Protección contra sobreintensidades

Idea clave

Todo circuito tiene que estar protegido contra sobrecargas (un poco más de corriente de la que aguanta el cable, durante mucho tiempo) y contra cortocircuitos (muchísima corriente, de golpe). El magnetotérmico (PIA) hace las dos cosas: su parte térmica corta las sobrecargas con retardo y su parte magnética corta los cortocircuitos al instante. Hay que elegirlo para que proteja el cable ( $I_b \leq I_n \leq I_z$ ) y para que pueda cortar la corriente de cortocircuito de su punto (poder de corte).

Diagrama

Dos problemas, dos mecanismos

flowchart TD
  S["Sobreintensidad"] --> SC["Sobrecarga<br/>1,1 a ~5 veces In<br/>demasiados aparatos, motor frenado"]
  S --> CC["Cortocircuito<br/>cientos o miles de amperios<br/>fase con neutro o con tierra"]
  SC --> T["Parte TÉRMICA<br/>bimetal que se calienta<br/>cuanto más corriente, antes corta"]
  CC --> M["Parte MAGNÉTICA<br/>bobina que tira del mecanismo<br/>corte instantáneo"]
  T --> P(["PIA · magnetotérmico"])
  M --> P

Coordinación del PIA con el cable

flowchart LR
  IB["Ib<br/>lo que consume<br/>el circuito"] -- "≤" --> IN["In<br/>calibre<br/>del PIA"]
  IN -- "≤" --> IZ["Iz<br/>lo que aguanta<br/>el cable"]
  I2["I2: corriente que asegura el disparo<br/>≤ 1,45 · Iz"]

Explicación

Qué exige el REBT (ITC-BT-22, ap. 1.1)

Todo circuito tiene que estar protegido contra las sobreintensidades: o se corta a tiempo, o el circuito se dimensiona para aguantarlas. Pueden venir de sobrecargas (aparatos o defectos de aislamiento de gran impedancia), de cortocircuitos y de descargas atmosféricas.

Sobrecargas: el dispositivo tiene que garantizar que no se pasa de la intensidad admisible del conductor. Vale un interruptor automático de corte omnipolar con curva térmica o fusibles calibrados.
Cortocircuitos: en el origen de todo circuito, un dispositivo con capacidad de corte acorde con la corriente de cortocircuito de ese punto. Se admite que un dispositivo general proteja contra cortocircuitos a varios circuitos derivados, siempre que cada uno tenga su protección contra sobrecargas.
Los detalles de cómo elegir y coordinar los dispositivos están en la UNE 20460-4-43, que la ITC cita y por eso es de obligado cumplimiento.

Cómo funciona un magnetotérmico

Térmico: un bimetal que se calienta con la corriente y, al curvarse, dispara. Es lento y de tiempo inverso: con un 50 % de sobrecarga tarda minutos; con el triple, segundos.
Magnético: una bobina que, por encima de un umbral, tira del mecanismo y dispara en milésimas de segundo.

El umbral magnético depende de la curva del interruptor (norma de producto UNE-EN 60898):

Curva	Disparo magnético	Uso típico
B	Entre 3 y 5 veces I_n	Circuitos largos, cargas resistivas o electrónicas
C	Entre 5 y 10 veces I_n	La habitual en viviendas y uso general
D	Entre 10 y 20 veces I_n	Motores y transformadores con arranques fuertes

Un PIA C16 dispara por la parte magnética entre 80 y 160 A. Por debajo de 80 A solo actúa el térmico.

Protección contra sobrecargas: coordinación con el cable

La UNE 20460-4-43 pide dos condiciones:

$I_b \leq I_n \leq I_z \qquad\qquad I_2 \leq 1{,}45 \cdot I_z$

$I_b$ : intensidad de empleo, la que va a circular por el circuito.
$I_n$ : intensidad asignada (calibre) del dispositivo.
$I_z$ : intensidad admisible del cable, según su sección, aislamiento y forma de instalación (tabla 1 de la ITC-BT-19 · Instalaciones interiores o receptoras. Prescripciones generales, que remite a la UNE 20460-5-523).
$I_2$ : corriente que asegura el disparo del dispositivo en el tiempo convencional.

Dispositivo	I₂ (norma de producto)	Qué queda
PIA (UNE-EN 60898)	1,45 · I_n	Basta con $I_n \leq I_z$
Fusible gG (de 16 A en adelante)	1,6 · I_n	Hace falta $I_n \leq 0{,}9 \cdot I_z$

En viviendas ya viene hecho

La tabla 1 de la ITC-BT-25 ya fija el PIA de cada circuito con su sección: C1 10 A con 1,5 mm², C2 16 A con 2,5 mm², y así. Esta coordinación es lo que hay que hacer cuando el circuito no está en esa tabla: un motor, un local, una línea a un garaje.

Protección contra cortocircuitos

Dos comprobaciones, en los dos extremos del circuito:

En el origen: poder de corte. El dispositivo tiene que poder cortar la corriente de cortocircuito máxima de su punto. Para el IGA, como mínimo 4500 A (ITC-BT-17 · Dispositivos generales e individuales de mando y protección, ap. 1.3). Si en el cuadro se miden más, hace falta un aparato con más poder de corte.
En el final: que el magnético llegue a actuar. En el punto más alejado, la corriente de cortocircuito es la mínima, porque la limita la resistencia del cable. Tiene que superar el umbral magnético del PIA. Si no, un cortocircuito al final de una línea muy larga lo cortaría solo el térmico, tarde.

C2 de 2,5 mm² protegido por un C16

Sobrecarga. $I_b = 11{,}25$ A (15 tomas, como en el CP09 · Puntos y circuitos de un piso). Si para este cable y su forma de instalación la tabla da $I_z = 21$ A: $11{,}25 \leq 16 \leq 21$ . Cumple, y $I_2 = 1{,}45 \cdot 16 = 23{,}2$ A $\leq 1{,}45 \cdot 21 = 30{,}5$ A.
Cortocircuito al final, a 26 m. Resistencia del bucle fase-neutro del cable: $2 \cdot 26 / (48 \cdot 2{,}5) = 0{,}43\ \Omega$ . Con 0,12 Ω de red hasta el cuadro: $I_{cc} = 230 / 0{,}55 \approx 420$ A, muy por encima de los 160 A que garantizan el disparo magnético de un C16. Cumple.

Polos protegidos (ITC-BT-22, ap. 1.2)

La tabla 1 de la ITC indica, según el esquema de conexión (TT, TN, IT) y el tipo de circuito, en qué conductores hay que detectar la sobreintensidad. En viviendas (TT, fase y neutro) los PIA son de corte omnipolar (ITC-BT-17 · Dispositivos generales e individuales de mando y protección, ap. 1.3). Cuando se corta el neutro, no puede cortarse antes que las fases ni conectarse después que ellas (nota 3 de esa tabla).

Fusibles

Siguen usándose en la CGP y en la centralización de contadores. Los gG protegen contra sobrecargas y cortocircuitos; los aM, solo contra cortocircuitos, para motores con su propio relé térmico. No se rearman: se sustituyen.

Fórmulas

Magnitud	Fórmula	Unidad
Coordinación contra sobrecargas	$I_b \leq I_n \leq I_z$	A
Corriente de disparo asegurado	$I_2 \leq 1{,}45 \cdot I_z$	A
Con PIA (I₂ = 1,45 · I_n)	$I_n \leq I_z$	A
Con fusible gG (I₂ = 1,6 · I_n)	$I_n \leq 0{,}9 \cdot I_z$	A
Cortocircuito mínimo al final de la línea	$I_{cc,min} = \dfrac{230}{Z_{red} + \dfrac{2 L}{\gamma S}}$	A
Condición del magnético	$I_{cc,min} \geq k \cdot I_n$ (B: 5, C: 10, D: 20)	A

Qué dice el REBT

ITC-BT-22, ap. 1.1: sobrecargas y cortocircuitos

Todo circuito protegido contra sobreintensidades. Sobrecargas: interruptor automático con curva térmica o fusibles calibrados. Cortocircuitos: en el origen de cada circuito, con capacidad de corte acorde con la Icc del punto; un general puede proteger varios derivados. Remite a la UNE 20460-4-43. Ver ITC-BT-22 · Protección contra sobreintensidades.

ITC-BT-22, ap. 1.2: dónde detectar

Tabla 1, según el esquema de conexión y el tipo de circuito, de la UNE 20460-4-473.

ITC-BT-17, ap. 1.3: poder de corte

IGA con poder de corte de 4500 A como mínimo y suficiente para la Icc de su punto; PIA de corte omnipolar con sus características de acuerdo con la intensidad admisible de los conductores que protegen.

En la práctica

Errores típicos

Poner un PIA más grande porque «salta mucho»: el PIA protege el cable. Si salta por sobrecarga, sobra carga en el circuito o falta otro circuito.
Confundir sobrecarga y cortocircuito: un disparo al enchufar varios aparatos es el térmico (sobrecarga); un disparo instantáneo con chispazo es el magnético (cortocircuito).
Curva D en una vivienda: en una línea larga puede no llegar al disparo magnético con el cortocircuito mínimo.
Fijarse solo en el calibre y olvidar el poder de corte cerca de un centro de transformación.
Calcular con fusible gG como si fuera un PIA: el fusible necesita $I_n \leq 0{,}9 \cdot I_z$ .

Para practicar

Test: Test · Instalaciones interiores
Flashcards: Flashcards · Instalaciones interiores
Casos prácticos: CP10 · Elegir el PIA de una línea
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