En este artículo, revisaremos en detalle cómo calcular la ocupación y tamaño de bandejas portacables segun la NEC/NFPA70/NTC2050.
Los cálculos eléctricos se realizan para cables monoconductores y multiconductores, con diferentes voltajes y tipos de bandejas portacables. Se incluyen ejemplos y diagramas para facilitar la comprensión de los cálculos.
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Tener presente que dependiendo de la ocupación y distribución de los cables en las bandejas o charolas portacables se podrá tener diferentes ampacidades de los conductores.
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Tipos de bandeja portacables («escalera» vs «canal ventilado»)
La sección 392,22 (B) de la NEC/NTC2050 diferencia entre las bandejas tipo escalera y de canal ventilado:
(1) bandeja portacables tipo «escalera» o de «fondo ventilado»:
(2) bandejas portacables tipo «canal ventiladas»:
Cálculo de ocupación cables <2000V – MONOCONDUCTORES en bandejas portacables
La sección 392,22 (B) de la NEC/NTC2050 cubre los cables monopolares menores a < 2000V.
Tenga en cuenta que si se utiliza una bandeja portacables con división, cada sección resultante se calcula por separado en términos de llenado permitido.
1. Cable de 1000 kcmil o mayores monoconductor:
Suma de diámetros menor a ancho bandeja: Cuando todos los cables son de 1000 kcmil o más, la suma de los diámetros de todos los cables de un «solo conductor» no debe ser mayor que el ancho de la bandeja porta cable tipo escalera, como se muestra en la Figura 1.
Eso significa que el ancho de la bandeja de cables debe ser al menos igual a la suma de los diámetros de los cables individuales.
2. Cable entre 250kcmil a 900kcmil monoconductor:
Llenado máximo con tabla 392.22 (B)(1): Cuando se tengan cables entre 250 kcmil a 900 kcmil inclusive, la suma de las áreas de sección transversal de todos los cables no debe ser mayor que las áreas…de llenado de cables máximas permitidas en pulgadas cuadradas o mm cuadrados, como se muestra en la columna 1 de la Tabla 392.22 (B) (1) para el ancho particular de la bandeja porta cables.
Ejemplos cable entre 250kcmil y 900 kcmil monoconductor:
Ejemplo 1. Suponga que varios cables, todos entre 250kcmil a 900kcmil, tienen un área total de 11 pulgadas cuadradas (7095 mm2).
La columna 1 de la Tabla 392.22 (B) (1) muestra que una ocupación o llenado de 11 pulgadas cuadradas (7095 mm2) es mayor que el permitido para una bandeja de 6 pulgadas de ancho (6.5 pulgadas cuadradas) pero…menor que el llenado máximo de 13 pulgadas cuadradas permitido para bandeja de 12 pulgadas de ancho. Por lo tanto, una bandeja de 12 pulgadas de ancho sería aceptable.
Ejemplo 2. Suponga que se utilizan cuatro juegos de 4 cables de monoconductores, cables con aislamiento RHH de 600 kcmil como conductores de alimentación en una bandeja porta cables.
La Tabla 5 del Cap. 9 del NEC muestra que el área total de cada conductor RHH de 600 kcmil (sin cubierta exterior) es 0.9729 pulgadas cuadradas.
El área total de 16 de tales conductores sería 16 × 0.9729, dando como resultado: 15.6 pulgadas cuadradas. De la Tabla 392.22 (B) (1) , columna 1, tenemos que 15,6 pulgadas cuadradas supera el llenado máximo permitido para una bandeja de 12 pulgadas de ancho, pero está muy por debajo del llenado máximo de 17,5 pulgadas cuadradas permitido para una bandeja de 16 pulgadas de ancho. Por lo tanto, la bandeja requerida es la de 16 pulgadas de ancho.
3. Cable mayores y menores a 1000kcmil monoconductor:
Llenado máximo de acuerdo a Tabla 392.22 (B) (1): Cuando se instalen cables de un solo conductor (monoconductores) de 1000 kcmil o más grandes con cables de menos de 1000 kcmil, la ocupación no debe exceder el llenado máximo indicado en la columna 2 de la Tabla 392.22 (B) (1).
Tenga en cuenta que si se incluyen cables de un solo conductor (monoconductores) 1/0 a 4/0 AWG en el llenado, la suma de todos los diámetros de un solo conductor (monoconductores) no debe exceder el ancho de la bandeja.
Ejemplo cables mayores y menores a 1000kcmil monoconductor:
Se tienen nueve conductores THW de 800 kcmil en una bandeja con seis conductores THW de 1000 kcmil, el ancho mínimo requerido (W) de la bandeja se determinaría de la siguiente manera:
1. La suma del área transversal de los nueve conductores de 800 kcmil (los menores de 1000 kcmil) es igual a 9 × 1.2272 pulgadas cuadradas (de la columna 5, Tabla 5, Capítulo 9, NEC), o 11.04 pulgadas cuadradas.
2. Cada conductor THW de 1000 kcmil tiene un diámetro exterior de 1.372 pulg. La suma de los diámetros de los conductores de 1000 kcmil es, entonces, 6 × 1.372 o 8.232 pulg.
3. La columna 2 de la Taba 392.22 (B) (1). dice, en efecto, que para determinar el ancho mínimo requerido de la bandeja de cables es necesario sumar el área total ocupada por lo conductores y compararlo con la columna 1, por lo tanto tenemos: 11.04 pulgadas cuadradas (de numeral 1) mas 1.1 × 8.232 (de numeral 2 y constante de Taba 392.22 (B) (1). ) y use el total para compararlo con la columna 1 de la Tabla Taba 392.22 (B) (1). para obtener el ancho de la bandeja:
11.04 + (1.1 × 8.232) = 11.04 + 9.05 = 20.1 pulgadas cuadradas
De la columna 1, Tabla 392.22 (B) (1). , el llenado máximo permitido de 21,5 pulgadas cuadradas para una bandeja de 20 pulgadas de ancho es suficiente para cumplir con lo que requerimos de 20.1 pulgadas cuadradas, por lo tanto este es el tamaño mínimo de bandeja aceptable.
4. Cables entre 1/0 y 4/0 monoconductor:
Instalación ancho bandeja: Cuando los cables de la bandeja portacables sean de 1/0 a 4/0, todos los cables deben instalarse…en una sola capa. Y la suma de los diámetros de los cables de un solo conductor (monoconductores) no debe exceder el ancho de la bandeja porta cables.
El calculo es similar al que se utiliza para cables multiconductores ver ejemplo
Tablas dimensiones de cables monoconductores (Tabla 5 del Cap. 9 NEC/NFPA70/NTC2050)
Calculo ocupación cable MONOCONDUCTOR > 2001 V (MV y MC) en bandejas porta cables.
Esta sección 392,22 (C) de la NEC/NTC20250 se aplica solo a los circuitos de «medio voltaje» o «Alto voltaje» en una bandeja.
El cable tipo MV es un cable de «medio voltaje» o «Alto voltaje». El cable tipo MC es el cable revestido de metal que funciona por encima de 2000 V, un conjunto de cables conocido desde hace mucho tiempo como cable blindado entrelazado.
El cable tipo MC u otro cable blindado [por ejemplo, ALS o CS] que opere a voltajes de hasta 2000 V debe cumplir con 392.22 (A) y 392.80 (A) en cuanto al número y ampacidad de los cables cuando se usa en la bandeja.
Ajustado al ancho bandeja: Los cables Tipo MV y Tipo MC de media tensión deben ajustarse al llenado de la bandeja que se muestra en la Figura 2:
Cálculo de ocupación cables MULTICONDUCTORES < 2000 V en bandejas portacables.
Las reglas de este articulo 392,22 (A) en la NEC/NTC20250 se aplican a cables multiconductores de 2000 V o menos.
Tenga en cuenta que si se utiliza una bandeja portacables con un divisor, cada sección resultante se calcula por separado en términos de llenado permitido.
La sección 392.22 (A) se divide en las partes (1), (2), (3), (4), (5) y (6), cada parte cubre una condición de uso diferente.
La Sección 392.22 (A) (1) se aplica a las bandejas portacables tipo «escalera» o de «fondo ventilado» que contienen cables de alimentación o iluminación multiconductores o cualquier mezcla de cables de alimentación, iluminación, control y señal multiconductores.
1. Cables multiconductores > 4/0:
Instalación a una sola capa: Cuando todos los cables multiconductores estén formados por conductores 4/0 AWG o más grandes, la suma de los diámetros exteriores de todos los cables multiconductores en la bandeja portacables no debe ser mayor que el ancho de la bandeja y los cables deben colocarse uno al lado del otro ver: Figura 3, en…una sola capa, como se muestra en la siguiente:
2. Cables multiconductores <4/0:
Llenado máximo de acuerdo a Tabla 392.22 (A): Cuando todos los cables multiconductores de la bandeja portacables están formados por conductores de menos de 4/0 AWG, la suma de las áreas de sección transversal de todos los cables no…debe exceder el área de llenado máxima permitida en la columna 1 de la Tabla 392.22 (A) para el ancho particular de la bandeja de cables que se está utilizando.
Ejemplo cables multiconductores < 4/0:
Por ejemplo, si se utiliza una bandeja portacables de 450 mm (18 pulg.) de ancho interior con cables multiconductores de menos de 4/0 AWG, la columna 1 establece el valor de 13.500 mm2 (21 pulg2) como la máxima ocupación para la suma de las áreas de la secciones transversales totales de todos los cables permitidos en esa bandeja. Ver figura 4.
En este ejemplo la suma de las áreas de la sección transversal de los 11 cables en la bandeja portacables suma 21 pulgadas cuadradas, el ancho más pequeño permitido de la tabla 392.22 (A).
Una bandeja portacables tipo escalera o fondo ventilado de 18 pulgadas de ancho sería buena solo para cables que sumen hasta 21 pulgadas cuadradas.
Nota: El área de la sección transversal (en pulgadas o mm cuadrados) de cada cable se puede obtener en los catálogos del fabricante del cable o en las hojas de especificaciones.
3. Cables multiconductores > = 4/0 con cables < 4/0:
Cuando una bandeja contiene uno o más cables multiconductores 4/0 AWG o más grandes junto con uno o más cables multiconductores de menos de 4/0 AWG, hay dos pasos para determinar el llenado máximo de la bandeja:
Primero, la suma de las áreas de la sección transversal exterior de todos los cables menores de 4/0 AWG no debe ser mayor que el área de llenado máxima permitida resultante del cálculo en la columna 2 de la Tabla 392.22 (A) para el ancho particular de la bandeja de cables.
Segundo, los cables multiconductores que son 4/0 AWG o más grandes deben instalarse en una sola capa y no se pueden colocar otros cables encima de ellos (Ver Figura 5).
Tenga en cuenta que el área de sección transversal disponible de una bandeja que puede acomodar correctamente cables de menos de 4/0 AWG instalados junto a cables 4/0 AWG o más grandes es, en efecto, igual al área de llenado permitida de la columna 1 para cada ancho de bandeja menos 1,2 veces (pulg.) y 30 veces (mm) la suma de los diámetros exteriores de los cables 4/0 AWG o más grandes.
Otra forma de ver esto es considerar que, para cualquier bandeja porta cables, la suma de las áreas de sección transversal de los cables menores a 4/0 AWG, cuando se suma a 1,2 veces la suma de los diámetros de los cables 4/0 AWG o mayor, no debe exceder el valor dado en la columna 1 de la Tabla 392.22 (A) para un ancho de bandeja de cables en particular.
Ejemplo cables multiconductores > = 4/0 con cables < 4/0:
Para la instalación que se muestra en la Figura 5, suponga que la suma de las áreas transversales de los siete cables menores que 4/0 AWG es 16 pulgadas cuadradas y suponga que los diámetros de los cuatro cables 4/0 AWG o mayores son: 3 pulg. , 3,5 pulg., 4 pulg. y 4 pulg.
La abreviatura «Sd» en la columna 2 de la Tabla 392.22 (A) representa… la «suma de los diámetros» de cables 4/0 AWG y más grandes instalados en la misma bandeja con cables menores que 4/0 AWG.
En este ejemplo, entonces, Sd es igual a 3 + 3.5 + 4 + 4 = 14.5, y 1.2 × 14.5 = 17.4, de columna 2.
Luego agregamos las 16 pulgadas cuadradas de los cables más pequeños de 4/0 AWG a los 17.4 de cables mayores a 4/0 y se obtiene: 17.4 + 16 = 33.4 pulgadas cuadradas.
Por lo tanto se requiere buscar en la columna 1 una capacidad máxima mayor a 33.4 pulgadas cuadradas, que para este caso seria 35 pulgadas cuadradas, luego para cumplir con esta ocupación máxima se necesitaría una bandeja con un ancho de mínimo 30 pulgadas.
4. Cables multiconductores para control y señales
La Sección 392.22 (A) (2) cubre el uso de cables de control y/o señal multiconductores (no cables de potencia y/o iluminación) en bandejas tipo «escalera» o «canal o fondo ventiladas» con una altura interior utilizable de 6 pulgadas o menos (150 mm).
Área de ocupación máxima: Para tales cables en estas bandejas, la suma de las áreas de la sección transversal de todos los cables en cualquier sección transversal de la bandeja no debe exceder…el 50 por ciento del área interior de la bandeja porta cables.
Es importante tener en cuenta que se debe usar una profundidad de 150 mm (6 pulg.) para calcular el área de sección transversal interior permitida de cualquier bandeja que tenga una profundidad interior utilizable de más de 150 mm (6 pulg.) (Figura 4 ).
La Sección 392.22 (A) (3) se aplica a las bandejas porta cables de fondo sólido con cables de potencia o iluminación multiconductores o mezclas de cables de potencia, iluminación, control y señal.
El número máximo de cables se cubre en tres párrafos que dependen de si los cables son 4/0 AWG y mayores y están incluidos en el llenado o no lo están.
La Sección 392.22 (A) (4) también cubre el llenado para la bandeja de fondo sólido, pero solo para cables de control o señalización.
La Sección 392.22 (A) (5) cubre los márgenes de llenado para la bandeja de fondo ventilado, con los requisitos reflejados en una tabla auxiliar que se basa en si la bandeja admite un solo cable o varios cables. La sección 392.22 (A) (6) cubre el mismo tema de la misma manera para la bandeja de canal sólido.
algun software que nos recomienden para estos calculos?
Abril, hola!
Puedes utilizar las siguientes calculadoras:http://modulos.electricaplicada.com/calculadora-tamano-bandejas-charolas/
SAludos
Cordial saludo,
Dos preguntas:
1. ¿Para realizar el calculo de opcupación para calibres inferiores a 1/0 se realiza el mismo proceso?
2. ¿El tipo de bandeja portaclables tiene alguna restricción adicional?
Muchas gracias.
Raul, buenos días
Aunque la norma NEC y NTC2050 permite la instalación de calibres menores a 1/0 en bandejas siempre y cuando sean marcados como TC. La (NEC) no indica como debe ser su instalación en las bandejas, por lo tanto se deja a criterio de ingeniería su distribución.
Saludos
Para el calculo de capacidad de la charola importa el acomodo de cables? es decir los calibres 1/0 a 4/0 pueden colocarse en forma de trebol o cuadrado?
Ana, buenas tardes
La distribución de los cables en la «charola» define el amperaje que llevara cada cable. La explicación de como se calcula el amperaje de a cuerdo a la distribución de los cable esta en este articulo:http://modulos.electricaplicada.com/corriente-cables-bandejas-portacables/
Saludos
excelente espacio para interacción¡¡
1. Con base a la NTC 2050 y este apartado (Ocupación bandeja portacables tipo “escalera” o “fondo ventilado”, para cables entre 1/0 y 4/0.), como se debe realizar el calculo de ocupación para cables menores 1/0, de conductor individual?,
se asume que debo calcular las áreas y puedo sobre poner las capas?
*que sucede con los conductores 4/0 hasta 500 kCMIL
2.Para conductores sencillo, que se ponen en una solo capa debo de calcular su área y aplicar la tabla 392.22 columna 2?
3.En todos los casos se aplica una profunda de 15 cm para bandejas? en que casi o que caso no? o se puede asumir de un valor comercial, dado que esta esta en función del área de llenado de la bandeja.
4. En el apartado (Ocupación bandeja portacables tipo “escalera” o “fondo ventilado”, para cables mayores y menores a 1000kcmil en la misma bandeja), se realiza de la misma forma que un sistema multiconductor, pero su distribucion es en una sola capa o los menores o cuales se deben sobreponer?
Fernando, buenas tardes
Para el calculo de cables entre 1/0 y 4/0 debes seguir estas indicaciones: http://modulos.electricaplicada.com/calculo-ocupacion-bandeja-portacables/#ocupacion-bandeja-portacables-tipo-escalera-o-fondo-ventilado-para-cables-entre-1-0-y-4-0
Para cables menores a 1/0 la norma no especifica como se calcula la ocupación.
Para cables entre 250kCmil y 900kcmil debes seguir las siguientes indicaciones: http://modulos.electricaplicada.com/calculo-ocupacion-bandeja-portacables/#ocupacion-bandeja-portacables-tipo-escalera-o-fondo-ventilado-para-cables-entre-250kcmil-a-900kcmil
Los conductores en 1 sola capa son los que están entre 1/0 y 4/0 y la ocupación se calcula como se informa en:http://modulos.electricaplicada.com/calculo-ocupacion-bandeja-portacables/#ocupacion-bandeja-portacables-tipo-escalera-o-fondo-ventilado-para-cables-entre-1-0-y-4-0
La norma no exige un alto de bandeja particular para cables de potencia.
Si se instala cables de diferentes valores por ejemplo cables entre 1/0 y 4/0 y cables entre 250kCmil y 900kcmil, se debe particionar la bandeja y hacer el calculo de ocupación para cada partición.
Saludos
Aunque la norma no exige un alto de charola, al calcular la ocupacion del cable, se puede jugar con ese parametro con el fin de cumplir? es correcto?
Ana, hola!
Se puede «jugar» con la altura siempre y cuando se busque cumplir con la ocupación. Debido a que la distribución no dependería de la altura.
Saludos
«Si se instala cables de diferentes valores por ejemplo cables entre 1/0 y 4/0 y cables entre 250kCmil y 900kcmil, se debe particionar la bandeja y hacer el calculo de ocupación para cada partición.» de la particion de la cual habla, seria estimado o debe considerarse que fisicamente se le colocara una barrera a la bandeja?
Saludos.
Ana, buenas tardes
Que buena pregunta. En realidad no he visto que se exija una separación física como tal en este caso, sin embargo como un buen criterio de ingeniería y organización de los cables es recomendable hacerlo.
SAludos