IEI 4

ESTUDIO DE CORTO-CIRCUITO
CÁLCULO DE LA CORRIENTE DE CORTO-CIRCUITO
Se puede decir que un corto-circuito es el establecimiento de un flujo de corriente
muy alta debido a una conexión por un circuito de baja impedancia, que
prácticamente siempre ocurre por accidente.
Aún en las instalaciones con las protecciones más sofisticadas se producen fallas
por corto-circuito.
Las corrientes elevadas, asícomo las fuerzas electrodinámicas (atracción y repulsión
entre conductores) que se producen con un corto-circuito, pueden provocar daños
importantes en la instalación y en los equipos.
El objetivo del estudio del corto-circuito es calcular el valor máximo de la corriente
y su comportamiento durante el tiempo que persiste el corto-circuito.
Esto
permite determinar el valor de la corriente que debeinterrumpirse y conocer el
esfuerzo al que son sometidos los equipos durante el tiempo transcurrido desde que
se presenta la falla hasta que se interrumpe la circulación de la corriente.

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Los efectos de un corto-circuito dependen directamente
energía que tiene que ser disipada (por el arco):

de la

(1)
donde:
v = tensión entre los extremos del arco o del elementoconsiderado
i = corriente de corto-circuito
t = tiempo que permanece la condición de corto-circuito
Esta expresión no incluye la energía calorífica disipada a través de
todos los conductores por los que circula la corriente de cortocircuito.

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La magnitud de una falla de corto-circuito puede ser tal que produzca
explosiones y provoque la destrucción de equipos completos(tableros, interruptores y transformadores, entre otros), pero sobre
todo puede producir condiciones de peligro para las personas que
estén próximas a la instalación.
Es conveniente notar que el diseño de ampliaciones o modificaciones
a una instalación, además de contemplar las condiciones normales
de operación, debe incluir un análisis de los cambios que sufre el
nivel de la corriente de falla de ciertospuntos.

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PROTECCIÓN CONTRA CORTO-CIRCUITO
Se dice que una instalación está preparada para soportar cortocircuitos cuando sus elementos cumplen con las siguientes
características:
a) Robustez suficiente para soportar los esfuerzos mecánicos
de la máxima fuerza posible.
b) Capacidad de los conductores para soportar los esfuerzos
térmicos de la corriente más alta que puedaocurrir.
c) Rapidez de respuesta del sistema de protecciones para
interrumpir y aislar la zona donde aparezca un cortocircuito.
d) Capacidad de los interruptores para disipar la energía del
arco.

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Las protecciones de toda instalación deben estar diseñadas para
operar con seguridad en condiciones extremas y para aislar las
partes afectadas por una falla, de tal forma quepueda continuar
funcionando el mayor número de equipos en los que no tiene
influencia la falla.
En caso de falla, el flujo de corriente en cualquier punto del
sistema está limitado por el la impedancia de los circuitos y de
los equipos desde las fuentes de la corriente hasta el punto de
falla, y no tiene relación alguna con la carga del sistema.
Resulta claro que para poder especificar loselementos de un
circuito, diseñar el sistema de protección y coordinar estas
protecciones, es necesario conocer al valor de la corriente de cortocircuito en cada punto de la instalación.

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FUENTES ALIMENTADORAS DE CORRIENTES DE FALLA
Las corrientes de falla tienen sus fuentes de alimentación en las
máquinas eléctricas rotatorias: generadores y motores.
Los motores funcionancomo generadores durante la falla, ya
que utilizan para su movimiento la energía almacenada en su masa y
la de las máquinas acopladas a ellos (energía cinética).
La corriente que cada máquina rotatoria aporta a falla está limitada
por su impedancia (R + jX) y decrece exponencialmente con el
tiempo a partir del valor que adquiere inmediatamente después de la
falla.
Entonces, la impedancia que las...