La corriente de falla en sistemas de baja tensión es crítica para la seguridad y confiabilidad eléctrica. Su cálculo preciso previene riesgos y optimiza protecciones.
En este artículo aprenderás a calcular la corriente de falla según IEEE, IEC y NTC 2050, con fórmulas, tablas, ejemplos y una calculadora IA.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de corriente de falla en sistemas de baja tensión – IEEE, IEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular la corriente de falla trifásica en un sistema de 220 V, 100 kVA, impedancia 0.05 Ω.
- Determinar la corriente de cortocircuito en un tablero de 480 V, transformador 500 kVA, Z=5%.
- ¿Cuál es la corriente de falla monofásica en un sistema de 208 V, transformador 75 kVA, Z=4%?
- Calcular la corriente de falla a 10 m de un tablero, cable de cobre 50 mm², 380 V, Z=0.03 Ω.
Tablas de valores comunes para la Calculadora de corriente de falla en sistemas de baja tensión – IEEE, IEC, NTC 2050
| Tensión Nominal (V) | Potencia del Transformador (kVA) | Impedancia (%) | Corriente de Falla Trifásica (kA) | Corriente de Falla Monofásica (kA) | Corriente de Falla a Tierra (kA) |
|---|---|---|---|---|---|
| 208 | 75 | 4 | 2.60 | 2.25 | 1.90 |
| 220 | 100 | 5 | 2.62 | 2.28 | 1.95 |
| 380 | 160 | 6 | 4.06 | 3.53 | 3.00 |
| 400 | 250 | 5 | 7.22 | 6.28 | 5.40 |
| 480 | 500 | 5 | 12.04 | 10.48 | 9.00 |
| 600 | 750 | 6 | 12.05 | 10.48 | 9.00 |
| 208 | 45 | 4 | 1.56 | 1.35 | 1.15 |
| 220 | 63 | 6 | 1.68 | 1.46 | 1.25 |
| 400 | 315 | 5 | 9.10 | 7.92 | 6.80 |
| 480 | 1000 | 5 | 24.08 | 20.96 | 18.00 |
La tabla anterior muestra valores típicos de corriente de falla en sistemas de baja tensión, considerando diferentes tensiones, potencias e impedancias. Estos valores son útiles como referencia rápida para ingenieros y diseñadores eléctricos.
Fórmulas para la Calculadora de corriente de falla en sistemas de baja tensión – IEEE, IEC, NTC 2050
El cálculo de la corriente de falla en sistemas de baja tensión se basa en la Ley de Ohm y en la impedancia total del circuito de falla. Las normativas IEEE, IEC y NTC 2050 establecen métodos similares, con ligeras variaciones en los factores de corrección y consideraciones de impedancia.
Fórmula general para corriente de falla trifásica
Icc3φ = SkVA × 1000 / (√3 × VLL × Z%/100)
- Icc3φ: Corriente de cortocircuito trifásica (A)
- SkVA: Potencia nominal del transformador (kVA)
- VLL: Tensión de línea a línea (V)
- Z%: Impedancia porcentual del transformador (%)
Valores comunes:
- SkVA: 45, 63, 75, 100, 160, 250, 315, 500, 750, 1000
- VLL: 208, 220, 380, 400, 480, 600
- Z%: 4, 5, 6, 7
Fórmula alternativa (IEEE/IEC) para corriente de falla trifásica
Icc3φ = Inom × (100 / Z%)
- Inom: Corriente nominal del transformador (A) = SkVA × 1000 / (√3 × VLL)
Fórmula para corriente de falla monofásica
Icc1φ = VLN / Ztotal
- Icc1φ: Corriente de cortocircuito monofásica (A)
- VLN: Tensión de línea a neutro (V)
- Ztotal: Impedancia total del circuito de falla (Ω)
Fórmula para corriente de falla a tierra
IccTierra = VFalla / (Zfase + Ztierra)
- IccTierra: Corriente de falla a tierra (A)
- VFalla: Tensión en el punto de falla (V)
- Zfase: Impedancia del conductor de fase (Ω)
- Ztierra: Impedancia del conductor de protección a tierra (Ω)
Para sistemas de baja tensión, la impedancia de los cables y conexiones puede ser significativa, especialmente en instalaciones extensas. Es fundamental considerar la impedancia de los conductores y la resistencia de contacto en el punto de falla.
Fórmula para impedancia de conductores
Zcable = (ρ × L) / A
- Zcable: Impedancia del cable (Ω)
- ρ: Resistividad del material (Ω·mm²/m), cobre: 0.0178, aluminio: 0.0282
- L: Longitud del cable (m)
- A: Sección transversal del cable (mm²)
La suma de las impedancias de todos los elementos entre la fuente y el punto de falla determina la corriente máxima de cortocircuito.
Ejemplos del mundo real: Calculadora de corriente de falla en sistemas de baja tensión – IEEE, IEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Corriente de falla trifásica en un tablero de 480 V
Supongamos un transformador de 500 kVA, 480 V, con impedancia del 5%. Se requiere calcular la corriente de cortocircuito trifásica en el secundario.
- SkVA = 500 kVA
- VLL = 480 V
- Z% = 5%
Primero, calculamos la corriente nominal:
Inom = 500 × 1000 / (√3 × 480) = 601 A
Luego, la corriente de cortocircuito:
Icc3φ = 601 × (100 / 5) = 12,020 A ≈ 12.0 kA
Este valor es fundamental para seleccionar interruptores y protecciones adecuadas según NTC 2050 e IEC 60909.
Ejemplo 2: Corriente de falla monofásica a 10 m de un tablero
Un tablero de 380 V alimenta una carga a 10 m mediante cable de cobre de 50 mm². Se requiere calcular la corriente de falla monofásica considerando la impedancia del cable.
- VLN = 220 V (380 V / √3)
- L = 10 m
- A = 50 mm²
- ρ = 0.0178 Ω·mm²/m (cobre)
Impedancia del cable (ida y vuelta):
Zcable = (0.0178 × 20) / 50 = 0.00712 Ω
Supongamos que la impedancia total del circuito de falla es 0.03 Ω (incluyendo conexiones y contactos).
Icc1φ = 220 / 0.03 = 7,333 A ≈ 7.3 kA
Este valor permite verificar la capacidad de los dispositivos de protección y la selectividad de la instalación.
Consideraciones normativas y recomendaciones prácticas
- La norma IEEE 242 y la IEC 60909 establecen los métodos de cálculo y los factores de corrección para sistemas de baja tensión.
- La NTC 2050 (Colombia) adopta criterios internacionales y exige que la corriente de falla sea suficiente para disparar las protecciones en menos de 5 segundos.
- Se recomienda siempre considerar la impedancia de los cables, conexiones y dispositivos aguas arriba para obtener resultados realistas.
- El uso de software especializado o calculadoras IA agiliza el proceso y reduce errores humanos.
El cálculo preciso de la corriente de falla es esencial para la seguridad, la selección de protecciones y el cumplimiento normativo en sistemas de baja tensión. Utilizar herramientas modernas y seguir las mejores prácticas garantiza instalaciones eléctricas seguras y confiables.
Preguntas frecuentes sobre la Calculadora de corriente de falla en sistemas de baja tensión – IEEE, IEC, NTC 2050
- ¿Por qué es importante calcular la corriente de falla?
Permite dimensionar protecciones, evitar daños y cumplir normativas internacionales. - ¿Qué variables influyen más en la corriente de falla?
La impedancia total del circuito, la potencia de la fuente y la tensión nominal. - ¿Qué diferencia hay entre corriente de falla trifásica y monofásica?
La trifásica suele ser mayor y se presenta entre fases; la monofásica, entre fase y neutro o tierra. - ¿Cómo afecta la longitud del cable?
A mayor longitud, mayor impedancia y menor corriente de falla.
Para profundizar, consulta la guía de Schneider Electric sobre cálculo de cortocircuito y la documentación técnica de Eaton.