Guía de selección del cable de alimentación aislado XLPE: corriente nominal, caída de voltaje y sección transversal
Elegir la sección transversal adecuada de un cable de alimentación con aislamiento XLPE es un problema de cuatro variables: corriente de carga, método de instalación, condiciones ambientales y caída de tensión. Si se equivoca en el orden, gastará de más en cobre o hará que el cable funcione sobrecalentado. Esta guía repasa la secuencia de cálculo utilizada en nuestros propios proyectos de exportación.
Paso 1 — Establecer la corriente de diseño
Comience con la carga conectada en kVA, aplique el factor de diversidad de la instalación y convierta a amperios:
Ib = S × 1000 / (√3 × Un) para una carga trifásica, donde S es kVA y Un es 400 V de línea a línea.
Un parque industrial de 12 MW que consume 8 MVA en su punto álgido, por ejemplo, necesita aproximadamente 11.550 A por fase, lo que le indica inmediatamente que el diseño se construirá con varios alimentadores paralelos en lugar de un solo cable.
Paso 2 — Leer la capacidad nominal de corriente base
La ampacidad base de un cable de cobre XLPE de 0,6/1 kV, conductor de 90 °C, aire de 30 °C y resistividad del suelo de 2,5 K·m/W, se muestra a continuación. Los valores de cobre y aluminio difieren aproximadamente en un tamaño.
| Sección transversal | En aire (monopolar) | En suelo (monopolar) | En aire (3 polos) | En suelo (3 polos) |
|---|---|---|---|---|
| 10 mm² | 77 A | 94 A | 60 A | 77 A |
| 35 mm² | 160 A | 185 A | 125 A | 155 A |
| 70 mm² | 245 A | 270 A | 200 A | 225 A |
| 150 mm² | 400 A | 410 A | 325 A | 345 A |
| 300 mm² | 635 A | 610 A | 505 A | 515 A |
Paso 3 — Aplicar factores de reducción
Las tablas del fabricante asumen un mundo ideal. Las instalaciones reales multiplican cuatro factores de corrección:
| Condición | Rango | Factor típico |
|---|---|---|
| Temperatura ambiente del aire | Referencia 30 °C; típico 40 °C | 0,87 – 0,91 |
| Temperatura del suelo | Referencia 20 °C; tropical 30 °C | 0,87 – 0,93 |
| Resistividad térmica del suelo | Referencia 2,5 K·m/W; arena seca 3,5 | 0,80 – 0,85 |
| Agrupación, tres circuitos tocándose en el aire | 3 cables por bandeja | 0,73 |
| Profundidad de enterramiento | Referencia 1,0 m | 1,00 – 0,95 |
Ampacidad corregida = capacidad nominal base × ktemp × ksuelo × kgrupo × kprofundidad. Un cable tripolar de 150 mm² con una capacidad nominal de 325 A en aire se convierte en 325 × 0,89 × 0,75 = 217 A en una sala de máquinas tropical con dos circuitos paralelos, una reducción del 33% que sorprende a la mayoría de los compradores primerizos.
Paso 4 — Comprobar la caída de tensión
La caída de tensión para un circuito trifásico se calcula como:
ΔU = √3 × I × L × (R cosφ + X sinφ) / 1000 en voltios, con R en Ω/km a temperatura de funcionamiento y L en km.
Usando cobre XLPE de 150 mm² (R = 0,124 Ω/km, X = 0,08 Ω/km), recorrido de 200 m, 300 A, cosφ = 0,85: ΔU = 1,732 × 300 × 0,2 × (0,105 + 0,042) = 15,3 V, o el 3,8% de 400 V. Dentro del límite habitual del 5%, la selección de 150 mm² se mantiene.
Paso 5 — Verificar la resistencia a cortocircuito
El XLPE permite una temperatura del conductor de 250 °C para una falla de hasta cinco segundos. Utilice la ecuación adiabática S = I√t / k con k = 143 para cobre XLPE. Una falla de 25 kA despejada en 0,2 s necesita S = 25.000 × 0,447 / 143 = 78 mm², por lo que se elige un cable de 95 mm² para la carga de falla, aunque 70 mm² soportaría la carga.
Lista de verificación de selección rápida
- Corriente de diseño calculada a partir de kVA, no de kW instalados.
- Método de instalación identificado: bandeja, conducto, enterramiento directo, en aire.
- Se aplicaron y documentaron los cuatro factores de reducción.
- Caída de tensión inferior al 5%, o inferior al código local más estricto.
- Resistencia a cortocircuito comprobada frente al tiempo de despeje del interruptor.
- Radio de curvatura y tensión de tracción compatibles con la ruta.
Para la construcción completa, el tipo y la descripción general de las normas, consulte nuestra Guía de cables de alimentación con aislamiento XLPE.
