Tema: Mi dimensionamiento de los fusibles

Pues me cuesta creerlo...

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Eso es lo que dice la ITC-BT-19 del REBT...

Iniciado por Gabriel 2015

Pues me cuesta creerlo ... Eso es lo que dice la ITC-BT-19 del REBT ...

Te estás haciendo un lío, porque estas normas se refieren a cables largos, metidos en tubos estrechos bajo tierra. Alli no se puede disipar el calor ...

Aqui tienes unas recomendaciones para cables individuales sueltos:
http://www.dieelektronikerseite.de/S...Einzelader.htm

Pero lo que realmente vale en la FV es la famosa fórmula tantas veces citada en este hilo ...

No, precisamente son al aire...

Iniciado por Gabriel 2015

No, precisamente son al aire...

Repito, no nos compliquemos la vida. Si empezamos a discutir como interpretar diversas normas técnicas, estaremos mucho tiempo.
No es necesario! Pero sí contraproducente!
El cable de 70mm² le irá muy bien a Solar Nigth. Las pérdidas serán del 1%, más o menos y no se calentará el cable.

Las del terreno son estas...

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Recapitulando, me parece bien que en este foro se indique que calcule la caída de tensión con la fórmula, puesto que cualquier desviación se traduce en una modificación en el rendimiento, que en la mayoría de los casos sería mínima.

Sin embargo, me parece mal que no se indique que se han de revisar, en cada caso, las tensiones admisibles de los cables, teniendo, MUY EN CUENTA, los aislamientos de los mismos. Desde el punto de la seguridad, a mí me parece IMPRESCINDIBLE, como también aparece en el REBT.

Iniciado por Gabriel 2015

Sin embargo, me parece mal que no se indique que se han de revisar, en cada caso, las tensiones admisibles de los cables, teniendo, MUY EN CUENTA, los aislamientos de los mismos. Desde el punto de la seguridad, a mí me parece IMPRESCINDIBLE, como también aparece en el REBT.

No me gustaría dejar el tema así. No mezclemos peras con manzanas.
Estos aspectos serán importantes para instalar cables (aéreos o subterraneos) en tubos de kilometros de largo. No cuadran para las instalaciones FV caseras que tratamos en el foro.
El aislamiento de un cable solo puede ser importante, si este cable va apretado a otro, tambien aislado. Para un cable individual al aire, (casi) no influye el aislamento.

Aparte de esto, todos los cables FV que he visto, están garantizados (aislados) hasta 1000V.

Iniciado por el_cobarde

No me gustaría dejar el tema así. No mezclemos peras con manzanas.
Estos aspectos serán importantes para instalar cables (aéreos o subterraneos) en tubos de kilometros de largo. No cuadran para las instalaciones FV caseras que tratamos en el foro.
El aislamiento de un cable solo puede ser importante, si este cable va apretado a otro, tambien aislado. Para un cable individual al aire, (casi) no influye el aislamento.

Aparte de esto, todos los cables FV que he visto, están garantizados (aislados) hasta 1000V.

A ver, el concepto de aislamiento no tiene en cuenta lo apretado que van o no, eso es irrelevante. Es importante, porque los de 750 V no se degradan hasta 70ºC y los de 1.000 V hasta 90ºC, como norma general. Y que se degrade un cable en una vivienda es muy muy importante.

Iniciado por Gabriel 2015

Es importante, porque los de 750 V no se degradan hasta 70ºC y los de 1.000 V hasta 90ºC, como norma general. Y que se degrade un cable en una vivienda es muy muy importante.

Ya te digo: La discusión se haría larga ...
La degradación de un cable es importante, sin duda.
Pero con 24W no calentarás un metro de cable a 90C y tampoco a 70C.
Si el cable no es de 1.2m, sino de 1.2km, ya son 24000W, que sí pueden calentar, dependiendo de la disipación del calor (con el cable en rollo, catástrofe segura).

Mira, un ejemplo de cálculo de una inst. fotovoltaica:

"Estos valores sustituidos en la expresión anterior resulta una sección mínima de cable de:

S = 24,59 mm2.

La sección normalizada superior a la calculada es de 25 mm2, según se indica en la tabla de "Intensidades admisibles (A) al aire 40° C. Nº de conductores con carga y naturaleza del aislamiento", del apartado 2.5.

Según la tabla anterior, la corriente máxima admisible para el cable de cobre de 25 mm2 del tipo 0,6/1 kV y aislamiento en PVC, instalados en el interior de tubos en montaje superficial es de 84 A."

Como ves, tienen en cuenta que la intensidad que circula no supere la admisible.

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Te he dicho, que se calienta 24 w, por unidad de longitud, luego la temperatura que alcanza el cable es independiente de la longitud del mismo.

Iniciado por Gabriel 2015

Mira, un ejemplo de cálculo de una inst. fotovoltaica ...

Este ejemplo me parece bien hecho.
Pero que se diga que un cable de 1.2m y 70mm² no basta para 200A, no es correcto.

Iniciado por Gabriel 2015

Te he dicho, que se calienta 24 w, por unidad de longitud, luego la temperatura que alcanza el cable es independiente de la longitud del mismo.

Correcto, son 20W por cada metro de cable, en nuestro ejemplo.
Y yo te he dicho, que depende de como se puede disipar el calor. Aceptarás que con el cable enrollado, por ejemplo, no es lo mismo.

Si el cable tiene aislamiento de PVC, o 750 V, no vale, mira cualquier tabla.

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Lo que te quiero decir, es que en ese cálculo han tenido en cuenta la intensidad que admite el cable, con un aislamiento determinado. Y tu me has preguntado que qué eso eso de la intensidad máxima admisible...

Iniciado por Gabriel 2015

Si el cable tiene aislamiento de PVC, o 750 V, no vale, mira cualquier tabla.

Y si en vez de mirar tablas, instalas este cable de 1.2m y 70mm² con 200A y mides la temperatura y las pérdidas?

Me voy a dormir, buenas noches, que descanses bien!

y por último, como norma general, te diré que en cables largos, de varios metros, el criterio más restrictivo es el de caída de tensión. Sin embargo, cuando es corto y con una intensidad considerable, suele ser más restrictivo el criterio de intensidad máxima admisible.

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Sólo te digo, que cualquier proyectista o instalador, haría los cálculos con los dos criterios y tomaría el más restrictivo en cada parte de la instalación.

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Buenas noches!!

Iniciado por Gabriel 2015

Buenas noches!!

Buenas noches! A los ingenieros y a los físicos, les cuesta ponerse de acuerdo entre sí ...

Tiene que haber un fallo de interpretación en las tablas que emplea Gabriel 2015.

Me parece imposible calentar un cable de 1.2m de largo y 70mm² de sección con solo 24W. Y menos a 70C o 90C !
El cobre tiene una densidad (peso específico) de 8.9g/cm³. El volumen de dicho cable es de 84cm³ (120cm * 0.70cm²). Este cable pesa 750g! No se pueden calentar 750g de cobre a 70C o 90C con 24W de potencia! Sólo sería posible, si todo el calor liberado se quedase dentro del cable. Pero esto es imposible, el calor siempre se disipa ...

La capacidad calórica del cobre es de 385 J/(g*K), es decir, para aumentar la temperatura de 1g de cobre en un grado Celsius, se necesitan 385J o 385Ws. Para calentar el cable mencionado de 20C a 70C, se necesitan 385*750*50 Ws = 14437500 Ws = 4.0 kWh.
Es decir, con 24W se necesitarían 601563 segundos o 167 horas para llegar a 70C. Imposible, porque el calor se "escapa".
Y si no se escaparía, ya me diréis cuando fluyen 200A durante 167 horas seguidas por dicho cable (167 horas son 7 días!).

A ver si alguien aclara como se come lo que dicen las tablas de Gabriel 2015, que yo no lo sé.
Lo que sí sé, es que no se trata del calentamiento del cable.

Vamos a ver, las tablas no me las he inventado yo. Todo fabricante indica la intensidad admisible de los cables y por algo será.

Por otra parte, la capacidad calorífica del cobre no es de 385 J/g*K, sino de 385 J/Kg*K, por lo que tus cálculos hay que dividirlos por mil, es decir, si se calienta el cable de cobre con 24 w, se alcalza la temperatura que indicas en 10 minutos.

No obstante, ese cálculo dice que lo que tardaría el cable en calentarse, pero no que temperatura tendría en régimen permanente. Lo que tu has calculado es el régimen transitorio.

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En régimen permanente, si te parece, calculamos primero que temperatura tendría un cable de cobre desnudo, de 70 mm2, de cobre, por el que circula una corriente de 200 A.

En régimen permanente, el cobre tendrá una temperatura, que llamamos T. El ambiente, estará a una temperatura que llamamos Ta. El calor que se genera en el conductor pasa íntegramente al ambiente por convección, en caso contrario, el conductor aumentaría de temperatura de forma indefinida.

Q/L=Ah(Ta-T) Q/L: Potencia disipada por unidad de longitud. A: Írea de contacto del conductor con el ambiente. h: Coeficiente de convección-radiación. Para hacerlo bien, tenemos que utilizar 12w, no 24w; era la mitad.

En una habitación en el interior de una vivienda, se suele tomar como convencción por aire el valor de 8 w/m2ºC.

12w/m=2xPix0,0047m*8w/m2ºC(Ta-T) Luego (Ta-T)= 50,79ºC

Como puedes ver, las tablas, están por algo...

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Esos cálculos son para cobre desnudo, el tema se agrava cuando se coloca por el exterior del conductor un aislamiento, puesto que es como colocar una barrera al flujo de calor.

Iniciado por Gabriel 2015

Por otra parte, la capacidad calorífica del cobre no es de 385 J/g*K, sino de 385 J/Kg*K ...

Tienes razón, ha sido mi fallo. Mea culpa, mea culpa ...
Entonces el cable ese tardaría 600 segundos en calentarse de 20C a 70C. 600 segundos son 10 minutos, tal como dices.
Acepto, la situación no es tan extrema como la había pintado, pero básicamente sale lo mismo: Con 24W no se va a calentar este cable, porque el calor se "escapa". Sobre todo, si se trata un cable individual al aire libre.

Iniciado por Gabriel 2015

No obstante, ese cálculo dice que lo que tardaría el cable en calentarse, pero no que temperatura tendría en régimen permanente. Lo que tu has calculado es el régimen transitorio.

El cálculo da como resultado la subida de temperatura, si todo el calor producido es empleado en calentar el cable. Esto no es el caso. A medida que la temperatura del cable supera la del medio ambiente, el cable empieza a calentar el aire que le rodea. Cuanto más caliente el cable, más calor se "escapa". Con el tiempo llagaría a un equilibrio entre calor producido y calor disipado. No te puedo decir, a que temperatura se llegaría al equilibrio, porque depende mucho del aislamiento térmico del cable.
La experiencia me dice, que con un cable de los que conozco, individual y al aire libre, el equilibrio será a una temperatura más bien baja. Estoy seguro que al tocarlo, no se tendría la sensación de que quema - 40C o 50C?

Edito:
Acabo de ver que has ampliado tu post anterior con un cálculo del equilibrio térmico para un cable de cobre desnudo al aire libre. Me parece muy bien. Voy a estudiarlo ...

Como se que me vas a discutir el valor de 8 que he tomado para convección-radiación, te diré que es un dato que tenemos muy trillado los que alguna vez hemos participado del diseño de elementos de radiador para calefacción por agua caliente.
Para que te hagas una idea, casi todos los elementos de radiador de 60 cm de altura, tienen un área de intercambio con el ambiente de 0,2 m2 y que el salto térmico radiador-ambiente es de 50 ºC.

La potencia que disipa ese elemento sería de A*h*(Ta-Tr)=0.2m2*8w/m2ºC*50=80 w. Si te fijas, casi todos los elementos del mercado dan una potencia de 80 w, si tienen 60 cm de altura.

El tema esta muy interesante, a ver si se puede aclarar bien. Una cosa, volviendo un instante al tema de los fusibles...para las lineas de cc me sirven fusibles de esos de "car audio" cilíndricos? Pondriais fusible y automático cc? He leído que los automáticos cc no son muy fiables.

Iniciado por Gabriel 2015

Como se que me vas a discutir el valor de 8 que he tomado para convección-radiación ...

Efectivamente, no conocía este valor empírico, pero no te lo voy a discutir. Me fío de tí! Además, disfruto mucho de la discusión ...

He repetido tu cálculo y me sale la misma diferencia de temperatura Delta-T = 50K (o 50C). Tienes razón, este cable, si estaría desnudo, se calentaría a unos 70C. Un valor más alto del que me esperaba.

Lo que sí te discuto, y mucho, es:

Esos cálculos son para cobre desnudo, el tema se agrava cuando se coloca por el exterior del conductor un aislamiento, puesto que es como colocar una barrera al flujo de calor.

El material que cubre el cable de cobre, llamémosle "capa", efectivamente es un mal conductor del calor. Esto hará que, una vez llegado al equilibrio térmico, tardará un poco, pero pronto habrá tomado la misma temperatura que el cobre.
Pero tendrá más superficie de contacto con el aire!
- Si la capa es de 1mm de grosor, el radio aumenta de 4.72mm a 5.72mm y Delta-T será de 41C
- Si la capa es de 2mm de grosor, el radio aumenta a 6.72mm y Delta-T será de 35C

Estos valores ya me cuadran más.

Iniciado por Solar Nigth

El tema esta muy interesante, a ver si se puede aclarar bien. Una cosa, volviendo un instante al tema de los fusibles...para las lineas de cc me sirven fusibles de esos de "car audio" cilíndricos? Pondriais fusible y automático cc? He leído que los automáticos cc no son muy fiables.

Yo creo que es un tema de comodidad frente a economía. En el caso del fusible es más barato, pero si se "activa" hay que reponerlo. En el caso del automático, es más caro y no necesita reposición.

Iniciado por Gabriel 2015

Yo creo que es un tema de comodidad frente a economía. En el caso del fusible es más barato, pero si se "activa" hay que reponerlo. En el caso del automático, es más caro y no necesita reposición.

Si, pero lo que quiero decir es si sirven ese tipo de fusible...es decir, da igual que sean cilíndricos, planos, etc?

Iniciado por Solar Nigth

Si, pero lo que quiero decir es si sirven ese tipo de fusible...es decir, da igual que sean cilíndricos, planos, etc?

Los fusibles tienen unos datos técnicos, que indican lo rápido que se funden, cuando se supera su intensidad nominal. También indican la tensión que aguantan y más cosas. Pon los ejemplos concretos de los fusibles que preguntas.

Ahora vamos al cálculo segundo. Ahora suponemos el mismo conductor con un aislamiento de PVC de 1 mm de espesor.

Llamamos T1 a la temperatura de la capa concéntrica de aislamiento en contacto con el cobre. Llamamos T2 a la temperatura de la capa concéntrica del aislamiento en contacto con el ambiente y Ta a la temperatura ambiente. R1 es el radio de la primera capa y R2 es el de la segunda. R1=4,72 mm y R2=5,72 mm. K12 es la conductividad térmica del PVC(70º)=0,1 w/mK

Este tema lo abarca la Transmisión de Calor, empleándose la Teoría de Fuentes Cilíndricas.

q/L = 2*PI()*(Ta-T1)/(Ln(R2/R1)/K12+1/(R2*h))

Sustituyendo Ta-T1=45,4ºC

Una pequeña variación de la temperatura ambiente y el cable de PVC...se derrite...

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Y hemos hecho los cálculos para una temperatura ambiente de 20º. Convendrás conmigo, en que en verano, cuando más podemos "tirar" de la instalación, la temperatura ambiente del cable que va del inversor a las baterías puede llegar fácilmente a los 30 o 35ºC. Y te insisto en que el problema no es que el cobre llegue a 70, 90, o 100 ºC, el problema es que el recubrimiento se derrita...Por ello creo que en este foro se debería de concienciar a la gente de los peligros que entraña una instalación eléctrica y recomendar la comprobación de la intensidad admisible para un aislamiento de 750 o 1000 V (70 o 90ºC). Durante unos cuantos años me toco peritar incendios y te diré que la causa casi siempre era la misma...

Lo dicho: Los ingenieros lo preferís detallado y complicado, mientras los físicos lo preferimos lo más sencillo posible ...

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Si entiendo bien lo que dices, con capa PVC de 1mm de espesor, la temperatura de contacto entre cobre y PVC es T1, y la del medio ambiente es Ta. Pongamos que Ta son 25C, entonces T1 = 25C + 45C = 70C
Lo que nos falta saber es T2, la temperatura de contacto entre PVC y el aire del medio ambiente.

Intentemos comparar lo que decimos los dos:

Yo había supuesto, que la capa de PVC se calienta a la misma temperatura que el cobre. Mi cálculo da como resultado un Delta-T de 41C para un espesor PVC de 1mm y un Delta-T de 35C para un espesor PVC de 2mm.
Con tu nomenclatura, esto significa que T1 = T2 y esta T es 41C más que Ta con 1mm de PVC y 35C más que Ta con 2mm de PVC. Pongamos que Ta = 25C, entonces el cobre y el PVC estarán a 66C con PVC de 1mm y a 60C con PVC de 2mm.

Tu modelo se basa en que, debido a la mala conductividad térmica del PVC, éste en su capa interna (en contacto con el cobre) estará más caliente que en su capa externa (en contacto con el aire). Este modelo me parece correcto.
El resultado de tu cálculo es, que con 1mm de PVC, T1 estará a 45C por encima de Ta. Me parece muy posible, dado que se acerca mucho a mi modelo más primitivo.
Ahora interesa conocer la temperatura T2, que debería ser mas baja, por ejemplo T2 = Ta + 37C (me invento este valor, 4C por debajo de 41C, igual que 45C son 4C más que 41C). Esto significa, que tocando el cable, se nota que está a 37C por encima de la temperatura ambiente.

Todo esta me suena muy plausible. Me deberías decir la temperatura T2 correcta y la temperatura a la que se derrite el PVC, para poder interpretar mejor.

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Iniciado por Gabriel 2015

Durante unos cuantos años me toco peritar incendios ...

Esto explica porque sabes tanto de calentamiento de cables. Me encanta aprender de tí ...