6 4 CALCULOS C T

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Subestaciones eléctricas de 
distribución
Temario
1. Introducción a Subestaciones eléctricas de distribución.
2. Símbolos y esquemas eléctricos utilizados para la representación de 
subestaciones.
3. Componentes fundamentales de una subestación eléctrica.
4. Cálculo de fallas.
5. Conceptos fundamentales.
6. Aparamenta eléctrica de subestaciones de distribución tipo caseta.
7. Aparamenta eléctrica de subestaciones de distribución tipo aérea.
8. Compensación de potencia reactiva.
9. Protección de subestaciones de distribución.
10. Riesgo y seguridad eléctrica.
11. Puesta a tierra.
12. Mantenimiento de subestaciones de distribución.
6.4 Cálculo de barras de BT
Sistema de Barras de BT
Conjunto de conductores de baja Z diseñados de forma que permitan 
la repartición de la potencia. 
Repartición conservando la estabilidad térmica, dieléctrica y 
dimensional del conjunto (en régimen permanente y transitorio) 
Estabilidad dieléctrica
Los materiales aislantes 
deben mantener sus 
características dieléctricas 
frente a las sobretensiones y 
la contaminación. 
Estabilidad térmica
El calentamiento del 
embarrado no superará los 
valores normativos 
establecidos en:
• Régimen permanente, de 
forma especial en los 
puntos en los que se 
sitúan las derivaciones y, 
• Cortocircuito, durante el 
tiempo que transcurre el 
mismo.
Estabilidad dimensional
En el transitorio de 
cortocircuito las fuerzas 
electrodinámicas no deben 
superar el módulo elástico 
de los conductores, lo que 
provocaría la deformación 
de los mismos, ni la carga de 
rotura a tracción o a flexión 
de los soportes aislantes.
Aspectos dieléctricos de un 
embarrado.
Esfuerzos en el dieléctrico
1. De forma permanente: 
originados por la máxima 
tensión de operación. 
2. Durante un corto 
tiempo: originados por 
las sobretensiones a 
frecuencia de red. 
3. Durante un período muy 
breve: originados por las 
sobretensiones tipo 
impulso. 
Resistencia dieléctrica
El nivel del aislamiento depende de: 
• La tensión de la red y 
• El emplazamiento de la instalación (grado de exposición a los 
fenómenos permanentes y temporales). 
En la práctica la resistencia dieléctrica depende de 3 aspectos: 
1. El estado de la rigidez dieléctrica del entorno, aire, aceite, SF6, etc.
2. La forma de las piezas.
3. La distancia entre las partes a diferente potencial: partes activas y 
partes activas y masas metálicas.
Rigidez dieléctrica del entorno
• Es una de las características del fluido que lo compone. 
Para el aire, esta característica depende de las 
condiciones atmosféricas y de la contaminación.
• La contaminación sólida se produce habitualmente en 
forma de polvo, más o menos conductor. Este se deposita 
sobre la superficie de los aisladores disminuyendo su 
línea de fuga efectiva. Este fenómeno provoca 
reducciones ·en el rendimiento del aislamiento (casos 
extremos, hasta en 10 veces).
Rigidez dieléctrica del entorno
• La contaminación líquida tiene su origen en la 
condensación de nieblas y vapores, depositando 
pequeñas gotas de líquido en fa superficie de los 
aisladores. 
• Las reducciones en el rendimiento del aislamiento son, en 
este caso, menores, siendo habitual un factor de valor 3. 
Rigidez dieléctrica del entorno
Las condiciones atmosféricas, influyen en los aislamientos de la forma 
siguiente: 
La presión:
• Las prestaciones de un aislamiento gaseoso mejoran con la presión. 
Para un aparato aislado en el aire, la altitud puede provocar un 
descenso del rendimiento del aislamiento debido a la disminución 
de la presión.
La humedad:
• En los gases y en los líquidos, la presencia de humedad modifica las 
prestaciones del aislamiento.
La temperatura:
• Las prestaciones de un aislamiento, sea gaseoso, líquido o sólido, se 
reducen cuando la temperatura asciende.. 
La forma de las piezas
La forma de las piezas, redondeada o aguzada, desempeña 
una función esencial en el comportamiento del dieléctrico 
del embarrado. 
En particular, en las puntas de los conductores es donde se 
acumula una mayor densidad de carga por lo que en el 
momento de una sobretensión tipo impulso se puede 
producir una descarga, un arco interno y la consiguiente 
destrucción del conjunto.
Distancias entre partes a 
diferente potencial
Las distancias concretas entre 
partes activas y entre partes 
activas y masa dependen del 
nivel de tensión y en su criterio 
normativo. 
Forma de medir las distancias: 
• en línea recta para el aire y 
los aislantes fluidos
• sobre la superficie para el 
aislamiento sólido, 
denominada línea de fuga.
Aspectos electrotérmicos de un 
embarrado
Aspectos electrotérmicos de 
un embarrado
El cálculo de la sección necesaria de un juego de barras se 
determina en función a el calentamiento máximo:
• Sobre la temperatura ambiente provocado por la circulación 
de la intensidad nominal.
• Sobre la temperatura permanente provocado por el paso de 
la intensidad de cortocircuito de corta duración.
Sección necesaria por 
intensidad permanente.
Para:
• una cierta intensidad 
asignada del cuadro, In,
• un determinado salto 
térmico permitido y 
• ciertas características: 
material, disposición, 
índice de protección, etc.,
Se calcula la sección 
conductora.
Aplicando la ecuación de 
Melson&Both:
I: intensidad admisible expresada en 
amperios (A) el decalaje de la intensidad 
debe preverse:
• para una temperatura ambiente 
superior a 40°C
• para un índice de protección superior 
a IP5
Sección necesaria por 
intensidad permanente.
Definición de los coeficientes 
k1, 2, 3, 4, 5, 6:
El coeficiente k1 depende del número de barras semiplanas 
por fase para:
• 1 barra (k1 = 1)
• 2 ó 3 barras, ver la tabla siguiente:
Ejemplo:
¿Cómo encontrar el valor It para una duración diferente? Sabiendo 
que: (It)2 . t = constante
Resistencia electrodinámica
XX’: perpendicular al plano 
de vibración
Cálculo de los juegos de barras
	Subestaciones eléctricas de distribución
	Temario
	6.4 Cálculo de barras de BT
	Sistema de Barras de BT
	Estabilidad dieléctrica
	Estabilidad térmica
	Estabilidad dimensional
	Aspectos dieléctricos de un embarrado.
	Esfuerzos en el dieléctrico
	Resistencia dieléctrica
	Rigidez dieléctrica del entorno
	Rigidez dieléctrica del entorno
	Rigidez dieléctrica del entorno
	La forma de las piezas
	Distancias entre partes a diferente potencial
	Aspectos electrotérmicos de un embarrado
	Aspectos electrotérmicos de un embarrado
	Sección necesaria por intensidad permanente.
	Sección necesaria por intensidad permanente.
	Número de diapositiva 20
	Número de diapositiva 21
	Número de diapositiva 22
	Número de diapositiva 23
	Definición de los coeficientes �k1, 2, 3, 4, 5, 6:
	Número de diapositiva 25
	Número de diapositiva 26
	Número de diapositiva 27
	Número de diapositiva 28
	Número de diapositiva 29
	Número de diapositiva 30
	Número de diapositiva 31
	Número de diapositiva 32
	Ejemplo:
	Resistencia electrodinámica
	Número de diapositiva 35
	Número de diapositiva 36
	Número de diapositiva 37
	Número de diapositiva 38
	Número de diapositiva 39
	Número de diapositiva 40
	Cálculo de los juegos de barras
	Número de diapositiva 42
	Número de diapositiva 43