Cómo elegir y calcular correctamente la sección transversal del cable.

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¿Cómo elegir un cable para conectar electrodomésticos por su cuenta, garantizando la seguridad del cableado y, al mismo tiempo, sin pagar de más? ¿Por qué guiarse al elegir y cómo calcular la sección transversal del cable para un grupo de consumidores? Puede averiguarlo en este artículo..

Cómo elegir y calcular correctamente la sección transversal del cable.

La sección transversal del cable es el área de la sección transversal del conductor portador de corriente. En la mayoría de los casos, el corte del núcleo del cable es redondo y su área de sección transversal se puede calcular utilizando la fórmula para el área de un círculo. Pero, dada la variedad de formas de cable, para describir su principal característica física, no se utiliza una dimensión lineal, sino el valor del área de la sección transversal. Esta característica está estandarizada en todos los países. En nuestro país, está regulado por las «Reglas de instalación eléctrica» ​​del PUE..

¿Por qué es necesario seleccionar la sección transversal del cable?

La selección correcta de la sección transversal del cable es, ante todo, su seguridad. Si el cable no soporta la carga actual, se sobrecalienta, el aislamiento se derrite y, como resultado, puede ocurrir un cortocircuito y un incendio..

Cómo elegir y calcular correctamente la sección transversal del cable.

Cómo elegir un cable de la sección transversal requerida, evitando los casos en los que, cuando varios dispositivos se encienden simultáneamente, aparece el olor a aislamiento derretido, y no pagar de más con cables con un gran margen?

Para el suministro de energía de locales residenciales, se utilizan dos tipos principales de cables: cobre y aluminio. El cobre es más caro que el aluminio. Pero en el cableado moderno, se le da preferencia. El aluminio tiene una mayor resistencia interna y es un metal quebradizo que se oxida rápidamente. El cobre es un material flexible que es menos propenso a la oxidación. Recientemente, los cables de aluminio se han utilizado exclusivamente para la restauración del cableado en edificios de la era soviética..

Cómo elegir y calcular correctamente la sección transversal del cable.

Para la selección preliminar de la sección transversal requerida de un cable de cobre, se supone que un cable con una sección transversal de 1 mm2 puede pasar una corriente eléctrica a través de sí mismo hasta 10 A. Sin embargo, además, verá que esta relación es adecuada solo para la selección de la sección transversal «a ojo», y es válida para secciones transversales de no más de 6 mm2 (utilizando la relación propuesta, la corriente es de hasta 60 A). Un cable eléctrico de esta sección transversal es suficiente para ingresar a una fase en un apartamento estándar de tres habitaciones..

La mayoría de los electricistas utilizan cables de las siguientes secciones transversales para suministrar electricidad a los consumidores interiores:

  • 0,5 mm2 – Focos;
  • 1,5 mm2 – iluminación básica;
  • 2,5 mm2 – enchufes.

Sin embargo, esto es aceptable para el consumo doméstico, siempre que cada aparato eléctrico se alimente desde su propio tomacorriente, sin el uso de gemelos, tees y cables de extensión..

Será más correcto utilizar tablas especiales al seleccionar un cable, que le permiten seleccionar una sección transversal en función de la potencia conocida del aparato eléctrico (kW), o según la carga actual (A). La carga de corriente en este caso es una característica más importante, ya que la carga en amperios siempre se indica para una fase, mientras que con un consumo monofásico (220 V), la carga en kilovatios se indicará para una fase, y con una trifásica – para las tres fases en total..

Al elegir una sección transversal de cable, es necesario tener en cuenta el tipo de cableado: externo u oculto. Esto se debe al hecho de que con el cableado oculto, la transferencia de calor del cable disminuye, como resultado de lo cual se produce un calentamiento más intenso del cable. Por lo tanto, para cableado oculto, se utilizan cables con un área de sección transversal de aproximadamente un 30% más grande que con cables abiertos..

Cómo elegir y calcular correctamente la sección transversal del cable.

Tabla para seleccionar el área de la sección transversal de un cable de cobre para cableado abierto y oculto:

Área de sección transversal Cableado abierto Cableado oculto
S yo PAGS yo PAGS
220 V 380 V 220 V 380 V
0,5 once 2.4
0,75 15 3.3
1 17 3,7 6.4 catorce 3 5.3
1,5 23 cinco 8.7 15 3.3 5.7
2 26 5.7 9,8 diecinueve 4.1 7.2
2.5 treinta 6.6 once 21 4.6 7,9
4 41 nueve 15 27 5.9 diez
cinco 50 once diecinueve 34 7.4 12
diez 80 17 treinta 50 once diecinueve
dieciséis cien 22 38 80 17 treinta
25 140 treinta 53 cien 22 38
35 170 37 64 135 29 51

Tabla para seleccionar el área de la sección transversal del conductor de un cable de aluminio para cableado abierto y oculto:

Área de sección transversal Cableado abierto Cableado oculto
S yo PAGS yo PAGS
220 V 380 V 220 V 380 V
2 21 4.6 7,9 catorce 3 5.3
2.5 24 5.2 9.1 dieciséis 3,5 6
4 32 7 12 21 4.6 7,9
cinco 39 8.5 catorce 26 5.7 9,8
diez 60 13 22 38 8.3 catorce
dieciséis 75 dieciséis 28 55 12 20
25 105 23 39 sesenta y cinco catorce 24
35 130 28 49 75 dieciséis 28

S – área de la sección transversal del cable (mm2), yo – carga actual (A), R – potencia total del equipo eléctrico (kW).

También es necesario realizar ajustes al seleccionar la sección transversal del cable, teniendo en cuenta su longitud. Para hacer esto, eligiendo la sección transversal del cable de la tabla de acuerdo con la intensidad actual, calculamos su resistencia teniendo en cuenta la longitud de acuerdo con la fórmula:

R = p? L / S

Dónde:

  • R – resistencia del cable, Ohm;
  • pags – resistividad material, Ohm? mm2/ m (para cobre – 0.0175, para aluminio – 0.0281);
  • L – longitud del cable, m;
  • S – área de la sección transversal del cable, mm2.

Con esta fórmula, puede obtener la resistencia de un núcleo de cable. Dado que la corriente pasa por un núcleo y regresa por el otro, para obtener el valor de la resistencia del cable, la resistencia de su núcleo debe multiplicarse por dos:

Rtotal = 2? R

A continuación, debe calcular la pérdida de voltaje:

dU = yo? Rtotal

Dónde:

  • dU – pérdidas de tensión, W;
  • yo – fuerza actual, A;
  • Rtotal – resistencia calculada del cable, ohmios.

Si la selección de la sección transversal del cable se realizó de acuerdo con la potencia total del equipo y no se conoce la intensidad de la corriente, se puede calcular mediante la fórmula:

I = P / U? porque ?para red monofásica 220 V

Yo = P / 1.732? U? porque ? – para una red trifásica de 380 V

Dónde:

  • R – potencia total utilizada de los equipos eléctricos (W);
  • U – voltaje (V);
  • porque = 1 (para condiciones de vida) y porque = 1,3 (para aparatos eléctricos potentes).

A continuación, calculamos las pérdidas como porcentaje: (dU / U)? cien%.

Cómo elegir y calcular correctamente la sección transversal del cable.

Si el valor obtenido no supera el 5%, la sección transversal del cable, teniendo en cuenta su longitud, se selecciona correctamente. Si excede, es necesario seleccionar un cable de sección transversal más grande (siguiente en una fila) de la tabla y calcular nuevamente.

Estas tablas son aplicables para cables con aislamiento de caucho y plástico, la sección transversal del cable seleccionada de acuerdo con ellas funcionará de manera efectiva si se produce de acuerdo con GOST.

Selección de cable para un grupo de consumidores.

Para seleccionar la sección transversal del cable para un grupo de consumidores (por ejemplo, un cable de entrada a un apartamento), puede usar la fórmula para determinar la carga de corriente permitida. Calculemos la carga actual para una red de 220 V, que a menudo se usa en la fuente de alimentación doméstica:

I = P? K / U? porque ?

Dónde:

  • R – potencia total utilizada de equipos eléctricos (W), U – voltaje (V), A – coeficiente de contabilización para el encendido simultáneo de dispositivos (tomado igual a 0,75);
  • porque = 1 (para condiciones de vida) y porque = 1,3 (para aparatos eléctricos potentes).

Habiendo calculado la carga de corriente permitida para un grupo de consumidores, utilizando las tablas anteriores, puede seleccionar un cable de la sección transversal requerida. Si se supone un encendido simultáneo a largo plazo de todos los posibles consumidores (por ejemplo, calefacción eléctrica), el cálculo de la carga de corriente admisible debe realizarse sin tener en cuenta el coeficiente K.

Ejemplo de selección de cables para una caldera doméstica

En base a lo anterior, intentaremos calcular y seleccionar un cable de cobre de la sección transversal requerida para una caldera eléctrica monofásica, con un elemento calefactor de 2.0 kW, siempre que el cable esté tendido en una caja. La longitud del cable será de 10 metros..

Cómo elegir y calcular correctamente la sección transversal del cable.

Se puede ver en la tabla que el valor de 3,0 kW está cerca en potencia, lo que corresponde a una sección transversal del cable de 1 mm.2. Calculemos teniendo en cuenta la longitud del cable:

  • Calculemos la fuerza actual: I = 2000 W / 220 V? 1 = 9,09 A.
  • Calculemos la resistencia del núcleo del cable: R = 0,0175 ohmios? Mm2/ m? 10 m / 1 mm2 = 0,175 ohmios.
  • Resistencia total del cable: Rtotal = 2? R = 0,35 ohmios.
  • Cálculo de pérdidas de tensión: dU = 9,09 A? 0,35 ohmios = 3,18 V.
  • Calculamos las pérdidas como porcentaje: (3,18 V / 220 V)? 100% = 1,45% (no supera el 5%).

Cable de 1 mm2 adecuado para conectar la caldera eléctrica especificada en el ejemplo.

Los fabricantes a menudo indican el área de la sección transversal del cable requerida para su equipo en las instrucciones del equipo. Si existe tal instrucción, debe seguirla..

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