Cálculo del calibre del interruptor por potencia
Sobre el cálculo del interruptor automático
Esta herramienta de cálculo del calibre de interruptor automático por potencia determina el calibre necesario a partir de la potencia de la carga para una alimentación monofásica de 230 V o trifásica de 400 V. Calcula la corriente de funcionamiento, selecciona un calibre normalizado del interruptor automático y propone una sección de cable de cobre o aluminio teniendo en cuenta el factor de potencia, el factor de simultaneidad, un margen de corriente opcional, la temperatura ambiente y el método de instalación.
Valores orientativos y recomendaciones
Potencia de cálculo de la carga
La potencia de cálculo se determina a partir de la potencia activa total P en kW y del factor de simultaneidad k. Para una sola carga se utiliza k = 1. Para un grupo de cargas están disponibles los valores 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6 y 0.5. El usuario selecciona el factor y este no se reduce automáticamente según el número de dispositivos conectados.
Pcálculo = P × k
Un valor de k = 1 significa que se incluye en el cálculo el 100% de la potencia instalada. Por ejemplo, k = 0.8 significa que la carga simultánea de cálculo se considera igual al 80% de la potencia instalada total. Si no es posible estimar de forma fiable la simultaneidad de las cargas, se debe utilizar k = 1.
Conversión de potencia en corriente de funcionamiento
La corriente de funcionamiento se calcula a partir de la potencia de cálculo, la tensión de alimentación y el factor de potencia cosφ. La potencia introducida en kW se convierte primero a vatios multiplicándola por 1000.
Para una alimentación monofásica de 230 V:
Ifuncionamiento = Pcálculo × 1000 / (230 × cosφ)
Para una alimentación trifásica de 400 V:
Ifuncionamiento = Pcálculo × 1000 / (√3 × 400 × cosφ)
El factor de potencia tiene en cuenta el aumento de corriente provocado por la componente reactiva de la carga. La calculadora utiliza cosφ = 1 para cargas resistivas, 0.95 para cargas mixtas y 0.8 para motores, bombas y compresores. Cuanto menor sea cosφ, mayor será la corriente de funcionamiento para la misma potencia activa.
El cálculo trifásico supone que la carga está distribuida uniformemente entre las tres fases. La fórmula que incluye el factor √3 es válida bajo esta condición.
Margen de corriente opcional y selección del interruptor
El margen adicional de corriente se introduce como porcentaje y por defecto es del 0%. Si se especifica un margen r, la corriente de funcionamiento aumenta en ese porcentaje.
Icálculo = Ifuncionamiento × (1 + r / 100)
Con un margen del 0%, Icálculo = Ifuncionamiento. Este margen es un valor opcional definido por el usuario y no un factor fijo obligatorio exigido por la norma.
El calibre del interruptor automático se selecciona como el menor valor normalizado que no sea inferior a la corriente de cálculo. La calculadora utiliza la serie 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 y 100 A. Por ejemplo, una corriente de cálculo de 18.3 A da como resultado un interruptor de 20 A, mientras que 20.1 A da como resultado un interruptor de 25 A.
El margen real del interruptor muestra la diferencia porcentual entre el calibre normalizado seleccionado y la corriente de cálculo:
Margen = (In / Icálculo - 1) × 100%
Si la corriente de cálculo supera los 100 A, la calculadora muestra >100, ya que no se incluyen calibres superiores en la serie utilizada por esta herramienta.
Selección de la sección del cable
La sección del cable se selecciona según el calibre elegido del interruptor automático, de manera que la corriente admisible continua del cable no sea inferior a la corriente nominal del interruptor. Para un circuito monofásico se utilizan valores tabulados para dos conductores cargados. Para un circuito trifásico se utilizan valores para tres conductores cargados.
El cálculo se basa en cables con aislamiento de PVC y una temperatura máxima de funcionamiento del conductor de 70 °C. Para conductores de cobre, la calculadora comprueba las secciones normalizadas 1.5, 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185 y 240 mm2. Para conductores de aluminio comprueba 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185 y 240 mm2.
El método de instalación determina la capacidad básica de conducción de corriente del cable. Se utilizan los métodos de referencia de IEC 60364-5-52: A2 para un cable multiconductor en tubo dentro de una pared con aislamiento térmico, B2 para un cable multiconductor en tubo instalado sobre una pared y C para un cable instalado directamente sobre una pared o sobre una bandeja de cables no perforada. Si no se selecciona ningún método de instalación, se utiliza el método B2.
Corrección por temperatura ambiente
El factor de corrección por temperatura ajusta la capacidad de conducción de corriente del cable respecto a una temperatura ambiente de referencia de 30 °C. Si la corrección por temperatura está desactivada, se utiliza kT = 1. Cuando está activada, se aplican los siguientes factores para aislamiento de PVC:
- 10 °C o menos -
1.22 - 15 °C -
1.17 - 20 °C -
1.12 - 25 °C -
1.06 - 30 °C -
1.00 - 35 °C -
0.94 - 40 °C -
0.87 - 45 °C -
0.79 - 50 °C -
0.71 - 55 °C -
0.61 - 60 °C -
0.50
Para temperaturas situadas entre los valores indicados se utiliza el factor correspondiente a la siguiente temperatura superior. Por ejemplo, a 12 °C la calculadora aplica el factor de 15 °C 1.17, mientras que a 31 °C aplica el factor de 35 °C 0.94. Para temperaturas inferiores a 10 °C se utiliza el factor 1.22. Por encima de 60 °C no se genera ninguna recomendación de sección del cable.
La capacidad de corriente tabulada requerida se calcula dividiendo la corriente nominal del interruptor por el factor de corrección por temperatura:
Itabla = In / kT
A continuación, la calculadora selecciona la menor sección de cable cuya corriente admisible tabulada no sea inferior a Itabla, teniendo en cuenta el material del conductor, el número de conductores cargados y el método de instalación. Por ello, una temperatura ambiente más alta o un método de instalación menos favorable puede requerir una sección de cable mayor aunque el calibre del interruptor automático no cambie.
Normas europeas utilizadas como referencia
IEC 60364-5-52 y HD 60364-5-52 - Instalaciones eléctricas de baja tensión. Parte 5-52: Selección e instalación de equipos eléctricos. Sistemas de canalización. Estos documentos proporcionan los principios utilizados para determinar la capacidad de conducción de corriente de los conductores, los métodos de instalación de referencia A2, B2 y C y los factores de corrección por temperatura para aislamiento de PVC.
IEC 60364-4-43 y HD 60364-4-43 - Instalaciones eléctricas de baja tensión. Parte 4-43: Protección para garantizar la seguridad. Protección contra sobreintensidades. La selección del dispositivo de protección sigue el principio general de coordinación entre la corriente de cálculo, la corriente nominal del interruptor automático y la corriente admisible del cable.
IB ≤ In ≤ Iz
EN 60898-1 - Accesorios eléctricos. Interruptores automáticos para protección contra sobreintensidades en instalaciones domésticas y análogas. Interruptores automáticos para funcionamiento en corriente alterna. Esta norma se aplica a los interruptores automáticos utilizados para la protección contra sobreintensidades del cableado en instalaciones domésticas y similares.
FAQs
¿Por qué la calculadora selecciona un interruptor de 20 A si la corriente calculada es de 18 A?
Los calibres de los interruptores automáticos se seleccionan de una serie normalizada, por lo que no existe un interruptor de 18 A en la serie utilizada por la calculadora. Se elige el siguiente calibre estándar que no sea inferior a la corriente de cálculo, por lo que un resultado de 18 A conduce a un interruptor automático de 20 A.
¿Cómo debo elegir el factor de simultaneidad para un grupo de cargas?
Si todas las cargas conectadas pueden funcionar al mismo tiempo, utilice k = 1. Los valores 0.9, 0.8, 0.7, 0.6 o 0.5 solo deben utilizarse cuando sea razonable esperar que la carga simultánea sea inferior a la potencia instalada total.
¿Por qué la corriente trifásica es menor para la misma potencia de carga?
En un sistema trifásico equilibrado, la potencia total se distribuye entre tres fases y la fórmula incluye el factor √3. Por ello, para la misma potencia total de carga, la corriente en un sistema trifásico de 400 V es menor que en un sistema monofásico de 230 V.
¿Por qué cambia la sección de cable recomendada con la temperatura o el método de instalación?
La corriente admisible continua de un cable depende de la eficacia con la que pueda disipar el calor. Una temperatura ambiente más alta y unas condiciones de instalación con peor disipación térmica reducen la capacidad de conducción de corriente del cable, por lo que puede ser necesaria una mayor sección del conductor para el mismo calibre de interruptor automático.
¿Qué muestra el margen real del interruptor automático?
Es la diferencia porcentual entre el calibre normalizado seleccionado del interruptor y la corriente de cálculo. Este valor muestra cuánto supera el calibre estándar seleccionado a la carga realmente calculada. Por ejemplo, la diferencia entre 18.3 A y un interruptor de 20 A es relativamente pequeña, mientras que la diferencia entre 20.1 A y un interruptor de 25 A es notablemente mayor.