Sección del cable para la instalación eléctrica doméstica: cómo realizar el cálculo correctamente

La instalación de la red eléctrica doméstica debe realizarse de modo que los usuarios puedan encender simultáneamente varios aparatos eléctricos potentes sin problemas. Por lo tanto, seleccionar la sección del cable para la instalación eléctrica doméstica debe basarse en un cálculo adecuado de los parámetros de la red eléctrica del apartamento y la casa.

Existen varios métodos de cálculo. Le ofrecemos conocer diferentes enfoques y elegir la opción óptima. Además de la técnica de cálculo de la sección del cable, en el artículo se describen los parámetros principales para la selección del cableado eléctrico y se indican las restricciones normativas sobre la potencia máxima de los aparatos eléctricos.

Por qué conocer los parámetros del cable

Los enchufes eléctricos estándar están diseñados para una corriente continua de 16 A, lo que corresponde a una potencia máxima del aparato conectado de 3,52 kW. Generalmente, se les conecta un cable de cobre con una sección de 2,5 mm², lo que puede llevar a confusión al elegir el tipo de cable para el resto de la instalación eléctrica.

Paralelamente al aumento del área de la sección transversal del cable, también aumenta su precio. Sin embargo, no vale la pena ahorrar en el cableado eléctrico, ya que esto puede conllevar costos financieros mucho mayores en el futuro.

Cuando los electrones se mueven a través del metal, parte de la energía se disipa en forma de calor. Con una corriente alta y una sección pequeña del cable, el componente térmico puede provocar un sobrecalentamiento del metal y la fusión de su revestimiento.

En condiciones domésticas, esto puede provocar tanto un cortocircuito dentro de la pared como la ignición de cables expuestos, especialmente en los puntos de doblez.

Como resultado, pueden ocurrir las siguientes situaciones:

1. Incendio a gran escala, si cerca del cable hay material inflamable.
2. Fuga de corriente cuando la funda del conductor se funde parcialmente. Esto conduce a un consumo innecesario de electricidad y al riesgo de electrocución de los residentes.
3. Un corte de cable imperceptible en la pared. Como resultado, una parte del apartamento o todo el local queda sin electricidad. Después, se requiere la búsqueda del lugar del corte y el posterior reemplazo del cableado con una reparación local de la pared.

Elegir un cable eléctrico grueso para el apartamento, con margen, también tiene una desventaja: el gasto excesivo de dinero, que no tiene sentido. Por lo tanto, es mejor realizar la selección de la sección del cableado mediante métodos de cálculo para evitar todos los problemas mencionados.

Factores para elegir la sección del cableado

No solo la potencia del aparato determina el tipo de cableado eléctrico necesario. Existen otros factores cuya influencia debe tenerse en cuenta al calcular la sección transversal necesaria del cable. Pueden afectar la generación de calor en el conductor, su riesgo de incendio y sus características operativas.

Entre estos factores de elección del cable se incluyen:

1. Material del conductor: cobre, aluminio.
2. Tipo de aislamiento: PTFE, PVC, PE y otros plásticos.
3. Longitud del cable desde la fuente de alimentación hasta el aparato.
4. Método de instalación del cable: montaje abierto, oculto en la pared o mediante canales para cables.
5. Régimen de temperatura en la estancia.
6. Número de fases y tensión de la red.
7. Esquema de instalación del cableado.

El cobre tiene una resistencia menor que el aluminio, por lo que los cálculos para estos materiales se realizan por separado. La sección transversal de un conductor de cobre puede ser aproximadamente 1,5 veces menor que la de aluminio.

El material de aislamiento también influye en la selección del cable eléctrico. Existen revestimientos especiales que soportan altas temperaturas sin fundirse ni modificar su resistencia, por lo que estos cables pueden someterse a cargas elevadas y utilizarse a temperaturas elevadas.

La caída de tensión depende de la longitud del cable y de su sección transversal, por lo que para el funcionamiento de equipos electrónicos sensibles también es necesario tener en cuenta estos parámetros.

Los cables eléctricos encerrados en conductos o empotrados en la pared pierden menos calor bajo cargas prolongadas, por lo que se sobrecalientan más rápido y requieren una sección transversal calculada mayor.

El cableado que va desde el contador hasta las cajas de distribución puede experimentar una carga simultánea de varios aparatos conectados a diferentes tomas de corriente. Por lo tanto, el cálculo de la sección transversal de estos tramos de cable debe realizarse por separado.

Además, la carga sobre el cable eléctrico depende de la tensión y del número de fases suministradas. Pero dado que en el hogar se utiliza principalmente un cableado monofásico con una tensión de 220 V, no se considerará la influencia de este factor.

Método para determinar la sección del cableado doméstico

Al calcular la sección del conductor del cable eléctrico durante el montaje del cableado doméstico, se tienen en cuenta múltiples factores. Existen programas informáticos especiales que permiten considerar todas las características de la casa y las necesidades de sus habitantes. Pero también se puede determinar la sección necesaria para el cableado de forma independiente, utilizando el método descrito.

Es importante entender que el diámetro de los cables en un apartamento puede variar de una habitación a otra. En la entrada al contador eléctrico es uno, en la caja de distribución la sección del cable ya puede ser menor, en los enchufes y luminarias, aún menor.

En cada tramo del cableado eléctrico es recomendable determinar los parámetros necesarios para no pagar de más por cables excesivamente gruesos.

Si no se desea calcular la sección del cableado a instalar, se pueden seguir las recomendaciones de electricistas experimentados, quienes afirman:

Cálculo según la potencia de los aparatos

El método más sencillo para determinar la sección requerida del cable es su cálculo teniendo en cuenta la potencia de los electrodomésticos utilizados y los factores de corrección. Este método implica varias etapas.

Etapa n.° 1. Suma de las potencias de los electrodomésticos. Idealmente, debe conocer el consumo nominal de energía de cada dispositivo, que se indica en su etiqueta. Si la vivienda aún no está amueblada, puede calcular la necesidad aproximada de electricidad con la ayuda de la siguiente tabla n.° 1.

Los electrodomésticos con la misma funcionalidad y tamaño pueden tener una potencia de consumo que difiere de 2 a 3 veces, por lo que su valor debe verificarse en cada dispositivo (+)

Para el cálculo también se pueden usar los parámetros de dispositivos que se encuentran en apartamentos similares de familiares o conocidos. Hay otra opción: ir a una tienda de electrodomésticos, ver sus características y, de paso, elegir un modelo adecuado de equipo para el hogar.

Etapa n.° 2. Determinación del coeficiente de simultaneidad. Puede expresarse en porcentaje o en un valor numérico de 0 a 1. El coeficiente muestra la relación entre el consumo de electricidad de los dispositivos conectados simultáneamente a la red y la potencia total de todos los aparatos domésticos, calculada en la primera etapa.

Normalmente, el coeficiente es de 0,8, pero se puede calcular por sí mismo, según los hábitos de los residentes de la vivienda.

No conviene abusar de los enchufes portátiles, triples y alargadores. Es preferible utilizar solo equipos con mecanismo de protección incorporado que desconecte la electricidad ante una corriente elevada.

Etapa n.° 3. Determinación del coeficiente de reserva. Este indicador tiene en cuenta el posible aumento del consumo de electricidad en unos años. Normalmente se considera igual a 1,5-2, pero si en la casa ya hay un conjunto completo de electrodomésticos, se puede tomar el valor del coeficiente como 1,2-1,3. Lo importante es no arrepentirse de tener una sección transversal de cables pequeña en el futuro.

Etapa n.° 4. Cálculo de la carga máxima admisible.

Se realiza según la fórmula:

P = (P(1)+P(2)+..P(N))*J*K,

donde:

• P – carga máxima admisible en W;
• P(1)+P(2)+..P(N) – suma de las potencias nominales de todos los electrodomésticos;
• K – coeficiente de simultaneidad;
• J – coeficiente de reserva.

Por ejemplo, si la potencia total de los dispositivos es de 7500 W, el coeficiente de simultaneidad es 0,8, el coeficiente de reserva es 1,5, entonces la carga máxima admisible será:

P=7500*0,8*1,5=9000 W.

Este indicador se utilizará en cálculos posteriores.

Etapa n.° 5. Determinación de la intensidad de corriente máxima admisible.

El indicador se determina mediante una fórmula simple:

I=P/U,

donde:

• I – intensidad de corriente admisible;
• P – carga máxima admisible en W;
• U – tensión de la red – 220 V.

Usando los datos de la cuarta etapa, se puede determinar la corriente máxima admisible:

I=9000W/220V≈41A.

El método de cálculo de la sección del cable en función de la potencia y la corriente se describe detalladamente en este artículo.

Etapa n.º 6. Cálculo de la sección del cable según tabla. Dado que en la selección óptima del cable para el cableado doméstico influyen no solo los parámetros de los aparatos, sino también factores externos (material del conductor, su aislamiento, esquema de montaje, etc.), para cada caso existen sus propias tablas, que se analizan a continuación.

Determinación de la sección del cable eléctrico mediante tablas

Para determinar la sección óptima del cable para el cableado doméstico, existen tablas especiales. Todas ellas se basan en el valor de la corriente admisible, que se calcula por separado según el método anterior. A continuación, se examinarán las variantes tabulares de determinación de la sección del cableado.

El cálculo de la sección de los cables domésticos comunes se presenta en las tablas:

Debido a la fragilidad del aluminio, los cables de este material se fabrican solo con sección a partir de 2 mm. También no existen cables de aluminio trenzados de hilos finos (+)

A continuación se presenta el cálculo de la sección de los cables para alargadores y extensiones.

Los alargadores en las tiendas rara vez tienen una sección de cable superior a 1,5 mm², por lo tanto, no se deben cargar con aparatos eléctricos potentes (+)

La carga de corriente en el cable eléctrico con tendido abierto y cerrado es diferente. Pero se consideran iguales si el cable se coloca en el suelo en una bandeja ancha. Esto permite que el cable disipe calor al aire circundante y se caliente menos.

El cálculo de la sección para conductores de cobre y aluminio, según el método de tendido del cable, se proporciona en la tabla.

La corriente máxima también depende del número de conductores en el cable, porque cada uno de ellos genera calor que se suma bajo un único revestimiento (+)

Tablas similares se utilizan también en el cálculo del cableado eléctrico en la industria. Los cables domésticos suelen ser mucho más simples, por lo que la cantidad de materiales de cálculo para ellos es bastante limitada. Los parámetros indicados en las tablas no son inventados, sino que están especificados en normas del sector, como por ejemplo en GOST 31996-2012.

Cálculo de la caída de voltaje

De la sección del cable eléctrico depende no solo el grado de calentamiento del conductor, sino también la tensión eléctrica en el extremo lejano del cable. Los electrodomésticos están diseñados para ciertos parámetros de la red eléctrica, y su constante desajuste puede llevar a una reducción de la vida útil del equipo.

Ante una caída de tensión en la caldera, es recomendable instalar un estabilizador para que el equipo no sufra cargas adicionales debido al desajuste de las características operativas de la red eléctrica.

Al alargar el cable, se produce una caída de tensión. Este efecto se puede reducir aumentando la sección del cableado. Se considera crítica una disminución de la tensión en el extremo del cable del 5% en comparación con su valor en la fuente de corriente.

Este parámetro se puede calcular mediante la conocida fórmula:

Upad = I*2*(ρ*L)/S,

donde:

• ρ – resistencia específica del metal, Ohm*mm2/m;
• L – longitud del cable, m;
• S – sección del conductor en mm2;
• Upad – tensión de caída, Voltios;
• I – corriente que fluye por el conductor.

Si la caída de tensión calculada es superior al 5% del valor nominal, entonces es necesario utilizar un cable con mayor sección transversal. Esto garantizará un funcionamiento estable del equipo.

Las calderas de calefacción, las lavadoras y otros dispositivos con múltiples relés y sensores son especialmente sensibles al valor de la tensión. Esta característica también debe tenerse en cuenta al utilizar alargadores.

Restricciones normativas

Las empresas de servicios públicos que suministran electricidad a la población tienen derecho a imponer restricciones sobre la potencia total máxima de los aparatos en un apartamento. Esto se puede lograr instalando contadores eléctricos con una capacidad de carga determinada.

En el dispositivo se instalan fusibles automáticos desechables o reutilizables que se activan cuando se supera el valor umbral de corriente.

Los contadores eléctricos de tipo soviético están siendo reemplazados masivamente por electrónicos. Estos son aún más sensibles a las sobrecargas, por las cuales se estropean rápidamente.

Si se retiran los tapones del contador y se conecta directamente al cableado del apartamento, se quemará con seguridad ante una violación prolongada del modo de funcionamiento. La mayoría de los contadores soviéticos instalados en los apartamentos soportan una carga máxima de 25 A hasta 1 minuto.

Después de eso, se queman, lo que conlleva el pago de la instalación de un nuevo dispositivo y una multa por violación de las normas de operación.

El cableado en el pasillo también puede no soportar altas cargas, cuyo sobrecalentamiento puede dejar sin electricidad a varios apartamentos a la vez. Por lo tanto, al conectar un apartamento a la red interna del edificio con un cable de 2,5 mm, no se debe esperar que un cable interior más grueso sea capaz de soportar altas cargas.

Es especialmente importante tener en cuenta el factor de las restricciones normativas en la etapa de planificación de la instalación de calefacción eléctrica, pisos radiantes, saunas infrarrojas y otros equipos de alto consumo energético.

Previamente, debe consultar en los servicios públicos correspondientes sobre las capacidades del equipo eléctrico instalado delante del apartamento.

Si usted ha decidido calcular los parámetros del cableado eléctrico por su cuenta, le será útil comprender conceptos como: intensidad de corriente, potencia y voltaje. Más detalles en el artículo – Cómo calcular la potencia, la intensidad de corriente y el voltaje: principios y ejemplos de cálculo para condiciones domésticas

Conclusiones y video útil sobre el tema

Los videos contienen consejos prácticos de electricistas sobre la selección y compra de cableado doméstico. Le ayudarán a adquirir el equipo adecuado para el cable, que protegerá su hogar de posibles problemas de sobrecarga en la red.

Selección de la sección del cable en la tienda:

Correspondencia entre la sección del cable y los parámetros del interruptor automático de protección:

Selección de la sección del cable y del interruptor automático:

Errores al elegir el cable eléctrico:

Los factores principales al elegir un cable para el cableado doméstico son la potencia de los electrodomésticos y las limitaciones de las redes eléctricas que suministran energía eléctrica al apartamento.

Al seleccionar correctamente la sección del cable, se pueden conectar todos los electrodomésticos necesarios a la red. Esto evita inconvenientes en el uso de los aparatos y permite prevenir el incendio del cableado.

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