Determinando la capacidad de carga de corriente de conductores

Determinando la capacidad de carga de corriente de conductores

14 Dic 2021

El propósito de NFPA 70®, Código Eléctrico Nacional (NEC®) es la protección práctica de las personas y la propiedad ante los peligros que surgen debido al uso de la electricidad. Por lo general, esto significa proteger a las personas de peligros como descargas eléctricas y relámpagos de arco, así como la propiedad contra los incendios.

Históricamente, los incendios resultantes de un cableado inadecuado han sido una amenaza significativa desde que se instalaron sistemas eléctricos dentro de los edificios. El NEC ha establecido una larga historia de requisitos de instalación para ayudar a prevenir incendios dentro del sistema eléctrico. Uno de esos requisitos es determinar cuánta corriente eléctrica puede transportar un conductor de forma continua sin exceder la clasificación de temperatura de su aislamiento, o como lo denomina el NEC, la ampacidad de un conductor.

Sin embargo, la determinación de la ampacidad requiere la comprensión de una serie de otros factores que entran en juego en función de cómo se utiliza e instala un conductor. Esto implica navegar por gráficos, tablas y una serie de otros requisitos para asegurarnos de que calculamos la ampacidad correcta. Dependiendo de las condiciones de instalación y uso que existan, nos encontramos utilizando una serie de tablas que se encuentran en todo el NEC, pero en particular, muchas de ellas se encuentran en el Artículo 310. Hay una multitud de tablas que detallan elementos como la ampacidad de los conductores, factores de corrección de temperatura y de ajuste. Por lo tanto, echemos un vistazo a cómo se pueden usar estos gráficos y tablas de ampacidad para asegurarnos de que seleccionamos el conductor apropiado para la instalación.

Hay algunas preguntas que tenemos que hacernos antes de comenzar. Primero, necesitamos saber para qué está clasificado el aislamiento del conductor, ya que la ampacidad es una función de la clasificación de temperatura del aislamiento. Una vez que hayamos establecido si estamos usando aislamiento con clasificación de 60, 75 o 90 grados Celsius, podemos determinar en qué columna de la tabla de ampacidad apropiada necesitamos estar. Para conductores con clasificación de hasta 2000 V, las ampacidades se pueden encontrar en Tablas 310.16 a 310.21 según cómo se instalan y otros criterios de instalación específicos. Para el propósito de este blog, usaremos la Tabla 310.16 para conductores instalados en una canalización o cable con no más de 3 conductores de corriente en total y en una temperatura ambiente de 30 °C (86 °F). Es importante conocer estos parámetros, ya que cualquier desviación requerirá una modificación del valor de ampacidad en las tablas.

Una vez que conocemos la clasificación de temperatura del aislamiento, podemos encontrar la ampacidad correspondiente en la columna apropiada de la Tabla 310.16 para el tamañotabla 1 D5D9 de conductor dado (Nota: ciertos tipos de aislamiento tienen clasificaciones múltiples según el tipo de ubicación, consulte la Tabla 310.4 para conocer las propiedades del conductor). Una vez que tenemos el valor de ampacidad de la tabla 310.16, podemos aplicar factores de ajuste y corrección, de ser necesario. Comencemos con los factores de ajuste. Primero, pregunte ¿hay más de tres conductores portadores de corriente en la canaleta o el cable, o hay varios cables instalados sin mantener un espacio para una distancia mayor de 24 pulgadas? Este recuento se aplica a la cantidad total de conductores sin puesta a tierra (activos), incluso de repuesto y conductores con puesta a tierra (neutros) en un sistema YE trifásico de 4 hilos donde:

  1. el circuito es monofásico o,
  2. si la mayor parte de la carga consiste en cargas no lineales [ver 310.15 (E)].

Si el recuento total de conductores portadores de corriente excede tres, entonces la ampacidad de la Tabla 310.16 tiene que ajustarse de acuerdo con la Tabla 310.15 (C) (1) en función del número total de conductores portadores de corriente.

A continuación, tenemos que fijarnos en la temperatura ambiente de donde se instalará el conductor. Si la temperatura ambiente es diferente a la ampacidad inicial en la tabla 310.16, entonces encontraremos factores de corrección de temperatura en 310.15 basados en desviaciones de la temperatura ambiente de la tabla original. Hay dos tablas de corrección de temperatura:

  1. Tabla 310.15 (B) (1) para tablas que se basan en una temperatura ambiente de 30 °C (86 °F).
  2. Tabla 310.15 (B) (2) para tablas que se basan en una temperatura ambiente de 40 °C (104 °F).

tabla3

Debido a que este blog está escrito en base a la Tabla 310.16, se deberían usar los multiplicadores para la corrección de temperatura de la Tabla 310.15 (B) (1), ya que ambos gráficos se basan en una temperatura ambiente de 30 °C (86 °F). La Tabla 310.15 (B) (1) también está dividida por la clasificación de temperatura del aislamiento del conductor. Una vez establecido esto, simplemente busque el multiplicador correspondiente en función de la temperatura ambiente real de la instalación.

Una vez que se han aplicado todos los factores de ajuste y corrección necesarios, todavía hay un componente más que afecta la capacidad de los conductores para transportar corriente eléctrica de manera segura y continua sin exceder la clasificación de temperatura del aislamiento. Este último factor es la terminación del conductor a cualquier equipo. Los puntos de terminación pueden ser un factor limitante, ya que son puntos comunes en el sistema eléctrico para la acumulación de calor y dependen del material conductor para actuar como un disipador de calor para disipar cualquier acumulación de calor donde se realiza la terminación. Para estos requisitos, debemos consultar la sección 110.14 (C) para conocer las limitaciones de temperatura de terminación. Estos requisitos nos ayudan a determinar la capacidad de carga de corriente final de nuestros conductores para que puedan manejar de manera segura la corriente del circuito sin dañar el aislamiento por exceso de calor.

tabla 2 D14 D15

La sección 110.14 (C) (1) se divide en dos situaciones. El primer grupo es para circuitos de 100 amperios o menos o que están marcados para la terminación de conductores de calibre 14 AWG a 1 AWG. El segundo grupo es para circuitos con más de 100 amperios o terminaciones marcadas para más de 1 AWG. Los requisitos para el primer grupo limitan el uso del conductor a conductores con una clasificación de aislamiento de 60 °C o si se utilizan conductores con una clasificación de temperatura más alta, la ampacidad final ajustada no tiene que exceder a la que se encuentra en la columna de 60 °C para el mismo tamaño de conductor, a menos que las terminaciones también están clasificados para una temperatura más alta, en cuyo caso la ampacidad final no excederá el valor en la columna correspondiente. Para el segundo grupo, por encima de 100A o 1 AWG, las reglas se simplifican un poco. Los conductores tienen que tener una clasificación de 75 °C o más y si el conductor tiene una clasificación de más de 75 °C, la ampacidad final no tiene que exceder la ampacidad correspondiente en la columna de 75 °C, a menos que las terminaciones se identifiquen como clasificadas para temperaturas más altas.

Cuando cumplimos con estos requisitos, es menos probable que los conductores que instalemos se sobrecalienten y se conviertan en un peligro, siempre que las condiciones de uso sigan siendo las mismas. Hemos desarrollado un diagrama de flujo gratuito sobre este tema, incluidas las tablas mencionadas anteriormente, para ayudarte en tu próxima instalación. Asegúrate de descargarlo aquí.

 

Por Derek Vigstol es Líder de Servicios Técnicos Eléctricos en NFPA

 

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