Cálculo de las Protecciones

En la protección contra sobrecargas los dispositivos deben satisfacer en todo momento las dos condiciones siguientes:

Z n B I I I ≤ ≤ Z I I₂ ≤ 451, ⋅ Donde,

IB: corriente para la que se ha diseñado el circuito según la previsión de cargas.

IZ: corriente admisible del cable en función del tipo de instalación utilizado.

In: corriente asignada del dispositivo de protección.

I2: corriente que asegura la actuación del dispositivo para un tiempo largo.

2.3.4.2 Protección contra cortocircuitos

En la protección contra cortocircuitos los dispositivos cumplirán con las siguientes condiciones:

• El poder de corte de los dispositivos debe ser mayor o igual que la intensidad de cortocircuito máxima prevista en el punto de su instalación.

• El tiempo de corte que resulte de un cortocircuito no debe ser superior al tiempo que los conductores tardan en alcanzar su temperatura límite admisible.

Para cortocircuitos de duración no superior a cinco segundos este tiempo t puede calcularse como:

I S K t = ⋅

De forma práctica queda:

( ) ( )

IA ≤ ⋅ = ⋅

⋅

Donde,

I: corriente de cortocircuito efectiva, en valor eficaz [A]

K: constante que toma los valores reflejados en la norma UNE 20460-4-43 Esta última condición debe verificarse tanto para la Icc máxima como mínima. Para una mayor seguridad se suele utilizar la siguiente expresión:

m

CC I

I _min > Donde,

ICC min: corriente de cortocircuito mínima que se calcula en el extremo del circuito

protegido por el interruptor. Para un sistema TT se corresponde con un cortocircuito fase-neutro.

Im: corriente mínima que asegura el disparo magnético

2.3.4.3 Protección de la instalación contra sobretensiones

En el apartado 2 de la instrucción ITC-BT-23 se presenta una clasificación de las partes de la instalación, equipos y receptores, en función de los valores de tensión soportada a la onda de choque de sobretensión que deben tener dichos equipos, estableciendo las siguientes categorías:

• Categoría I. Se aplica a equipos muy sensibles como ordenadores y equipos electrónicos de alta sensibilidad.

• Categoría II. Se aplica a equipos destinados a ser conectados a la instalación eléctrica fija tales como electrodomésticos o herramientas portátiles.

• Categoría III. Se aplica a los equipos y materiales que forman parte de la instalación eléctrica y a otros equipos para los que se requiere un alto nivel de fiabilidad como cuadros, embarrados, aparamenta, cables, canalizaciones y motores con conexión eléctrica fija como ascensores.

• Categoría IV. Se aplica a equipos y materiales conectados en el origen de la instalación o muy próximos tales como los equipos de medida o dispositivos generales de protección.

La siguiente tabla recoge para distintos valores de tensión los niveles de tensión a impulsos soportados en cada una de las anteriores categorías:

Sistemas Sistemas Categoría Categoría Categoría Categoría

Trifásicos Monofásicos IV III II I

230/400 230 6 4 2,5 1,5

400/690 -

1000 - 8 6 4 2,5

Tensión nominal de la instalación

Tensión Soportada a Impulsos 1,2/50 (kV)

Tabla 39 Niveles de tensión soportada a impulsos kV

La reducción de las sobretensiones de entrada en cada categoría a valores inferiores a los indicados es el objeto de la protección frente a sobretensiones. Ni los interruptores diferenciales, ni los interruptores automáticos son capaces de detener una sobretensión. Para esta función se emplearán protectores contra sobretensiones específicos. Un protector actúa como un interruptor controlado por tensión. Si la tensión es mayor que la nominal de la línea a proteger, el protector pasa a baja impedancia y deriva a tierra. En estado normal, el protector está en alta impedancia y es transparente a la instalación. Es un dispositivo destinado a limitar las sobretensiones transitorias y a derivar las ondas de corriente hacia tierra para limitar la amplitud de estas sobretensiones a un valor no peligroso para la instalación y el aparellaje eléctrico.

Los dispositivos a instalar serán de características equivalentes a los establecidos en la norma EN 61643. Esta norma clasifica en función de sus características los posibles dispositivos a instalar en tres tipos: Clase I, Clase II y Clase III.

Los parámetros característicos de los dispositivos de protección contra sobretensiones son:

• Nivel de protección (UP): debe ser inferior a la categoría de sobretensión de la

instalación o equipo a proteger.

• Tensión máxima de servicio permanente (UC): es el valor eficaz de tensión

máximo que puede aplicarse permanentemente a los bornes del dispositivo. Para nuestra red de distribución TT 230/400 la tensión máxima permanente se considerará un 10% superior al valor nominal, por lo que UC del protector debe

ser mayor a 253 V.

• Corriente nominal de descarga (IN): es la corriente de cresta que puede soportar el

protector sin fallo.

Está prevista su instalación en varios niveles de manera coordinada, de manera que en el CGMP se instalará un equipo de alto poder de descarga o protección basta, mediante el empleo de un limitador de sobretensiones de clase I. La protección media y fina se realizará a través de limitadores de sobretensiones de clase II colocados en los distintos cuadros secundarios. Los descargadores se conectarán entre cada uno de los conductores, incluyendo el neutro y la tierra de la instalación.

2.3.4.4 Protección de las personas. Uso de DDR.

Para asegurar la protección contra contactos directos se ha previsto el uso de dispositivos de corriente diferencial residual (DDR) de alta sensibilidad (<= 30 mA) En la protección contra contactos indirectos se cumplirán las siguientes condiciones:

• Se creará el denominado “bucle de defecto” que permita la circulación de la corriente de defecto generada.

• Se seleccionarán los dispositivos de protección adecuados de acuerdo con el esquema de conexión de tierra de la instalación.

Los valores de la corriente diferencial residual de los dispositivos están normalizados. En la elección del valor I∆n se debe considerar:

• Para esquemas TT:

U I R_A⋅ _A ≤

Donde:

RA: es la suma de las resistencias de la toma de tierra y de los conductores de protección

de masas.

IA: es la corriente que asegura el funcionamiento automático del dispositivo de

protección.

U: tensión de contacto límite.

• Para evitar disparos intempestivos y garantizar la actuación de los dispositivos únicamente en caso de fallos de aislamiento se cumplirán la relación:

fuga

n _I

I_{Δ >} 2