El proceso básico para seleccionar el dispositivo de protección contra sobrecorriente (disyuntor, breaker o fusible) correcto, comienza con un cálculo de la carga, incluye un recorrido a través de la selección del conductor basado en la corriente de carga calculada y termina con la protección de sobrecorriente para proteger el conductor.
Como veremos, para seleccionar una protección contra sobrecorriente (disyuntor, breaker o fusible) que pueda funcionar al 100% de su corriente nominal, se debe considerar no solo la capacidad de disipación de calor de la protección sino también del gabinete/tablero de distribución en el que está instalada, así como todos los equipos asociados.
En general, para todas las protecciones de sobrecarga excepto para los motores, cuando se necesita un dispositivo de sobrecorriente como un disyuntor o breaker de caja moldeada o un fusible en un tablero, debe dimensionarse al 125% de la carga continua. Esto da como resultado que se aplique la condición del 125% a un dispositivo de sobrecorriente.
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Ejemplo de calculo de protección de sobrecorriente al 100% o 125%
Si la carga en un circuito ramal es una carga continua de 100 A, el NEC/NFPA70/NTC2050 en el articulo 210.20 (A) requiere que la clasificación del dispositivo de sobrecorriente sea 125% de la corriente de carga continua calculada.
«Cuando un circuito ramal suministra cargas continuas o cualquier combinación de cargas continuas y no continuas, la clasificación del dispositivo de sobrecorriente no debe ser menor que la carga no continua más el 125 por ciento de la carga continua».
La clasificación en amperios del dispositivo de sobrecorriente para este ejemplo se calcula de la siguiente manera:
Clasificación de amperaje del dispositivo de sobrecorriente= 1,25 × amperios de carga continua = 1,25 × 100 A = 125 A
El sobredimensionamiento del 125% para cargas continuas explica las temperaturas ambientales más altas resultantes que se encuentran cuando un dispositivo de sobrecorriente está contenido dentro de un gabinete. Esto también se alinea con la forma en que un dispositivo de sobrecorriente «OCPD» (overcurrent protection device) se prueba según los estándares que rigen su desempeño.
Para el ejemplo anterior, una posible solución es tener el dispositivo de protección contra sobrecorriente al 100% de la carga continua, con lo cual se tendría un interruptor de 100 A, incluso con cargas continuas, sin embargo para poder tener esta posibilidad tanto el dispositivo contra sobrecorriente como el tablero y los equipos asociados deben estar certificados para conducir el 100% de la carga continua. Exploremos esto más a fondo a través del articulo.
Calculo de carga
El cálculo de la carga es donde comienza todo y donde se toma la decisión de cómo se diseñará el sistema con respecto a la selección de equipos clasificados al 100% o al 125%.
Da un paso atrás y piensa en lo que es una carga continua y no continua. Determinar la diferencia entre una carga continua y una carga no continua no es tan simple como parece.
Para comenzar esta discusión, debemos revisar el código NEC/NFPA70/NTC2050 en el artículo 100 y revisar la definición de «carga continua».
NEC/NFPA70/NTC2050 nos dice que una «carga continua» es «una carga en la que se espera que la corriente máxima opere durante 3 horas o más».
Para muchas cargas, esta será una operación muy subjetiva de análisis de carga, pero para algunas otras, el NEC es específico a este respecto.
A continuación, se muestran algunos ejemplos de cargas continuas especificadas en NEC/NFPA70/NTC2050:
422.13 Calentadores de agua de almacenamiento. Un calentador de agua de almacenamiento fijo que tiene una capacidad de 450 L (120 galones) o menos se considerará una carga continua a los efectos de dimensionar los circuitos ramales.
424.3 Circuitos ramales. (B) Dimensionamiento del circuito ramal. Los equipos y motores eléctricos fijos de calefacción de espacios se considerarán de carga continua.
426.4 Carga continua. Los equipos de deshielo y derretimiento de nieve eléctricos exteriores fijos se considerarán como una carga continua.
427.4 Carga continua. Los equipos fijos de calefacción eléctrica para tuberías y embarcaciones se considerarán de carga continua.
600.5 Circuitos ramales. (B) Clasificación. Los circuitos ramales que suministran letreros deben estar clasificados de acuerdo con 600.5 (B) (1) o (B) (2) y deben considerarse cargas continuas para los propósitos de los cálculos.
625.41 Valoración. El equipo de suministro de vehículos eléctricos deberá tener capacidad suficiente para abastecer la carga servida.
La carga de vehículos eléctricos se considerarán cargas continuas a los efectos de este artículo. Cuando se utilice un sistema de gestión de carga automática, la carga máxima del equipo de suministro de vehículos eléctricos en un servicio y alimentador será la carga máxima permitida por el sistema de gestión de carga automática.
Ahora que una carga continua y una carga no continua son claras, emprendemos nuestro viaje a otras secciones apropiadas del NEC para esta discusión. Las secciones incluyen:
Artículo 210, Circuitos ramales
Sección 210.19, Ampacidad mínima y tamaño Sección 210.20, Protección contra sobrecorriente
Artículo 215, Alimentadores
Sección 215.2, Clasificación mínima y tamaño
Sección 215.3, Protección contra sobrecorriente
Artículo 230, Sección de acometidas
230.42, Tamaño Mínimo y Calificación
VII. Equipo de alimentacion: protección contra sobrecorriente
Como puede ver, común a acometidas, alimentadores y circuitos ramales es una sección (Secciones 210.19, 215.2 y 230.42) que se enfoca en el dimensionamiento y clasificación de la porción del circuito de la cual cada artículo es responsable. El artículo 210 es un buen representante; el resto tiene un lenguaje similar, por lo que comenzaremos aquí.
La sección 210.20 (A) establece lo siguiente:
210.20 Protección contra sobrecorriente. (A) Cargas continuas y no continuas. Cuando un circuito derivado suministra cargas continuas o cualquier combinación de cargas continuas y no continuas, la clasificación del dispositivo de sobrecorriente no debe ser menor que la carga no continua más el 125 por ciento de la carga continua.
El primer paso en nuestro viaje para un cálculo de carga, según este requisito, debe ser examinar cada carga en el sistema y determinar si cada una es continua (tres horas o más) o no continua. A partir de 210.20 (A), entendemos que el factor del 125% se aplica solo a cargas continuas.
La ecuación para calcular la corriente de carga, que impulsará la selección de nuestros conductores y que finalmente impulsará la selección del dispositivo de sobrecorriente, es la siguiente:
CORRIENTE DE CARGA = (AMPERIOS DE CARGA NO CONTINUA) + (1,25 × AMPERIOS DE CARGA CONTINUA)
Esta ecuación cambia levemente cuando se toma la decisión de tener un sistema calificado al 100%. Una revisión de la excepción al texto principal de 210.20 (A) dice lo siguiente:
Excepción: cuando el el tablero, incluidos los dispositivos de sobrecorriente que protegen el (los) circuito (s) ramales, está certificado para funcionar al 100 por ciento de su capacidad nominal, se permitirá que la capacidad nominal de amperios del dispositivo de sobrecorriente no sea menor que la suma de la carga continua. más la carga no continua.
Según el lenguaje de esta excepción, la corriente de carga se calcula para un sistema nominal del 100% según la siguiente ecuación:
CORRIENTE DE CARGA = AMPERIOS DE CARGA NO CONTINUA + AMPERIOS DE CARGA CONTINUA
Notarás el factor multiplicador de 1,25 que falta en la ecuación anterior. A partir de esta corriente de carga calculada a través de la selección de conductor y dispositivo de sobrecorriente, el proceso es exactamente el mismo que para el sistema con una clasificación del 125%.
Como seleccionar el conductor y el dispositivo de protección contra sobrecorriente (breaker, disyuntor o fusible)
La selección del conductor se basa en la corriente de carga calculada discutida anteriormente. Como siempre, los capítulos 1 a 4 del NEC/NFPA70/NTC2050 se aplican en general, por lo que no podemos olvidarnos de los detalles relacionados con el ajuste de la ampacidad del conductor y más.
Pero por ahora, nuestro viaje nos lleva al Artículo 310 para la selección de conductores, específicamente a la Tabla 310.15 (B) (16) de NEC/NFPA70/NTC2050 . Porque tenemos una corriente de carga calculada, ya sea que se base en un 125% o 100% de la carga continua.
En consideración, el proceso de selección del conductor es ahora tan rutinario como es posible con todos los detalles del entorno y los métodos utilizados para calcular los conductores.
Usemos algunos ejemplos para describir el proceso de selección del conductor para la aplicación. Como se señaló anteriormente, esto es impulsado por el cálculo de la carga. Con esto en mente, usemos los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1: Calcular conductor y protección para una carga continua en un circuito ramal de 300 amperios.
(Diseño nominal del 125%)
Corriente de carga =(Amperios de carga no continua) + (1,25 × amperios de carga continua)
Corriente de carga = 1,25 × 300 A = 375 A
El tamaño del conductor se selecciona de la Tabla 310.15 (B) (16). El uso de la columna de 75 ºC de esta tabla nos coloca en un conductor de 500 MCM clasificado para transportar 380 A.
Se utilizaría un disyuntor o breaker estándar (nominal al 125%) de 400 amperios.
(Diseño 100% nominal)
Corriente de carga = (Amperios de carga no continua) + (Amperios de carga continua)
Corriente de carga = 300 A
El tamaño del conductor se selecciona de la Tabla 310.15 (B) (16). El uso de la columna de 75 ºC de esta tabla nos coloca en un conductor de 350 MCM clasificado para transportar 310 A.
Se utilizaría un disyuntor o breaker nominal al 100% con una capacidad nominal de 300 amperios.
Ejemplo 2: Calcular conductor y protección de un alimentador compuesto por una carga continua de 200 amperios y una carga discontinua de 100 amperios.
(Diseño nominal del 125%)
Corriente de carga = (Amperios de carga no continua) + (1,25 × amperios de carga continua)
Corriente de carga = 100 A + (1,25 × 200 A) = 350 A
El tamaño del conductor se selecciona de la Tabla 310.15 (B) (16). El uso de la columna de 75 ºC de esta tabla nos coloca en dos conductores 2/0 o un conductor de 500 MCM.
Se utilizaría un disyuntor o breaker estándar (nominal al 80%) de 350 amperios.
(Diseño 100% nominal)
Corriente de carga = (Amperios de carga no continua) + (Amperios de carga continua)
Corriente de carga = 100 A + 200 A = 300 A
El tamaño del conductor se selecciona de la Tabla 310.15 (B) (16). El uso de la columna de 75 ºC de esta tabla nos coloca en dos conductores 1/0 o un conductor de 350 MCM.
Se utilizaría un disyuntor nominal al 100% con una capacidad nominal de 300 amperios.
¿Qué tamaño de conductor y protección requiere el NEC para una carga continua de 100 A?
Paso 1. La protección de sobrecorriente (disyuntor, breaker o fusibles) debe tener una ampacidad no menor al 125% de la carga continua.
Protección 100A x 1.25 = 125A.
Paso 2. Los conductores del circuito ramal deben tener una ampacidad no menor al 125% de la carga continua antes de aplicar un factor de ajuste de ampacidad.
100A x 1,25 = 125A.
Por lo tanto, use un THHN No. 1 clasificado como 130A a 75 ° C
Siguiente valor nominal de dispositivo de sobrecorriente más alto [Sec. 240-3 (b)]. Donde la ampacidad de un conductor no se corresponde con la clasificación de amperios estándar de un fusible o disyuntor como se indica en la Sec. 240-6 (a), puede usar el dispositivo de tamaño siguiente; solo se permite si los conductores no suministran potencia a circuitos ramales de receptáculos de tomacorrientes múltiples para cargas portátiles conectadas con cables y enchufes, y el tamaño siguiente no excede los 800A.
¿Qué tamaño de conductor de alimentación y protección eléctrica requiere el NEC para una carga continua de 104 A?
Paso 1. La protección de sobrecorriente debe tener una ampacidad no menor al 125% de la carga continua [Sec. 215-3].
104A x 1.25 = 130A = 150A protección [Sec. 240-6 (a)].
Paso 2. El conductor del alimentador debe tener una ampacidad no menor al 125% de la carga continua antes de cualquier ajuste de ampacidad [Sec. 215-2 (a)].
104A x 1,25 = 130A.
No. 1 THHN tiene una clasificación de 130A a 75 ° C [Sec. 110-14 (c) (2) (b)] y el dispositivo de protección contra sobrecorriente de 150A puede protegerlo.
¿Qué tamaño de conductor y protección de alimentación requiere el NEC para una acometida de 1200A en paralelo en tres conductos eléctricos?
Paso 1. Determine la ampacidad por conductor paralelo, 1200A / 3 = 400A.
Paso 2. Seleccione un conductor usando la Tabla 310-16 que tenga una ampacidad de 400A a 75 ° C [Sección 110-14 (c) (2) (b)]. Se requiere un conductor de 600 kcmil.
La protección de sobrecorriente debe tener una ampacidad no menor que la clasificación de la acometida (1200A).
Circuitos con protección de sobrecorriente superior a 800 A [Sec. 240-3 (c)]. Si la protección de sobrecorriente excede 800A, los conductores del circuito deben tener una ampacidad no menor que la clasificación del OCPD, por Sec. 240-6 (a).
Protección contra sobrecorriente al 100% (breaker, disyuntor o fusible)
Ahora que tenemos un conductor seleccionado, se selecciona el dispositivo de protección contra sobrecorriente para garantizar la protección del conductor. La excepción que permite dimensionar el dispositivo de protección contra sobrecorriente para el 100% de la carga continua más la carga no continua dice lo siguiente:
«Excepción: cuando el tablero, incluidos los dispositivos de sobrecorriente que protegen el (los) circuito (s) ramal(s), está certificado para funcionar al 100 por ciento de su corriente, se permitirá que la clasificación de amperios del dispositivo de sobrecorriente no sea menor que la suma de la carga más la carga discontinua «.
Estas palabras, o alguna forma de las mismas, se pueden encontrar en cada uno de los artículos clave mencionados anteriormente para circuitos ramales, alimentadores y acometidas.
Tenga en cuenta que la excepción se refiere al dispositivo de protección de sobrecorriente (disyuntos, breaker o fusible) y al tablero en el que están instalados. Por lo tanto, es importante comprender cómo se prueba un dispositivo de protección de sobrecorriente según su certificado UL.
El siguiente texto está tomado de la norma UL 489, Disyuntores de caja moldeada, Interruptores de caja moldeada y Cajas de disyuntores.
“9.1.4.4 Un disyuntor, que tenga un tamaño de estructura de 250 A o mayor, o un tipo multipolar de cualquier amperaje nominal superior a 250 V; y diseñado para operación continua al 100 por ciento de la capacidad nominal, deberá estar marcado: “Adecuado para operación continua al 100 por ciento de la capacidad nominal solo si se usa en un gabinete de interruptor automático Tipo (Núm. de cat.) ____ o en un espacio de cubículo ___ por ___ por ___ mm (pulgadas) ”. Se permitirá una redacción equivalente. Categoría de ubicación C. Los espacios en blanco deben rellenarse con las dimensiones mínimas «.
Este párrafo nos da algunos detalles importantes. El disyuntor deberá estar marcado con un número de tablero o caja específico o con las dimensiones mínimas de la caja.
Esto nos dice que no podemos simplemente cambiar un disyuntor, breaker o fusible por otro que esté clasificado para manejar el 100% de cargas continuas; debe tenerse en cuenta en qué recinto, tablero o caja estara instalado el dispositivo.
No siempre es posible reemplazar un disyuntor, breaker o fusibles con una clasificación en amperios del 100% y obtener una clasificación de breaker + tablero del 100%.
No solo es el tablero el que debe poder funcionar al 100%, sino que también se debe tener en cuenta el material de las barras colectoras y las dimensiones, son específicas para estas aplicaciones. Los fabricantes ayudarán con lo que se puede y no se puede lograr con sus equipos. Es importante no violar el certificado de la solución.
Conclusiones finales
El uso de disyuntores e interruptores está estrictamente controlado por las normas NEC® y UL que rigen los disyuntores, los breakers, fusibles y el tablero en el que se instalan.
Hay ocasiones en las que puede resultar económicamente ventajoso utilizar los dispositivos al 100% de sus valores nominales, pero se debe estar seguro que están certificados para funcionar al 100%.
En este artículo, hemos analizado solo el lado fuente del circuito. Para completar el análisis, el equipo al que se está suministrando potencia también debe investigarse para determinar si se puede conectar con los cables a menudo más pequeños asociados con los interruptores automáticos o interruptores con fusibles con una capacidad nominal del 100%.
Buenas tardes
Me podrían aplicar el porque este ejemplo =
No. 1 THHN tiene una clasificación de 130A a 75 ° C [Sec. 110-14 (c) (2) (b)] y el dispositivo de protección contra sobre corriente de 150A puede protegerlo.
Indica que un Disyuntor de 150A puede proteger a un conducto que solo puede trabajar con 130A, si en algún dado caso hay corrientes continuas de 145A o 150A el conductor va a estar trasportando mas corriente de la soportada, se puede llegar a dañar su aislamiento y el disyuntor no se va a activar en ningún momento.
Austin, Hola!
La respuesta la realizo en el foro ver: http://modulos.electricaplicada.com/Debate/por-que-la-proteccion-electrica-es-mas-grande-que-el-cable/
Saludos