Sección de cable.
Me gustaría saber que sección puedo poner en un motor de 75 kw y en una resistencia eléctrica de 150 kw. Ambos van a estar a una distancia de unos 20 metros y la temperatura ambiente sera de unos 30 grados. Yo tengo alguna fórmula pero no me da resultado, ¿podrías al menos en un caso desarrollar tus cálculos? ¿En una resistencia que coseno de fi pones?..
Respuesta de Hugo Daniel Tarzio
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Empiezo al revez. El cosfi de las resistencias es 1. Ejemplo la lámpara incandescente. Como su cosfi es 1, P=S
Osea la potencia activa (P) es igual a la potencia aparente (S). Osea que una lámpara de 100 W (P) a 220 V tiene una corriente (I) de 0.455 A (en realidad 0.45 periódico el 45), ya que el cosfi es 1. Por ende su potencia aparente (S) es de 100 VA.
Por ende, suponiendo que tu resistencia este conectada en estrella a un sistema 220/380 V (0.22/0.38 KV), su corriente es
I = P/(1.73*U*cosfi)
si el cosfi es 1 el cosfi no se considera ya que no afecta a la cuenta, entonces queda
I1 = P(kw)/(1.73*U(kv))= 150/(1.73*0.38)
= 150/0.6574 = 228.17 A
Con esto ya tenemos la corriente de la resistencia.
Ahora vamos al motor (cosfi 0.3 a 0.75 segun el regimen) y supondremos un cosfi de 0.7
I2 = 75/(1.73*0.38*0.7) =
= 75/0.46018 = 162.98 A
Sumando las corrientes I1 e I2 (no es correcto pero nos da una aproximación, ya que la caída de tensión influye) nos da
I = I1+I2 = 228.17 + 162.98 = 391.15 A
Con lo cual necesitaremos según tablas un cable subterráneo de cobre con aislación de PVC enterrado directamente de 3x240+N (sin neutro soporta lo mismo) (con conductores separados o agrupados en un mismo cable) que soporta 428 A. Si la aislación es de XLPE, se puede usar uno de 3x185 que soporta 447 A. Esto considerando la temperatura del terreno de 25 ºC, una resistividad térmica especifica del terreno de 1 K.m/W y una profundidad de enterrado de 0.7 metros.
Si el caso es usar bandejas portacables perforadas con una temperatura ambiente de 30 ºC un cable de 3x185 con aislación de PVC soporta 435 A.
El resto de las tablas miralas vos así no se hace muy larga la respuesta.
Una vez calculado el cable por corriente admisible lo tienes que verificar por caída de tensión (menor al 3 % en iluminación y 5 % en motores). Como tienes resistencias, es conveniente que sea menor al 3 %.
Hay dos fórmulas para caída de tensión porcentual.
La que usa todo el mundo es:
U = K*I*L*(R*cosfi + X*senfi)/100
Yo prefiero la segunda
U = GDC*I*L/S
Siendo U la caída de tensión
GDC el gradiente de caída
L la longitud del circuito
I la corriente
S la sección
Es más simple y necesitas menos datos
Para cable de 3x185
U = .0175*391.15*20/185 = 7.4%
No da
Para cable de 3x240
U = .0175*391.15*20/240 = 5.7%
Aun no da
Para cable de 300
U = .0175*391.15*20/300 = 4,5%
Tampoco da pero hasta ese cable tengo tablas.
El cable de 3x300 soporta 593 A en bandeja y 484 Ha enterrado. Por ende y como la caída de tensión es menor al 5 % tomaremos este cable.
Ahí tienes el ejemplo completo. Hace tus propios cálculos con tus datos y tablas.
Suerte
Osea la potencia activa (P) es igual a la potencia aparente (S). Osea que una lámpara de 100 W (P) a 220 V tiene una corriente (I) de 0.455 A (en realidad 0.45 periódico el 45), ya que el cosfi es 1. Por ende su potencia aparente (S) es de 100 VA.
Por ende, suponiendo que tu resistencia este conectada en estrella a un sistema 220/380 V (0.22/0.38 KV), su corriente es
I = P/(1.73*U*cosfi)
si el cosfi es 1 el cosfi no se considera ya que no afecta a la cuenta, entonces queda
I1 = P(kw)/(1.73*U(kv))= 150/(1.73*0.38)
= 150/0.6574 = 228.17 A
Con esto ya tenemos la corriente de la resistencia.
Ahora vamos al motor (cosfi 0.3 a 0.75 segun el regimen) y supondremos un cosfi de 0.7
I2 = 75/(1.73*0.38*0.7) =
= 75/0.46018 = 162.98 A
Sumando las corrientes I1 e I2 (no es correcto pero nos da una aproximación, ya que la caída de tensión influye) nos da
I = I1+I2 = 228.17 + 162.98 = 391.15 A
Con lo cual necesitaremos según tablas un cable subterráneo de cobre con aislación de PVC enterrado directamente de 3x240+N (sin neutro soporta lo mismo) (con conductores separados o agrupados en un mismo cable) que soporta 428 A. Si la aislación es de XLPE, se puede usar uno de 3x185 que soporta 447 A. Esto considerando la temperatura del terreno de 25 ºC, una resistividad térmica especifica del terreno de 1 K.m/W y una profundidad de enterrado de 0.7 metros.
Si el caso es usar bandejas portacables perforadas con una temperatura ambiente de 30 ºC un cable de 3x185 con aislación de PVC soporta 435 A.
El resto de las tablas miralas vos así no se hace muy larga la respuesta.
Una vez calculado el cable por corriente admisible lo tienes que verificar por caída de tensión (menor al 3 % en iluminación y 5 % en motores). Como tienes resistencias, es conveniente que sea menor al 3 %.
Hay dos fórmulas para caída de tensión porcentual.
La que usa todo el mundo es:
U = K*I*L*(R*cosfi + X*senfi)/100
Yo prefiero la segunda
U = GDC*I*L/S
Siendo U la caída de tensión
GDC el gradiente de caída
L la longitud del circuito
I la corriente
S la sección
Es más simple y necesitas menos datos
Para cable de 3x185
U = .0175*391.15*20/185 = 7.4%
No da
Para cable de 3x240
U = .0175*391.15*20/240 = 5.7%
Aun no da
Para cable de 300
U = .0175*391.15*20/300 = 4,5%
Tampoco da pero hasta ese cable tengo tablas.
El cable de 3x300 soporta 593 A en bandeja y 484 Ha enterrado. Por ende y como la caída de tensión es menor al 5 % tomaremos este cable.
Ahí tienes el ejemplo completo. Hace tus propios cálculos con tus datos y tablas.
Suerte
Perdona por no haberte dado todos los datos, aunque la explicación a sido muy buena.. gracias.. solo aclarar que en este caso va a ser un cable tipo RV con aislamiento XLPE, dicho cable va a ir sobre bandeja.. ¿Entiendo qué el calculo es el mismo no?... A que te refieres con el gradiente de caída (GDC), ¿es el mismo en todas las secciones?.. gracias
El gradiente es distinto según la sección si se trata de motores pero no varia con el tipo de cable. Para iluminación es el mismo. La otra variación, sea el tipo de carga que sea es según el material del cable. Acá te paso la tabla:
Para carga común (cosfi 0.8)
En MONOFÁSICA para cable de cobre 0.04, para cable de aluminio 0.063
En TRIFÁSICA para cobre 0.035, para aluminio 0.055
Para arranque de motores (cosfi 0.3), debido a la mayor influencia de la reactancia
En MONOFÁSICA para cable de 1.5 a 25 mm2 en cobre GDC = 0.016, para aluminio 0.025
para cable mayor a 35 mm2 en cobre GDC = 0.0205, para alumino GDC = 0.029
en TRIFASICA para cable de 1.5 a 25 mm2 en cobre GDC = 0.0135, para aluminio 0.0215
para cable mayor a 35 mm2 en cobre GDC = 0.0175, para alumino GDC = 0.0255
Hay que tener en cuenta que para cargas monofásicas puede haber una dispersión máxima del valor de la caída de tensión del 8 % y para arranque de motores del 12 %, esto es tanto para cobre como para aluminio.
También hay que tomar en cuenta que esto es válido para cables colocados en cañerías o conductos, en aire o bandejas, enterrados o en tresbolillo, pero no es válido para cables dispuestos en plano separados 1 diámetro (cambia la reactancia de los cables).
Para no alargar esto, y respondiendo a tu primer pregunta, si, el calculo es el mismo para cable tipo RV con aislamiento XLPE, solo cambia la corrientre admitida del cable, que te dejo a vos buscarla en tablas. Si no la encontrás, avisame y te la paso.
Suerte
Para carga común (cosfi 0.8)
En MONOFÁSICA para cable de cobre 0.04, para cable de aluminio 0.063
En TRIFÁSICA para cobre 0.035, para aluminio 0.055
Para arranque de motores (cosfi 0.3), debido a la mayor influencia de la reactancia
En MONOFÁSICA para cable de 1.5 a 25 mm2 en cobre GDC = 0.016, para aluminio 0.025
para cable mayor a 35 mm2 en cobre GDC = 0.0205, para alumino GDC = 0.029
en TRIFASICA para cable de 1.5 a 25 mm2 en cobre GDC = 0.0135, para aluminio 0.0215
para cable mayor a 35 mm2 en cobre GDC = 0.0175, para alumino GDC = 0.0255
Hay que tener en cuenta que para cargas monofásicas puede haber una dispersión máxima del valor de la caída de tensión del 8 % y para arranque de motores del 12 %, esto es tanto para cobre como para aluminio.
También hay que tomar en cuenta que esto es válido para cables colocados en cañerías o conductos, en aire o bandejas, enterrados o en tresbolillo, pero no es válido para cables dispuestos en plano separados 1 diámetro (cambia la reactancia de los cables).
Para no alargar esto, y respondiendo a tu primer pregunta, si, el calculo es el mismo para cable tipo RV con aislamiento XLPE, solo cambia la corrientre admitida del cable, que te dejo a vos buscarla en tablas. Si no la encontrás, avisame y te la paso.
Suerte
Muchas gracias.. me vas a permitir una última pregunta.. en el caso de este motor o en el caso de la resistencia si quisiera ala hora de hacer el cuadro principal colocar pletina de cobre asta el bornero de conexión, ¿debería de tener encuenta solo la corriente que soporta dicha pletina?.. la distancia de la pletina no va a ser más de 2 metros.. Gracias
En 2 metros no hay una caída de tensión apreciable. Por ende solo tené en cuenta la corriente (I). Si quieres tener más seguridad, podes agregar un factor de 0.2 al amperaje que soporta la pletina. Un 20 % es un margen bastante grande para que no tengas ningún problema.
