CORTO CIRCUITO

Capítulo 11
Sobrecargas y Cortocircuito
Los cables de energía están expuestos a condiciones anormales de operación, como son las
corrientes de sobrecargas y cortocircuitos.
El calor que se genera debido al efecto Joule (I2R) puede ocasionar un daño parcial o total a los
componentes del cable (principalmente al aislamiento); este calor es función de la magnitud de la
corriente y de suduración.

11.1 Sobrecargas
Si se sobrepasa el valor de la corriente nominal de un cable de energía, la respuesta térmica no es
instantánea, es decir, la temperatura del cable va aumentando paulatinamente hasta alcanzar su nivel
máximo de equilibrio térmico (el equilibrio térmico se establece cuando el calor generado es igual al
calor disipado).
Por esta razón los ingenieros especialistas encables han plasmado en normas la posibilidad de
sobrecarga durante un tiempo limitado en una emergencia. La tabla 11.1 da los valores de
temperatura recomendados por las principales especificaciones de cables, en condiciones de
operación de emergencia, de los principales aislamientos usados en cables de energía en media
tensión.
Tabla 11.1 Temperatura de sobrecarga de los aislamientos de cables deenergía
en media tensión
Tipo de aislamiento
Papel impregnado:
1 kV
2-9 kV
10-15 kV
10-29 kV
Vulcanel EP
Vulcanel XLP

Temperatura máxima de sobrecarga
115 °C
110 °C
100 °C
110 °C
130 °C
130 °C

Norma para cables con papel impregnado: AEIC CS-1-90
Norma para cables con aislamiento sólido: NMX-J-142-2000-ANCE

En la norma NMX-J-142-2000-ANCE (ProductosEléctricos-Conductores-Cables de energía con
pantalla metálica, aislados con polietileno de cadena cruzada o a base de etileno propileno para
tensiones de 5 a 115 kV-Especificaciones y método de prueba) en el punto 5.3.1 indica que la
condición de emergencia o sobrecarga se limita a 1500 h acumulativas durante la vida del cable y no
más de 100 h en doce meses consecutivos.
El método de cálculo de la capacidad deconducción de corriente de un conductor depende, como
se vio en el capítulo 10, de ciertos parámetros, los cuales están relacionados con la transmisión del

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Manual Técnico de Cables de Energía
calor generado en el conductor a través del cable mismo y el medio que lo rodea, despreciando las
pérdidas en el dieléctrico.
Durante la operación normal del cable, la temperatura en el conductorllegará a su punto de
equilibrio cuando el calor generado en el conductor sea igual al calor disipado a través de los
elementos que forman el cable:
Condición normal:
Calor generado

Qg = I2R

Calor disipado

Qd =

Tc – Ta
Rt

∆T
=

(11.1)

Rt

Q g = Qd
∆T
In =

Corriente máxima

(11.2)

RtR

Condición de sobrecarga:
Calor generado

Qg = ISC R0
T0 – Ta

Calordisipado

Qd =

Corriente de sobrecarga

ISC =

∆TSC
=

Rt

(11.3)

Rt

∆TSC
RtR0

Si se hace ∆T = Tc – Ta y ∆TSC = T0 – Ta, se divide (11.2) entre (11.3) y se despeja ISC, obtenemos
la expresión (11.4) que, en forma aproximada, nos da el incremento permisible en la capacidad de
corriente de un cable aislado para media tensión, en un periodo de sobrecarga.

ISC = In

T0 -Ta
Tc - Ta

R
X

amperes

(11.4)

R0

En donde:
In = valor de la corriente demandada por la carga que lleva el cable en condiciones normales
de operación
ISC = valor de la corriente de sobrecarga permisible en el cable
T0 = temperatura máxima de sobrecarga del cable
Tc = temperatura de operación normal del cable
Ta = temperatura ambiente
R = factor de corrección de laresistencia del conductor, a la temperatura de operación normal
R0 = factor de corrección de la resistencia del conductor, a la temperatura máxima de
sobrecarga

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Tabla 11.2 Sobrecargas permisibles para tiempos menores de 2 horas

Tipo
de
aislamiento
Papel
impregnado:
1 kV
2-9 kV
10-15 kV
10-29 kV
Vulcanel EP
Vulcanel XLP

Temperatura
del...