En este articulo aprenderás a calcular el tamaño (Alto y ancho) de una canaleta o ducto portacables eléctrico de acuerdo a lo indicado por la norma NEC/NFPA70/NTC2050, también sabrás cuando ajustar el amperaje de los conductores y cuando no se debe hacer.
Además se mostrara como se deben tratar el cableado de control y potencia. Si requieres realizar el calculo automáticamente puedes ver la calculadora de canaletas y ductos portacables.
Las canaletas o ductos metálicos para cables son canalizaciones de metal cerradas normalmente rectangulares o cuadradas en los que los conductores se colocan después de que la canaleta se ha instalado como un sistema completo.
La canaleta está disponible en longitudes estándar de 1, 2, 3, 4, 5 y 10 pies (0.30, 0.61, 0.91, 1.22, 1.52 y 3.05 m), por lo que se pueden hacer tramos de cualquier número exacto de pies o metros lineales sin cortar la canalización.
La cubierta puede ser de tipo abisagrado o removible. Comúnmente se utilizan para transportar conductores entre puntos ubicados a distancias considerables.
El propósito de una canaleta portacables es proporcionar un sistema flexible de cableado en el que los circuitos se pueden cambiar para cumplir con cualquier condición, y uno de sus principales usos es trabajos expuestos en plantas industriales.
Las canaletas portacables también se utilizan para transportar cables de control desde el tablero de control hasta el equipo controlado remotamente. La definición utiliza explícitamente en el NEC/NFPA70/NTC2050 es «Ductos metálicos (Wireways)»: «Canal cerrado de materiales metálicos, diseñado expresamente para contener alambres, cables, o barras, con funciones adicionales, según lo permitido en el presente Código».
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Número de conductores y amperaje en ductos metálicos (Wireways)
Los ductos metálicos portacables tienen dos limitaciones generales para los conductores, las cuales se trataran en este articulo.
1. El primero aborda los inconvenientes físicos de lidiar con grandes cantidades de conductores en un mismo ducto portacables.
2. El segundo aborda el calentamiento mutuo de conductores en un contexto en el que habrá mayor circulación de aire que en una canalización tubular (Tubería metálica) y donde los conductores están encerrados en un recinto de acero que funcionará como un disipador de calor y que permite una fácil transferencia de calor al ambiente.
Porcentaje de llenado de ducto o canaleta metálica portacables
El código NEC/NFPA70/NTC2050 limita el área de ocupación de la sección transversal combinada de todos los conductores contenidos en cualquier parte del ducto a…máximo 20 por ciento. Esta regla cubre tanto los conductores de potencia como los de control tomados juntos como conductores que ocupan cualquier sección transversal dada de un ducto o canaleta de cables.
Factor de ajuste de amperaje o corriente para conductores en ducto o canaleta metálica
Si el número de conductores portadores de corriente no excede…30 unidades, incluyendo los neutros que deben ser contados como lo requiere 310.15 (B) (5), los factores de ajuste que se refleja en la tabla 310.15 ( B) (3) (a) se ignora y no se aplican los factores de ajuste, si se pasa de esta cantidad se deberá aplicar el factor de ajuste de la tabla 310.15 ( B) (3) (a).
De acuerdo con el articulo 725.51 (B) 2), se asume que el cableado de control lleva su perfil de carga habitual a menos del 10 por ciento de su ampacidad y lo transporta de manera continua.
En tales casos, según la relación I2R, una carga del 10 por ciento será igual al 0,12 o el 1 por ciento de su contribución potencial de calor en comparación con su calor cuando esta a su capacidad en amperios máxima.
Una contribución de calor tan minúscula puede ignorarse, razón por la cual existe la tolerancia en el art. 725 y cuando no se tienen en cuenta estos conductores el articulo permite lo siguiente: «…Los factores de ajuste de la capacidad de corriente de la sección 310.15(B)(3)(a) se deben aplicar del siguiente modo:
(1) A todos los conductores, cuando los conductores del circuito de Clase 1 conduzcan cargas continuas mayores al 10 % de la capacidad de corriente de cada conductor, y el número total de conductores sea de más de tres.
(2) Sólo a los conductores de alimentación, cuando los conductores del circuito de Clase 1 no conduzcan cargas continuas mayores al 10 % de la capacidad de corriente de cada conductor y el número total de conductores de alimentación sea de más de tres.»
Si más de 30 conductores en cualquier sección transversal son portadores de corriente, entonces los factores de ajuste para el calentamiento mutuo de conductores se aplicarán a cada conductor que pase a través de esa sección transversal.
Haciendo referencia a la Tabla 310.15 (B) (3) (a), un conductor No 31 portador de corriente en una sección transversal condena a todos los conductores en esa sección transversal a tener sus ampacidades reducidas en un 60 por ciento, lo que en la mayoría de los casos será inaceptable y obligara a rediseñar la aplicación de un ducto portacables.
Este permiso de los 30 cables, en la medida de lo posible, es una característica propia de los ductos portacables.
Reglas generales para calcular la ocupación y ajuste de ampacidad de conductores en ductos portacables
1. No se reduce la ampacidad a cualquier número de conductores portadores de corriente hasta un máximo de… 30unidades.
2. La suma de las áreas de la sección transversal de todos los conductores no debe ser mayor de: 20% x W «x D».
Nota: Los cables de señal y control de un motor no se consideran cables conductores de corriente. Se permite que cualquier número de tales cables llene el 20% del área de la sección transversal de la canaleta.
Las areas están en la tabla 5 del cap. 9 del NEC/NFPA70/NTC2050:
Ejemplos de calculo de ocupación y ajuste de ampacidad o corriente de conductores en ductos portacables:
Ejemplo 1. Calcular el tamaño mínimo del ducto o canaleta portacables necesaria para alojar 45 conductores, 29 conductores No 10 AWG-THHN portadores de corriente y 16 conductores No 12 AWG-THHN de señal.
La Figura 1 muestra los cálculos de llenado y derrateo de amperaje para cables en ducto portacables. El ejemplo de la parte inferior muestra un caso en el que los cables de alimentación de potencia e iluminación (que son cables que transportan corriente) se mezclan con cables de señal.
1. Debido a que no hay más de 30 cables de potencia e iluminación, no es necesario reducir la capacidad nominal de los conductores.
2. Tamaño mínimo del ducto portacables:
- Tamaño de los 29 conductores – No 10 AWG: 13.61 mm2 x 29 = 394.69 mm2 (De tabla 5 anterior)
- Tamaño de los 16 conductores – No 12 AWG: 8.581 mm2 x 16 =137.29 mm2 (De tabla 5 anterior)
Tamaño total de los 45 conductores= 531.98 mm2
Ducto portacables mínimo 70x40mm = 2800 mm2
Porcentaje de ocupacion: 531.98/2800 = 0.189×100 = 18.99%, cumple debido a que es menos del 20%.
Si, suponemos que hay 31 cables de potencia e iluminación en el ducto, entonces los conductores estarían sujetos a reducción de amperaje. Si los 49 conductores fueran cables de señal y/o control, no se requeriría reducción de amperaje. Pero, en todos los casos, el llenado de la canaleta o ducto no debe superar el 20 por ciento.
Ejemplo 2. Una canaleta o ducto contiene 26 conductores: 10 Unidades de No 3/0 AWG XHHW-2, 3 Unidades de No 6 AWG THWN, 3 Unidades de No 8 AWG THHN y 10 Unidades de No 12 AWG THHN. Encuentre la canaleta o ducto de cables de tamaño estándar mínimo requerida por el Artículo 376 de la NEC/NFPA70/NTC2050.
| Conductores | Cantidad | Area (pulg.2)-tabla 5 | Total area (pulg.2) |
| 3/0 AWG, XHHW-2 | 10 | 0.2642 | 2,6420 |
| 6 AWG, THWN | 3 | 0.0507 | 0.1521 |
| 8 AWG, THHN | 3 | 0.0366 | 0.1098 |
| 12 AWG, THHN | 10 | 0.0133 | 0.1330 |
| Total área ocupada por los conductores | 3.0369 |
Área mínima requerida de la canaleta o ducto:
3.0369 pulg.2 ÷ 20 % llenado máximo = 15.1845 pulg.2, Este es el tamaño mínimo de la canalatea.
Se requiere una canaleta cuadrada de tamaño mínimo:
15.1845 pulg.2 = 3.9 pulg. × 3.9 pulg. o 4 pulg. × 4 pulg.