La elección del calibre del fusible se realizará por los siguientes criterios:

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1 CÁLCULO DE ACOMETIDAS SIENDO CONOCIDOS EL CT Y LA RED DE DISTRIBUCIÓN EN BT El presente método se basa en la Guía Técnica del sistema de protecciones en CT, PT y red BT, documento FGC001 de Endesa Distribución. 1 OBJETIVO Se pretende establecer un método de cálculo para Acometidas conectadas a Redes de Distribución en BT. No se pretende sustituir el documento de Endesa, sino complementarlo con ejemplos de cálculo detallados aplicados a ejemplos como los vistos en clase. El cálculo se realizará de forma que los conductores puedan distribuir la máxima potencia posible, quedando protegidos ante sobrecargas y cortocircuitos. Se parte del supuesto de que se ha calculado previamente que el conductor elegido cumple con los requisitos de caída de tensión máxima autorizada. 2 ELECCIÓN DE FUSIBLE Ejemplo 1: Red subterránea de BT con una longitud de 180 metros, 3x150/1x95 mm² RV - Al, alimentada desde CT de 400 KVA alimentado de red de MT de 20 kv, tomando una temperatura ambiente de 40ºC La elección del calibre del fusible se realizará por los siguientes criterios: 2.1 Intensidad nominal del conductor El fusible elegido con este criterio permite la plena utilización del conductor. Se tomará la intensidad máxima permanente admisible del conductor, en condiciones habituales de explotación, comparándose ésta con la intensidad convencional de No Fusión de los fusibles, eligiendo el fusible con I de No Fusión inferior. La intensidad convencional de No Fusión es aquella que el fusible puede soportar durante un tiempo especificado (tiempo convencional, normalmente superior a 1 2 horas), sin fundir. Dadas las características del conductor y de los fusibles, se tiene: Conductores Subterráneos, tipo RV unipolar, Aluminio (GE CNL001) Sección f/n 50/50 95/50 150/95 240/150 mm² In en aire A In enterrados A R f/n 0,641/0,641 0,32/0,641 0,206/0,32 0,125/0,206 Ù/km a 20ºC (1) X 0,097 0,09 0,089 0,087 Ù/km I max. a 0,1sg. 14,7 27,9 44,1 70,5 ka I max. a 0,2sg. 10,1 19,2 30,4 48,7 ka I max. a 1sg. 4,6 8,8 13,9 22,3 ka (2) Carac. I²t 21,06 76,32 190,8 489,6 A² sg 1000 (3) Icc. a 5 sg A Carga máxima 124,7 180,1 228,6 297,9 kva CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 1 de 12

2 Calibre Tiempo (horas) Características de los fusibles gg según UNE EN 60269/1 Características convencionales Corriente Nofusión Intensidades en tiempos de Corriente Fusión 10s 5s 0,1s factor Valor factor Valor Mínima Máxima Mínima Máxima , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , De comparar ambas tablas, se concluye: Conductor de Fase (mm²) I nominal (enterrado) I de No Fusión Calibre del fusible gg A 2.2 Respuesta térmica del conductor Bajo esta condición, se determinan las intensidades que puede soportar el conductor de la salida BT durante un tiempo específico, siendo el método de cálculo empleado del tipo de función de respuesta térmica: I 2 x t = constante En el método se busca que el tiempo máximo de apertura del fusible esté por debajo del tiempo máximo que soporta dicha corriente el conductor, al menos 250 ms: t fusible ms t conductor Método 1 Se aplica el método de la norma UNE , parte 4-43, apartado 434, donde se toman como referencias los valores de intensidades máximas admisibles durante 5 segundos, tanto para el conductor como para el fusible. En el caso del conductor, en la tabla de datos de conductores: CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 2 de 12

3 Conductores Subterráneos, tipo RV unipolar, Aluminio (GE CNL001) Sección f/n 50/50 95/50 150/95 240/150 mm² In en aire A In enterrados A R f/n 0,641/0,641 0,32/0,641 0,206/0,32 0,125/0,206 Ù/km a 20ºC (1) X 0,097 0,09 0,089 0,087 Ù/km I max. a 0,1sg. 14,7 27,9 44,1 70,5 ka I max. a 0,2sg. 10,1 19,2 30,4 48,7 ka I max. a 1sg. 4,6 8,8 13,9 22,3 ka (2) Carac. I²t 21,06 76,32 190,8 489,6 A² sg 1000 (3) Icc. a 5 sg A Carga máxima 124,7 180,1 228,6 297,9 kva Y en el caso del fusible, debe cumplir que el valor de fusión sea inferior al obtenido para el conductor: Calibre Tiempo (horas) Características de los fusibles gg según UNE EN 60269/1 Características convencionales Corriente Nofusión Intensidades en tiempos de Corriente Fusión 10s 5s 0,1s factor Valor factor Valor Mínima Máxima Mínima Máxima , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , De comparar ambas tablas, se concluye: Conductor de Fase (mm²) I cc a 5 segundos I de Fusión en 5 segundos Calibre del fusible gg A CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 3 de 12

4 Método 2 El segundo método térmico viene determinado por el tiempo convencional característico del fusible (norma UNE EN tabla 2), comparado con la intensidad admisible del conductor en dicho tiempo convencional, calculada según la fórmula citada en UNE 21192: I = intensidad admisible de cortocircuito, a calcular I AD = intensidad de cortocircuito, calculada según la hipótesis adiabática t = tiempo convencional del fusible que se instala, en segundos k = constante que depende del material del conductor, para el Aluminio vale 148 S = sección geométrica del conductor, en mm² l n = Logaritmo neperiano o natural è f = temperatura final máxima alcanzable: la del conductor (160ºC); la del aislamiento XLPE (120ºC). è i = temperatura inicial del conductor, tomándose 40º C â = inversa del coeficiente de variación de resistencia con la temperatura; para el Aluminio vale 228 = factor de pérdida del calor, (1 en régimen adiabático), tomándose en este caso los valores correspondientes a cada instante, de la fórmula simplificada para su cálculo, como se indica en la misma norma UNE 21192: Siendo: X = constante; para el Aluminio y aislamiento XLPE, vale 0,57 Y = constante; para el Aluminio y aislamiento XLPE, vale 0,16 Se elige el calibre de fusible cuya Corriente de Fusión en el tiempo convencional, sea inmediatamente inferior al valor de corriente obtenido, considerando una temperatura máxima de 120 ºC. Sección (mm²) Usando las citadas fórmulas en una hoja de cálculo, se obtiene: I nominal admisible t (horas) å I AD I 120ºC 160ºC 120ºC 160ºC , , , , Interpretemos los resultados teniendo presente la tabla de valores de los fusibles gg, partiendo de dos variables, la sección del conductor y el tiempo convencional del fusible, desconocido a priori: CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 4 de 12

5 Calibre Tiempo (horas) Características de los fusibles gg según UNE EN 60269/1 Características convencionales Corriente Nofusión Intensidades en tiempos de Corriente Fusión 10s 5s 0,1s factor Valor factor Valor Mínima Máxima Mínima Máxima 63 1 (2) 1, , , ,6 128 (3) , ,6 160 (3) , ,6 200 (3) , ,6 256 (3) , , , ,6 400 (5) , ,6 504 (1)(4) , ,6 640 (4) , ,6 800 (6) , , (6) , , (6) , , (6) , , (6) ) Un conductor de Aluminio con aislamiento de XLPE, con una sección de 150 mm² soporta un cortocircuito de 522 A durante 1 hora, alcanzando su aislamiento una temperatura de 120ºC. En un extremo, el valor de la corriente de fusión del fusible máximo que podría instalarse sería 504 A para el fusible de 315 A, pero se funde en 3 horas, por lo que no es válido (nota 1 en la tabla anterior) El único fusible que funde en 1 hora es el de 63 A, con una corriente de fusión de 100 A, pero este fusible desaprovecha los 330 A nominales que soporta el conductor de 150 mm² (nota 2) 2) Un conductor de Aluminio con aislamiento de XLPE, con una sección de 150 mm² soporta un cortocircuito de 475 A durante 2 horas, alcanzando su aislamiento una temperatura de 120ºC. Siguiendo la anterior premisa, los fusibles que desconectan el circuito en 2 horas son los de 80 A, 100 A, 125 A y 160 A, estando en TODOS ELLOS la corriente de fusión por debajo de la Intensidad nominal admisible del conductor, que es de 330 A (notas 3). Hay que recordar que el método de Endesa intenta aprovechar al máximo las características del conductor. 3) Un conductor de Aluminio con aislamiento de XLPE, con una sección de 150 mm² soporta un cortocircuito de 455 A durante 3 horas, alcanzando su aislamiento una temperatura de 120ºC. Siguiendo la premisa del método, los fusibles que desconectan el circuito en 3 horas son los de 200 A, 250 A, 315 A y 400 A. CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 5 de 12

6 El fusible de 400 A funde a los 640 A al cabo de 3 horas, por lo que no protegería al conductor (455 A) frente al cortocircuito. El comportamiento del fusible de 315 A, con fusión a 504 A al cabo de 3 horas, es similar. (Nota 4) Del resto de fusibles, tanto el de 200 A como el de 250 A lo protegen en las 3 horas, siendo el de 250 A, con 400 A el que más se aproxima a los 455 A máximos del conductor (nota 5) El fusible de 200 A tiene un valor de fusión de 320 A, estando por debajo de la Intensidad nominal admisible del conductor, que es de 330 A. Podría desconectar dentro de los valores nominales admisibles del conductor. 4) Un conductor de Aluminio con aislamiento de XLPE, con una sección de 150 mm² soporta un cortocircuito de 443 A durante 4 horas, alcanzando su aislamiento una temperatura de 120ºC. Los fusibles con tiempo de actuación de 4 horas son los de 500 A o más, con una corriente de fusión igual o mayor de 800 A, todos por encima de los 443 A, por lo que no es válido ninguno de ellos. (Notas 6) SOLUCIÓN: La combinación conductor-aislamiento-tiempo-fusible para el conductor de 150 mm² es la siguiente: Sección (mm²) I nominal admisible Tiempo convencional (horas) Intensidad calculada en tiempo convencional a 120ºC a 160ºC Calibre fusible I fusión en tiempo convenc La Potencia del transformador Este criterio determina el calibre máximo del fusible que se puede instalar en una salida de BT del CT. Se tomará la intensidad nominal del transformador, en sus condiciones habituales de explotación y se elegirá el calibre del fusible inmediato superior. El fusible elegido permite la plena explotación del transformador. Esto es sólo aplicable si el transformador tiene una única salida. Potencia transformador (kva) Intensidad Nominal Calibre Fusible CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 6 de 12

7 2.4 Conclusión Según los tres criterios expuestos: a) Intensidad nominal del conductor: 250 A b) Respuesta térmica del conductor Método A Método A c) La Potencia del transformador 630 A Fusible seleccionado 250 A 3 LONGITUDES MÁXIMAS EN CONDUCTORES Una vez obtenidos los calibres de las protecciones a implementar en los circuitos de salida, es posible determinar las longitudes máximas de dichos circuitos, según el criterio a utilizar. A continuación se exponen los cálculos utilizando dos criterios igualmente válidos. 3.1 Criterio de protección por fusibles con t= 5 segundos El criterio de protección por fusibles que fundan en tiempo inferior a 5 segundos es mas restrictivo y debería ser utilizado preferentemente en obra nueva y en zonas urbanas de alta densidad. Ejemplo 1: Red subterránea de BT con una longitud de 180 metros, 3x240/1x95 mm² RV - Al, alimentada desde CT de 400 KVA alimentado de red de MT de 20 kv, tomando una temperatura ambiente de 40ºC Después de calcular la protección fusible por el método anteriormente expuesto, se selecciona la longitud máxima del circuito de la tabla correspondiente, en este caso, la Tabla 15: Potencia Transf. (kva) Tensión en AT del transformador < 24 kv. Datos para 20ºC, tiempo 5 segundos Conductores Subterráneos, tipo RV unipolar, Aluminio Secciones constantes F/N en mm² 50/50 95/50 150/95 240/150 fusible Metros fusible Metros fusible Metros fusible Metros , CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 7 de 12

8 m. La longitud máxima de la línea protegida por fusible de 250 A, en este caso es de 243 Los datos que se muestran en las tablas anteriores hacen referencia a las características eléctricas de los conductores indicadas en el apartado 2 Valores de los parámetros en el estudio, del documento de Endesa, para una temperatura ambiente de 20 ºC. Para temperaturas ambientes superiores, las longitudes máximas protegidas por los fusibles quedan reducidas porcentualmente, sin importar el nivel de tensión de AT del transformador ni su potencia; tal y como se indica en las tablas 20 y 21. Como se pide en el problema un cálculo a 40ºC, se tomará el dato de la Tabla 20: Conductores Subterráneos, tipo RV unipolar, Aluminio Temperatura ambiente (ºC) Para todas las secciones (%) 21 99, , , , , , ,6 L max(40ºc) = 243 m 92,5/100 = 224,78 m Como la longitud del circuito es de 180 m, queda protegido en toda su totalidad. Ejemplo 2: En el caso del ejemplo 1, suponer que la línea, por las condiciones de explotación, se protege con fusible de 160 A. En la práctica habitual, se encontrará algún caso en que es necesario aumentar la longitud del conductor, a fin de poder alcanzar el lugar de un nuevo suministro. Una forma de incrementar la longitud de este conductor, continuando protegido por el fusible instalado en su cabecera, sería sustituir este fusible por otro de calibre inferior. En este caso, se debe de tener muy en cuenta la carga actual que soporta el conductor y si es factible, proceder a reducir el calibre del fusible de cabecera. Para la selección de la longitud máxima protegida, se acude a las tablas 22 y 23. En este caso concreto, la 23: CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 8 de 12

9 Potencia Trafo kva Conduc. Subter., tipo RV unipolar, de Al (f/n) 50/ 50 95/ / / 150 fusible L.max (m) fusible L.max (m) fusible L.max (m) fusible L.max (m) La longitud protegida a 20ºC es de 431 m CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 9 de 12

10 La longitud protegida a 40ºC, tomado el coeficiente de la Tabla Conductores Subterráneos, tipo RV unipolar, Aluminio Temperatura ambiente (ºC) Para todas las secciones (%) 21 99, , , , , , ,6 L max(40ºc) = 431 m 92,5/100 = 398,7 m Como la longitud del circuito es de 180 m, queda protegido en toda su totalidad. Ejemplo 3: En el caso del ejemplo 1, suponer que la línea tiene una derivación a 100 m del origen, realizada con conductor 3x50/1x50 mm² RV - Al, con longitud igual a 10 metros Estos cálculos se basan en los mismos criterios tomados en el apartado de Longitudes máximas en conductores, tanto en las intensidades como en el tiempo máximo de eliminación (5 segundos). Además de esto, en el cálculo se entiende que el conductor de las derivaciones será de inferior sección que el principal. Se aplica la fórmula: Donde: L A = es la longitud desde cabecera hasta el punto de derivación L C = es la longitud de derivación L max = es la longitud máxima del conductor protegido desde cabecera Z ucp = es la impedancia por unidad de longitud del conductor principal Z ucd = es la impedancia por unidad de longitud del conductor en derivación Al resultado de se le llama factor de derivación y es una constante que no varía con la longitud, sino con la relación de impedancias de los conductores. En nuestro caso, el resultado quedaría, tomando el cálculo a 40ºC: 10 m (224,78 m m) 0,43 10 m 53,66 m CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 10 de 12

11 Habiéndose tomado el factor de derivación de la Tabla 24: Conductor en derivación Factores de derivación en Conductores Subterráneos, tipo RV unipolar, Aluminio Conductor principal f/n 50/50 95/50 150/95 240/ ,75 0,43 0, ,56 0, , Al haberse cumplido la igualdad, la acometida está protegida por el fusible de cabecera. 3.2 Criterio de la respuesta térmica del conductor El criterio basado en la respuesta térmica del conductor permite longitudes de línea mayor y puede ser usado en zonas rurales. CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 11 de 12

12 Anexo. Nomenclatura para seleccionar fusibles La norma IEC ( International Electrotechnical Commission) creó un código para distinguir a los fusibles formado por solamente dos letras, siendo minúscula la primera y mayúscula la restante. Dicho código se encuentra en la publicación IEC Cláusula 5.7. La Primera letra define el régimen operativo del fusible, ya sea sobrecarga, cortocircuito o ambos. g = Indica que el fusible interrumpe toda clase de corrientes (sobrecargas y cortocircuitos). a = Indica que el fusible es capaz de interrumpir solo corrientes de cortocircuitos. La segunda letra define la categoría de utilización del fusible, o el equipo a proteger. G = Indica que el fusible protege líneas y aparatos en general. L = Indica que el fusible protege líneas y aparatos en general (norma DIN, VDE). M = Indica que el fusible protege Motores. Tr = Indica que protege Transformadores. C = Indica que protege a condensadores y circuitos capacitivos. R = Protege semiconductores de potencia, rectificadores y circuitos electrónicos. B = Indica que es aplicable en la minería. Por ejemplo: gg = Fusible con capacidad para interrumpir todas las corrientes en uso general. gl = Fusible para uso general. Se utilizan en la protección de líneas, estando diseñada su curva de fusión para una respuesta lenta en las sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos. gm = Fusible con capacidad para interrumpir todas las corrientes para uso en motores. gtr = Protegen a los transformadores contra sobrecargas y cortocircuitos, sin limitar su capacidad de carga, además soportan las corrientes típicas de los sistemas de distribución. gc = Protegen a condensadores contra sobrecargas y cortocircuitos. gb = Fusible especialmente desarrollado para su utilización en minas donde los cables son muy largos. Actúa en un corto tiempo, evitando así el calentamiento excesivo del cable. am = Fusible con capacidad para interrumpir parte de las corrientes y uso en motores. Protegen contra altas sobre intensidades hasta su poder de corte nominal, y deben asociarse a dispositivos de protección térmica contra pequeñas sobre intensidades. ar = Fusible que protege a semiconductores contra corrientes muy intensas como cortocircuitos. gr = Fusible que protege a semiconductores contra sobrecargas y cortocircuitos. CÁLCULO DE ACOMETIDAS Página 12 de 12