fácil

• Por contra, debido al impacto visual que producen, no son la mejor solución desde el punto de vista estético.

Cabe distinguir entre dos sistemas de instalación diferentes:

Red posadaRed posadaRed posadaRed posada. Los cables aislados recorren muros y fachadas sujetos a ellos mediante abrazaderas ade-cuadas.

Red tensada.Red tensada.Red tensada.Red tensada. Los cables, tanto desnudos como aislados, se sostienen en puntos discretos entre los cuales el conductor queda al descubierto y sometido a la acción de agentes atmosféricos como el viento y la nieve.

Los conductores empleados en estas líneas pueden ser de dos clases:

Cables aislados.Cables aislados.Cables aislados.Cables aislados.

• Los conductores son de cobre, aluminio, aluminio, aluminio, aluminio u otros materiales.

• Son de tipo unipolar unipolar unipolar unipolar y van recubiertos por una sola capa de polietileno reticulado (XLPEpolietileno reticulado (XLPEpolietileno reticulado (XLPEpolietileno reticulado (XLPE) de tensión asigna-da no inferior a 0,6/1 kV0,6/1 kV0,6/1 kV0,6/1 kV que realiza la doble función de aislamiento eléctrico y protección mecánica.

• Los distintos conductores del sistema, fase y neutro para líneas monofásicas, y tres fases y neutro en el ca-so de trifásicas, se trenzan formando un hazun hazun hazun haz.

• La sección mínima permitida es de 16 mm16 mm16 mm16 mm2222 para el aluminiopara el aluminiopara el aluminiopara el aluminio y 10 mm2 para el cobre.

• Las secciones utilizadas son: 25, 50, 95 y 150 mm225, 50, 95 y 150 mm225, 50, 95 y 150 mm225, 50, 95 y 150 mm2

Conductores desnudosConductores desnudosConductores desnudosConductores desnudos.

• Aquellos que carecen de aislamiento o que, aún teniéndolo, su tensión es inferior a 0,6/1 Kv.

• Pueden ser de cobre o de aluminio, su carga de rotura a la tracción ha de superar los 450 daN y deben es-tar preparados para resistir la acción de los agentes atmosféricos.

• Para aislar el conductor del resto de elementos, necesitan aisladores que suelen ser de vidrio o de porcela-na.

• La utilización de cables desnudos en líneas nuevas está en desuso especialmente por motivos de seguri-dad. No obstante, puesto que la vida útil de una línea aérea de estas características está en torno a los 50 años, existen muchas instalaciones en funcionamiento con este tipo de cables.


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2 Red posada La red posada se caracteriza porque los cables discurren directamente sobre las fachadas de los edifi-cios en un trazado formado por sucesión de líneas horizontales y verticales.

Los cables se fijan a los muros mediante abrazaderas resistentes a la acción de los agentes atmosféri-cos y se protegen en aquellos lugares donde puedan sufrir deterioro mecánico. Esta instalación es propia de las zonas urbanas.

2.1 Componentes Los componentes de este tipo de líneas son:

• Cables aisladosCables aisladosCables aisladosCables aislados. En redes posadas todos los conductores, fases y neutro son del mismo material, normalmente aluminio por motivos económicos, aunque también pueden ser de cobre.

• Elementos de fijaciónElementos de fijaciónElementos de fijaciónElementos de fijación. Lo constituyen abrazaderas que disponen de un tornillo para su sujeción a la pared. Tanto la parte que envuelve el cable, como el tramo del tornillo que asegura una separación entre el muro y el cable concebida para facilitarla refrigeración están debidamente recubiertas para evitar su corrosión. Las abrazaderas se fabrican normalmente con acero plastificado, acero inoxida-ble plastificado o materiales sintéticos.

• Elementos de protección mecánicaElementos de protección mecánicaElementos de protección mecánicaElementos de protección mecánica. Se utilizan en aquellos puntos en los que el cable está expuesto a algún tipo de deterioro mecánico. Suelen ser en los ángulos de las fachadas y en las proximidades al suelo cuando la línea se convierte en subterránea.

o Elementos de derivación y empalmeElementos de derivación y empalmeElementos de derivación y empalmeElementos de derivación y empalme. Son piezas aisladas que deben garantizar la continuidad eléc-trica eficaz entre conductores, es decir, sin elevación adicional de la temperatura, además de garan-tizar la resistencia mecánica y a la corrosión de la unión. La tecnología más empleada actualmente es la de los conectores de perforación de aislamiento ya que, al no tenerse que pelar los cables, su colocación es sencilla. Por otro lado, la calidad de la ejecución está sensiblemente garantizada al controlarse el par de apriete mediante tornillos que se desprenden cuando se ha alcanzado la pre-sión necesaria.

• Elementos de terminaciónElementos de terminaciónElementos de terminaciónElementos de terminación. Existen dos tipos de elementos de terminación:

CapucCapucCapucCapuchoneshoneshoneshones: Se colocan sobre los cables derivados para preservar el conductor de la acción nociva de la humedad, la polución, etc. Son elementos aislantes que se encajan en el extremo del cable y suelen instalarse en las derivaciones.

Terminales de conexiónTerminales de conexiónTerminales de conexiónTerminales de conexión: Las líneas aéreas posadas finalizan conectándose a una instalación receptora, para lo cual hay que acoplar un elemento terminal que facilite la unión entre ambas. Se emplean piezas


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normalmente del mismo material conductor que aseguren la continuidad eléctrica y mecánica de la instalación.

2.2 Montaje El montaje de una línea aérea posada se secuencia en 4 fases:

Fase 1. Definición del trazadoFase 1. Definición del trazadoFase 1. Definición del trazadoFase 1. Definición del trazado

Consiste en marcar la trayectoria que seguirá el cable. Además de tener definidos los puntos de inicio y fin de la línea y buscar un recorrido lo más recto y corto posible, deben respetarse las distancias mínimas al suelo y a los elementos presentes en la fachada. Éstas son:

Al sueloAl sueloAl sueloAl suelo: 2,5 m. A alturas inferiores deben protegerse mediante un tubo protector de características adecuadas según ITC-BT-11.

Ventanas:Ventanas:Ventanas:Ventanas: 0,30 m al borde superior de la apertura y 0,5 m restantes lados.

Balcones:Balcones:Balcones:Balcones: 0,30 m al borde superior y 1 m a los laterales.

Partes metálicasPartes metálicasPartes metálicasPartes metálicas presentes en la fachada: 0,05 m.

Fase 2. Colocación de soportesFase 2. Colocación de soportesFase 2. Colocación de soportesFase 2. Colocación de soportes

Se comienza por marcar los puntos donde se situarán los soportes, teniendo en cuenta que se separan entre sí de 30 a 50 cm, dependiendo del peso soportado. Además, deben colocarse soportes antes y después de un cambio de dirección en el plano horizontal. Una vez marcados, se taladran los agujeros y, seguidamente, se introducen los tacos y las correspondientes abrazaderas en posición abierta. Éstas quedarán de la pared a una distancia entre 1 y 15 cm.

Fase 3. Tendido del conductorFase 3. Tendido del conductorFase 3. Tendido del conductorFase 3. Tendido del conductor

Los cables se disponen en bobinas que deben transportarse en vehículos adecuados y con su eje en posición horizontal, evitando cualquier movimiento. La carga y descarga de la bobina requiere el uso de grúas y especial atención en su manipulación. Por otro lado, una vez descargadas, las bobinas llenas sólo deben rodar sobre suelo llano y sólido siguiendo la dirección indicada en su etiquetaje. El cable se va elevando, colocando y sujetando poco a poco. Conforme se sitúa, se van cerrando las abrazaderas.

Fase 4. Ejecución de conexiones y derivaciFase 4. Ejecución de conexiones y derivaciFase 4. Ejecución de conexiones y derivaciFase 4. Ejecución de conexiones y derivacionesonesonesones

• Por último, cabe la posibilidad de que la línea a instalar derive de otra ya existente. En ese caso, deben emplearse conectores adecuados y asegurar la estanquidad del cable en el extremo

derivado mediante capuchones

o Existen terminales que requieren la utilización de una prensa hidráulica prensa hidráulica prensa hidráulica prensa hidráulica para asegurar la unión con el conductor mediante crimpado;

o Otros, sin embargo, disponen de tornillos con cabeza fusiblede tornillos con cabeza fusiblede tornillos con cabeza fusiblede tornillos con cabeza fusible que se desprende cuando se ha conseguido el par de apriete necesario.

• Cuando la longitud del cable de la bobina es insuficiente para el trazado, deben ejecutarse empaempaempaempallllmesmesmesmes con garantías de continuidad eléctrica, del aislamiento y resistencia mecánica sufi-ciente.


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3 Red tensada La red tensada se caracteriza porque los cables se sujetan a apoyos o muros mediante piezas especia-les, al menos a 4 m de altura y con una tensióntensióntensióntensión mecánica predeterminada (tensión del cable o del con-ductor)

Este sistema de instalación es muy adecuado para zonas rurales o de viviendas muy dispersas donde la inexistencia de fachadas o su falta de continuidad impiden la utilización de una red posada; por otro lado, la ejecución de una línea subterránea resultaría antieconómica.

3.1 Componentes

Las líneas aéreas tensadas utilizan los siguientes componentes:. (http://www.cahors.es)

° CablesCablesCablesCables

Pueden ser desnudos o aislados. Los primeros ya no se instalan, aunque existen gran número de líneas en funcionamiento con ellos. En cuanto a los cables aislados, hay que diferenciar entre los dos sistemas de instalación:

o Cables con neutro portadorCables con neutro portadorCables con neutro portadorCables con neutro portador. La función mecánica de sujeción del cable la realiza el conductor neutro. Por ello, cuando los conductores son de aluminio, el neutro es de una aleación especial de aluminio, silicio y magnesio denominada Almelec que le confiere mayor resistencia mecánica

o Cables con fiador de aceroCables con fiador de aceroCables con fiador de aceroCables con fiador de acero. Solidario con el cable trenzado convencional y unido al mismo me-diante abrazaderas, se coloca un alambre de acero galvanizado con una función exclusivamente mecánica: servir como soporte de los conductores. Consecuentemente, su carga de rotura ha de ser, como mínimo, de 800 daN.

° ApoyosApoyosApoyosApoyos

Son piezas verticales que sirven como puntos de sujeción de los conductores, además de asegurar la suficiente distancia entre las líneas y el suelo. Pueden ser de:

MaderaMaderaMaderaMadera. En desuso por ser el de peores características mecánicas y menor vida útil, aunque muy co-

mún en las líneas existentes.

Hormigón armadoHormigón armadoHormigón armadoHormigón armado. Su vida útil es muy elevada y no requiere mantenimiento. Por el contrario, su ma-

nipulación y montaje es delicado por su peso y fragilidad.

MetálicosMetálicosMetálicosMetálicos. Se utilizan fundamentalmente los de acero galvanizado y pueden ser tanto de perfiles la-

minados como tubulares, siendo los primeros los más frecuentes.

Los postes de hormigón se designan por medio de cuatro grupos de siglas o números:

• Las siglas HVHVHVHV, indicativas del hormigón armado vibrado.

• Cifras que representan en daN el valor del esfuerzo nominalesfuerzo nominalesfuerzo nominalesfuerzo nominal F.

• N o R según corresponda.

• Cifra que representa en metros la longitud longitud longitud longitud total del poste.

Ejemplo: HV 250 R 11HV 250 R 11HV 250 R 11HV 250 R 11: : : : designación que corresponde a un poste de hormigón vibrado de 250 daN de esfuerzo

nominal, reforzado y de una longitud total de 11 m.

Para la identificación rápida de los postes, la parte superior irá pintada con el color de identificación.:

De acuerdo con el Reglamento de Baja Tensión, los apoyos se clasificarán según su función en :

- Apoyos de alineación.

- Apoyos de ángulo.

- Apoyo de anclaje

- Apoyos de estrellamiento.

- Apoyos de fin de línea.

° Accesorios de sujeciónAccesorios de sujeciónAccesorios de sujeciónAccesorios de sujeción

Existen dos formas diferentes de sujeción:

o En amarreEn amarreEn amarreEn amarre. Los elementos de sujeción adoptan una posición horizontal. Se utilizan espe-cialmente en los apoyos de principio y fin de línea, y en aquellos en que haya un cambio de dirección. Pueden ser: de amarre simple, cuando hay un único elemento de sujeción al portador; o de amarre doble, cuando se utilizan dos.


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o En suspensiónEn suspensiónEn suspensiónEn suspensión. El elemento que realiza la función de portador se apoya sobre una pieza de

sujeción. Se utiliza en los apoyos de alineación.

° Tirantes y tornapuntTirantes y tornapuntTirantes y tornapuntTirantes y tornapuntasasasas

Los tirantes son varillas o cables metálicos protegidos contra la corrosión que refuerzan la resistencia al vuelco de los apoyos. Aunque su empleo debe restringirse a las situaciones en que resulten imprescindibles

° Puesta a tierra del neutroPuesta a tierra del neutroPuesta a tierra del neutroPuesta a tierra del neutro

La puesta a tierra se establece con objeto de:

° Limitar la tensión que,con respecto a tierra p, pueden presentar en un momento dado las ma-sas metálicas.

° Asegurar la actuación de las protecciones (interruptor diferencial)

° Eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados.

El conductor neutro de la red de Baja Tensión estará puesto a tierra en varios puntos, tanto en la red tensada como en la red posada.:

° En la proximidad del centro de transformaciónla proximidad del centro de transformaciónla proximidad del centro de transformaciónla proximidad del centro de transformación, a poder ser en el primer apoyo de cada una de las salidas aéreas de Baja Tensión, cuando el neutro no esté puesto a tierra en el propio centro de transformación.

° En puntos juiciosamente elegidos, teniendo en cuenta la naturaleza del terreno, de forma tal que el número medio de tomas de tierra sobre las líneas aéreas de un mismo centro de transformación no sea superior de una por cada 500 metros de longitud de la cada 500 metros de longitud de la cada 500 metros de longitud de la cada 500 metros de longitud de la línea. Se dispondrán preferentemente en la zona donde se encuentren las ramificaciones.

° En zonas muy tormentosas deberá existir una toma de tierra de neutro en la proximidad de cada derivación o grupo de derivaciones vecinas. Deberá existir además otra toma de tierra a una distan-cia máxima de 200 metros sobre cada línea que parte de la derivación de longitud superior a 100 metros. Cada derivación o grupo de derivaciones deberá estar dotada de un juego de tres pararra-yos en el arranque, dispuestos entre cada uno de los conductores de fase y el neutro en el punto donde éste está puesto a tierra.

El conductor neutro en las redes de distribución no podrá ser interrumpido, ya que esto supone la posibi-lidad de que aparezcan sobretensiones en los distintos conductores de fase.

3.2 Montaje El montaje de una línea aérea tensada se ordena en 5 fases:

° FASE l. Definición del trazadoFASE l. Definición del trazadoFASE l. Definición del trazadoFASE l. Definición del trazado

° Comprende el trazado de la planta sobre el plano y la exploración del terreno para decidir la trayectoria exacta de la línea. Es fundamental observar la existencia de otras instalaciones y de posibles obstáculos, ya que hay que respetar rigurosamente lo establecido en la ITC-BT-06 del REBT sobre cruzamientos y paralelismos.

° FASE II. Montaje y cimentación de apoyosFASE II. Montaje y cimentación de apoyosFASE II. Montaje y cimentación de apoyosFASE II. Montaje y cimentación de apoyos

Esta fase comienza con:

° Marcar los puntos donde se situarán cada apoyo.

° Excavación del terreno en dichos puntos.

° Elevación de los apoyos. El izado puede ser manual, si se trata de un apoyo ligero de poca altu-ra, o puede recurrirse a maquinaria específica como grúas o plumas.


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° Cimentación para evitar su vuelco..

° FASE III. Tendido y tensado del conduFASE III. Tendido y tensado del conduFASE III. Tendido y tensado del conduFASE III. Tendido y tensado del conducccctortortortor

° El transporte y la manipulación de las bobinas exige las mismas precauciones descritas para el montaje de la red posada. El tendido de los cables requiere la previa instalación de poleas en cada apoyo, sobre las que se deslizarán los conductores de principio a fin de la línea.

° Los tenses y flechas con que debe ser tendido el conductor, dependen de la longitud del vano y de la temperatura del conductor en el momento de tendido, de forma que al variar ésta, el ten-se del conductor en las condiciones más desfavorables no sobrepase los límites establecidos

° FASE IV. Retención del conductorFASE IV. Retención del conductorFASE IV. Retención del conductorFASE IV. Retención del conductor

° Consiste en sustituir las poleas por los elementos de sujeción. Han de instalarse tanto las pie-zas de anclaje al apoyo o al muro, como las pinzas de amarre y/o suspensión y, posteriormente, unirlas al conductor.

° FASE FASE FASE FASE V. Colocación de accesoriosV. Colocación de accesoriosV. Colocación de accesoriosV. Colocación de accesorios

° En ambos extremos de la línea se encajan los terminales que permiten la conexión eléctrica de la instalación. Además, si fueran necesarios, han de instalarse los elementos de empalme y de-rivación.

4 Mantenimiento y localización de averías en redes aé-reas

Las líneas aéreas de baja tensión, si han sido diseñadas correctamente y ejecutadas con el cuidado y las precauciones debidas, prácticamente no requieren mantenimiento.

Las que más dedicación precisan son las líneas aéreas tensadas ejecutadas con conductores desnudos que aún están en funcionamiento.

- En este caso, debe realizarse el recorrido de la línea al menos cada 3 años y observar especialmente la in-existencia de elementos de altura que pudieran tocar el conductor.

- Si es preciso, han de podarse o talarse árboles próximos a la línea e, incluso, rectificar la ubicación de an-tenas u otros elementos que se hubieran instalado con posterioridad sin guardar las distancias reglamenta-rias. No es extraño el caso de construcciones posteriores que se hayan ejecutado sin respetar la debida se-

paración.

Como medida preventiva de fallos,

- Debe detectarse si una fase se ha puesuna fase se ha puesuna fase se ha puesuna fase se ha puesto a tierrato a tierrato a tierrato a tierra (se ha conectado un receptor entre una fase y tierra). Es-ta medida suele realizarse en el centro de transformación para abarcar toda la red de distribución, aunque puede ejecutarse en cualquier punto. En caso de detectarse este fallo, se procede a realizar la misma me-dida en puntos aguas abajo de la red, hasta detectar el punto de fallo. Una vez localizado, se sustituye el tramo de cable dañado o se desconecta el receptor ilegal.

- Otra de las operaciones de mantenimiento, comunes a todo tipo de líneas de distribución de baja tensión es la medida anual de las cargas de las distintas fasesmedida anual de las cargas de las distintas fasesmedida anual de las cargas de las distintas fasesmedida anual de las cargas de las distintas fases para detectar desequilibrios y/o excesos de carga. La información recabada es muy importante para la planificación futura de la red.


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- En general, los puntos más delicados en cuanto a la producción de averías lo constituyen las ccccoooonexiones nexiones nexiones nexiones terminalesterminalesterminalesterminales. Su calentamiento puede derivar en su deterioro, así que es la parte que más debe cuidarse en

la ejecución y observarse en caso de fallo.

5 Cálculo mecánico de los apoyos La resistencia mecánica de un apoyo viene determinado por su "esfuerzo útil", o esfuerzo que es capaz de soportar en dirección normal a su eje y aplicado en el punto de instalación del amarre, con los coefi-cientes de seguridad reglamentarios y deducida la sobrecarga debida a la presión del viento sobre el propio apoyo.

5.1 Apoyos de alineación En condiciones normales de instalación, las cargas permanentes y el desequilibrio de tracciones tienen muy poca influencia, por lo que se ha considerado únicamente una sobrecarga de 50 daN/m2 debida a la presión del viento sobre el haz de conductores a cada lado del apoyo teniendo en cuenta sólo la mitad de cada vano .( p= 50, d = diámetro del haz en metros, va= vano anterior en metros, vp= vano posterior en metros)

5.2 Apoyos de ángulo Se consideran iguales las tensiones a ambos lados del apoyo, las cuales se suman vectorialmente,. A la resultante de estas fuerzas se le suma la acción del viento sobre los semivanos contiguos del apoyo.

F = Esfuerzo aplicado al apoyo, en daN.

T = Tense máximo en daN de los conductores en la hipótesis considerada.

V = Esfuerzo del viento en daN sobre los conductores de los semivanos considerados.

α = Angulo de desviación de la línea.

5.3 Apoyos de fin de línea

El esfuerzo útil mínimo de los apoyos fin de línea se determina en función del tense máximo elegido.

F = Esfuerzo aplicado al apoyo en daN.

T = Tense máximo en daN de los conductores en las hipótesis consideradas.

5.4 Apoyos en estrellamiento Para determinar el esfuerzo útil mínimo de los apoyos se recomienda adoptar el cálculo gráfico por su extrema sencillez.

Los valores de los tenses t1, t2, t3 se obtendrán de las tablas (por comodidad y seguridad se puede to-mar estos valores como los correspondientes al tense máximo previsto)

A la resultante de las tracciones Ft, le añadiremos en valor absoluto el esfuerzo del viento de 50 daN/m2 aplicado a la proyección de los 3 semivanos sobre una normal a la resultante de las tracciones, para obte-ner el esfuerzo total

El apoyo se orientará en la dirección de la resultante.

6 CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES En el cálculo de la sección de los conductores se consideran tres criterios:

1. 1. 1. 1. Calentamiento del conductorCalentamiento del conductorCalentamiento del conductorCalentamiento del conductor. La densidad de corriente en el conductor debe ser limitada para dis-minuir el calentamiento producido al circular la corriente eléctrica. Este criterio fija la máxima intensi-dad de corriente por el conductor.

2222.... Caída de tensión en el conductor Caída de tensión en el conductor Caída de tensión en el conductor Caída de tensión en el conductor. La caída de tensión (diferencia entre la tensión al principio y al final de la línea), se limita para evitar el efecto que la disminución de la tensión de utilización tiene so-bre el funcionamiento de los receptores, los cuales deben estar conectados a la tensión nominal para su correcto funcionamiento.

Tmáx

Tmáx Tmáx

F viento

+⋅⋅=

2pa

viento

vvdpFviento

⋅

+⋅⋅+

⋅⋅=2

cos22

2 2 αα pavientomáx

vvdpsenTF

.máxTF =


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3333.... Capacidad del conductor para soportar la corriente de cortocircuito Capacidad del conductor para soportar la corriente de cortocircuito Capacidad del conductor para soportar la corriente de cortocircuito Capacidad del conductor para soportar la corriente de cortocircuito. Debe limitarse la intensidad de corriente de cortocircuito, porque su valor muy elevado produce un excesivo calentamiento del conduc-tor y puede originar que las fuerzas que tienden a separar o a juntar conductores próximos recorridos por esa corriente tomen un valor excesivo. En las instalaciones de interiores o receptoras de baja ten-sión, alejadas del centro de transformación que las alimenta, no se suele tener en cuenta este criterio para el cálculo de sección, porque se considera que la intensidad de corriente y el calentamiento pro-ducido no llegan a valores peligrosos antes de que actúen las protecciones contra cortocircuitos.

6.1 Sección mínima por criterio térmico Cuando circula corriente por un conductor se produce un calentamiento del mismo (debido fundamental-mente a la pérdida de energía en forma de calor o efecto Joule), aumentando su temperatura hasta que llega al equilibrio térmico cuando todo el calor producido es cedido al exterior.

En los conductores aislados el calor puede deteriorar los aislamientos y las máximas temperaturas admisi-bles dependen del material aislante.

El cálculo de la sección de los conductores en B.T. según el calentamiento, se realiza mediante tablas mediante tablas mediante tablas mediante tablas de las normas UNE que indica el Reglamento electrotécnico para B.T. (REBT), que fijan las intensidades o las densidades de corriente máximas admisibles en función de la sección, del material conductor, del aisla-miento y según el tipo de instalación que marca las condiciones de enfriamiento.

• Redes aéreas• Redes aéreas• Redes aéreas• Redes aéreas. La sección se fija según la instrucción ITCITCITCITC----BTBTBTBT----06060606, por las tablas que indican las intensidades admisibles en conductores para redes de distribución, aislados para una tensión superior o igual a 0,6/1 kV y temperatura ambiente de 40 °C.

• Redes subterráneas• Redes subterráneas• Redes subterráneas• Redes subterráneas. La sección se fija según la instrucción ITCITCITCITC----BTBTBTBT----07070707, por las tablas que indi-can las intensidades admisibles en conductores aislados para redes de distribución, con una tensión asignada superior o igual a 0,6/ 1 k V, profundidad 0,7 m, temperatura del terreno 25°C y resistividad térmica 1,5 Krn/W.

• • • • IIIInstalaciones intnstalaciones intnstalaciones intnstalaciones interioreserioreserioreseriores. La sección se fija según la instrucción ITCITCITCITC----BTBTBTBT----19 ,19 ,19 ,19 , cuyas tablas indi-can las intensidades admisibles en conductores aislados con termoplásticos (PVC y similares) o termoestables (XLPE, EPR y similares), para una tensión de aislamiento hasta 1 kV y a la tempe-ratura ambiente de 40°C, que considera el REBT.

Cuando la temperatura ambiente o las condiciones de la instalación no coinciden con las de las tablas se utilizan unos factores de correcciónfactores de correcciónfactores de correcciónfactores de corrección para las intensidades admisibles, que están fijados en las instruc-ciones correspondientes de las normas.

El cálculo según criterio térmico puede efectuarse de dos formas:

1) 1) 1) 1) Cálculo preliminarCálculo preliminarCálculo preliminarCálculo preliminar. Para calcular la sección del conductor necesaria para que por él circule una determinada intensidad de corriente (carga de la instalación),

1. las intensidades máximas de las tablas se multiplican por los factores de corrección necesarios para obtener las intensidades máximas corregidas

2. se elige una sección cuya intensidad máxima corregida sea superior a la intensidad que va a circular por el circuito.

2) Cálculo de comprobación2) Cálculo de comprobación2) Cálculo de comprobación2) Cálculo de comprobación. Escogida una sección, se trata de determinar la intensidad máxi-ma admisible,

1. se escoge en las tablas la intensidad correspondiente a esa sección

2. se multiplica este valor por los coeficientes de corrección necesarios.

3. El valor resultante es la intensidad admisible en las condiciones de la instalación.

EjemploEjemploEjemploEjemplo

Una línea de distribución trifásica aérea posada sobre fachada transporta 100 kW con

factor de potencia 0,9. Determinar la sección mínima normalizada por el criterio de

intensidad máxima admisible si se emplean conductores de aluminio.

Solución:

En primer lugar, se determina la intensidad de diseño:


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Seguidamente, se consulta la tabla 4 de la ITC-BT-06. Al tratarse de una red posada, se debe buscar en la primera

columna de intensidades admisibles. Como la línea es trifásica, la búsqueda comienza a partir de la tercera fila (las

dos primeras corresponden a cables monofásicos) y se hace en el intervalo marcado. Se empieza a recorrer la co-

lumna de arriba abajo hasta encontrar el primer valor superior a 160,4 A es decir, 207 A (sombreados en azul). Como

esta intensidad máxima admisible corresponde a la sección 3 x 95/50 Al, ése es el cable de menor sección que se

puede emplear.

Ejemplo.Ejemplo.Ejemplo.Ejemplo.

Una línea de distribución trifásica aérea con conductores de aluminio en instalación tensada con cable fiador de

acero transporta en régimen permanente 135 A. Si la temperatura ambiente media se estima en 50°C, determina la

sección mínima normalizada por criterio térmico para esa aplicación.

Solución:

La intensidad de trabajo es lb= 135 A.

Se consulta la tabla 7 de la ITC-BT-06 que De ella se extrae el factor de corrección

para temperatura ambiente de 50°C: Fe = 0,90

Las intensidades máximas admisibles de partida son las que figuran en la segunda

de las dos columnas de la tabla 3.5 (Tabla 4, ITC-BT-06). Como el factor de

corrección es inferior a la unidad, se empieza a probar con el primer valor que supere

al de la intensidad de trabajo, que en este caso es 144 A correspondiente a la sección

4 x 50 Al. Al hacer la operación, se observa que el resultado es inferior a los 135 A que

debe transportar la línea, por lo que se continúa probando con secciones sucesivas.

Así, la sección mínima válida es 3 x 95/50 Al, ya que para estas circunstancias su intensidad máxima admisible es

200,7 A, que cumple:

lb = 135 A < I´z = 200,7 A

6.2 Cálculo por caída de tensión (c.d.t.) Corno ya sabemos, los conductores ofrecen una cierta resistencia al paso de la corriente, lo que provoca que desde un punto de suministro hasta un punto final de La línea haya una pérdida de tensión que denominamos c.d.t. Esta pérdida de tensión queda en los conductores y se disipa en calor.

Si las pérdidas son elevadas la tensión en los receptores puede ser muy inferior a la tensión de suminis-tro lo que provocaría que éstos no funcionasen como es debido o que ni siquiera llegara a funcionar. Por este motivo se establecen unas caídas de tensión mínimas que dependen de la instalación.

Ejemplo

Estas caídas de tensión suelen venir dadas en tanto por ciento de la tensión de suministro, es decir, si se esta-

blece un 3% de c.d.t. para una línea con una tensión de suministro de 230V el valor máximo permitido de caída

de tensión ser del 3% de 230 V es decir:3x230/100=6,9v

Esto indica que desde el punto de suministro (230V) hasta el punto final de la línea, la mínima tensión que debe

tener el punto final de línea será de 230—6,9 = 223,1 Llegados a este extremo los 6,9 V contribuyen en función

de la intensidad que circule por los conductores a disiparse en forma de calor en la propia línea.

El límite impuesto se expresa como un tanto por cien respecto a la tensión nominal de la instalación, y existen dos posibles formas de ser establecidos:

1. En el REBTREBTREBTREBT, que impone valores máximos de caída de tensión (cdt) en los distintos conductores de las instalaciones de enlace e interiores.

2. Por las compañías eléctricascompañías eléctricascompañías eléctricascompañías eléctricas para las líneas de transporte y distribución. La cdt en ellas debe repartirse entre los distintos tramos para cumplir con el RD 1955/2000 donde se estipula que los límites máximos de variación de la tensión de alimentación a los consumidores finales será de ± 7% de la tensión de alimentación declarada. Para líneas de distribución en BT, como regla general, las compañías eléctricas adoptan que la cdt en el punto más desfavorable de la red no debe superar el 5%.

Para el cálculo de la sección por caída de tensión se utilizan las siguientes fórmulas:


10

de 230 de 4001% 2,3 42% 4,6 83% 6,9 124% 9,2 165% 11,5 206% 13,8 247% 16,1 28

Donde:

P = Potencia activa de la línea en vatios (W). L = Longitud de la línea en metros (m). Yθ = Conductividad del conductor a la temperatura de servicio en m/Ω mm2 (56 para el cobre, 35 para el aluminio). U = Tensión nominal de la línea en voltios (V). e = Caída de tensión absoluta máxima admisible producida en la línea en voltios. Se determina aplican-do el u% máximo admisible mediante la expresión

Ejemplo

Calcula la sección mínima normalizada por criterio de caída de tensión de una línea de distribución trifásica en BT

aérea posada sobre fachada que tiene 200 m de longitud ejecutada con cables con conductores de aluminio y aisla-

miento de XLPE, siendo la cdt admisible del 3%. la potencia que transporta es de 60 kW.

Solución:

1. Se calcula la cdt máxima admisible en términos absolutos:

2. Seguidamente, se aplica la fórmula de la sección por cdt para instalaciones trifásicas., teniendo en cuenta

que la temperatura máxima de servicio del XLPE es de 90 "C.

3. la sección normalizada inmediatamente superior a ese valor, según la tabla 3.5 es: 3 x 95/50 Al.

Para el caso de líneas de sección uniforme con varias ramificaciones las fórmulas a utilizar son:

Ue

PLS

⋅⋅⋅

= ∑γ

2

Ue

PLS

⋅⋅⋅

= ∑γ

Donde L es la longitud medida desde el inicio de la línea.

Ejemplo. Calcular la sección de la siguiente línea.

.20100

4005

100

%v

Uue =⋅=⋅=

25,624002035

100007001200050015000300mm

Ue

PLs =

⋅⋅⋅+⋅+⋅=

⋅⋅⋅

= ∑γ

Sección mas próxima 95 mm2

300 m. 200 m. 200 m.

15Kw 12Kw 10Kw

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05 a TEMA Lineas Aereas BT