Por qué no existe una única tabla de secciones
Si busca una tabla de secciones de cable encontrará tablas que emparejan una sección con una cifra de corriente. Esas tablas solo son válidas para un método de instalación, una temperatura ambiente, un tipo de aislamiento y una disposición de agrupamiento. Si cambia cualquiera de ellos, la respuesta cambia. Por eso este sitio nunca publica capacidades de corriente en amperios: la capacidad de una sección dada depende de cómo se instala el cable y debe tomarse de la IEC 60364-5-52, la BS 7671 o el NEC según corresponda, aplicada por el ingeniero del proyecto.
Lo que sí puede hacer el comprador es entender el método. La selección de la sección es el mayor de tres resultados, a veces cuatro: la sección necesaria para transportar la corriente de carga sin sobrecalentarse, la necesaria para mantener la caída de tensión dentro del límite, la necesaria para soportar un cortocircuito hasta que actúe el dispositivo de protección y, en muchos reglamentos de instalación, la necesaria para mantener la impedancia del bucle de defecto lo bastante baja para la desconexión automática. La comprobación que exige el conductor más grande fija la sección.
Comprobación 1: capacidad de corriente
La primera comprobación pregunta si el conductor puede transportar la corriente de diseño de forma continua sin que su aislamiento supere su temperatura máxima. Ese límite depende del aislamiento: el XLPE está asignado para 90 grados C en servicio continuo y el PVC para 70 grados C, y por eso un cable XLPE de la misma sección suele poder transportar más que uno de PVC. El artículo sobre XLPE frente a PVC trata esta diferencia.
El método de instalación importa tanto como el aislamiento. La IEC 60364-5-52 define métodos de instalación de referencia, como cables en tubo dentro de una pared aislada, fijados directamente, sobre bandeja perforada, al aire libre o enterrados, y da una capacidad distinta para cada uno. Después, unos factores de corrección ajustan según:
- Temperatura ambiente: una sala de máquinas caliente o una cubierta al sol reducen la capacidad.
- Agrupamiento: varios circuitos cargados en la misma bandeja, conducto o zanja se calientan entre sí.
- Condiciones del terreno: en cables enterrados, la resistividad térmica del terreno y la profundidad de tendido.
- Aislamiento térmico: los cables rodeados de aislamiento de edificios pierden buena parte de su capacidad.
- Armónicos: en cables de cuatro conductores, las corrientes armónicas en el neutro pueden exigir una sección mayor.
Comprobación 2: caída de tensión
Todo conductor tiene resistencia, de modo que la corriente que circula por él pierde tensión por el camino. En tendidos cortos es poca. En tendidos largos, como alimentadores que cruzan un emplazamiento, circuitos de bombas en el campo o las cadenas de CC y la recogida de CA de una planta solar, la caída de tensión es a menudo la comprobación que fija la sección, y el conductor acaba siendo mayor de lo que exigiría solo la comprobación de corriente. El límite procede del reglamento de instalación o de la especificación del proyecto, y suele expresarse como porcentaje de la tensión nominal para el circuito o para toda la instalación.
Los datos de entrada son la longitud del recorrido, la corriente de diseño, la resistencia del conductor según IEC 60228 o la hoja de datos y, en cables de CA mayores, la reactancia. El artículo sobre la caída de tensión desarrolla el cálculo con cifras de resistencia, sin ninguna capacidad de corriente.
Comprobación 3: resistencia al cortocircuito
Cuando se produce un defecto, circula una corriente muy elevada hasta que se abre el dispositivo de protección. Durante esos milisegundos o segundos el conductor se calienta rápidamente, y no debe superar el límite de temperatura de cortocircuito de su aislamiento: 250 grados C para el XLPE. La comprobación, a menudo llamada comprobación adiabática, compara la energía que deja pasar el dispositivo con la que el conductor puede absorber, y en circuitos cercanos a un transformador grande puede obligar a aumentar la sección, sobre todo en conductores de protección y pantallas.
En los cables de media tensión la misma idea se aplica a la pantalla metálica, que debe conducir la corriente de defecto a tierra durante el tiempo especificado. Por eso las consultas de MT necesitan el nivel de defecto a tierra y su duración, no solo la corriente de fase; la página de cables de potencia de MT muestra la construcción con pantalla de cinta de cobre que suministran las plantas asociadas.
Los datos que debe reunir el comprador
La mesa no dimensiona cables ni sustituye al ingeniero del proyecto. Pero una solicitud de cotización que ya incluye los datos de dimensionado permite a las plantas asociadas confirmar la construcción, y a un ingeniero revisar las secciones con rapidez. Reúna los datos de la tabla siguiente.
| Dato | Comprobación que determina | Lo suele aportar |
|---|---|---|
| Corriente de diseño y dispositivo de protección | Capacidad de corriente, cortocircuito | Proyectista eléctrico |
| Método de instalación y recorrido | Capacidad de corriente | Proyectista o instalador |
| Temperatura ambiente o del terreno | Capacidad de corriente | Datos del emplazamiento |
| Número de circuitos agrupados | Capacidad de corriente | Planos de distribución |
| Longitud del recorrido | Caída de tensión, bucle de defecto | Planos de distribución |
| Límite de caída de tensión | Caída de tensión | Reglamento de instalación o especificación del proyecto |
| Corriente de defecto prevista y tiempo de despeje | Cortocircuito | Compañía eléctrica o estudio del sistema |
| Tipo de aislamiento y metal del conductor | Todas las comprobaciones | Especificación |
Esquema práctico del método
- Elija la construcción: cobre o aluminio, XLPE o PVC, número de conductores, armadura si va enterrado.
- Busque la capacidad base: en las tablas aplicables al método de instalación.
- Aplique los factores de corrección: temperatura, agrupamiento, terreno y aislamiento térmico, y elija la menor sección cuya capacidad corregida cubra la corriente de diseño.
- Compruebe la caída de tensión: con la resistencia y la longitud; suba de sección si se supera el límite.
- Compruebe el cortocircuito y el defecto a tierra: suba de nuevo si es necesario.
- Registre el razonamiento: la comprobación determinante de cada circuito, para poder valorar sustituciones más adelante.
Hay tres errores que se repiten en las mediciones que revisa la mesa. Secciones copiadas de una tabla para cables al aire libre se usan para cables en tubo o enterrados en grupo. Una sección comprobada por corriente nunca se comprueba por caída de tensión en un tendido largo. Y un diseño en cobre se pasa a aluminio, o a otra norma, sin repetir ninguna de las comprobaciones. Cada uno produce un cable infradimensionado que puede superar todos los ensayos de fábrica, porque la fábrica ensaya el conductor frente a su sección nominal, no frente al circuito.
La sección final pasa a formar parte de la designación en la orden de compra y se verifica a la llegada con el ensayo de resistencia del conductor. Cambiar de metal cambia todos los pasos: el artículo sobre cobre frente a aluminio explica por qué el aluminio acaba normalmente con mayor sección. Para el método completo, lea la guía de dimensionado de cables y, cuando las secciones estén confirmadas, envíelas con las longitudes de recorrido a través del formulario de cotización.