VENTAJAS DE LOS CONDUCTORES DE ALTA TEMPERATURA DE OPERACIÓN
El NEC establece factores de ajuste a los valores de ampacidad de las tablas del artículo 310, para instalaciones de más de tres conductores llevando corriente y factores corrección para temperaturas ambiente superiores a lo especificado en dichas tablas (30ºC).
En estas condiciones, de más de tres conductores llevando corriente y temperatura ambiente mayor de 30ºC, dado que la ampacidad de un conductor es la resultante, de: 1. aplicar todos los factores de corrección y/o ajuste, 2. comparar con la ampacidad correspondiente a la temperatura de los terminales: 60ºC o 75ºC, y 3. escoger el valor menor como ampacidad permisible del conductor, los conductores de 90ºC tiene ventaja sobre los de menor temperatura, ya que estos factores deben aplicarse al valor máximo de ampacidad del cable (columna de 90°C de la tabla correspondiente) de 90ºC de la tabla correspondiente- y esto permite obtener, para una instalación dada, un calibre más pequeño en área conductora.
Ejemplos:
1.a Supóngase que se tienen, seis conductores instalados en un conduit de PVC, cuyas dimensiones están acorde con lo indicado por el código, para efectos de factor de llenado.
El rango del circuito es de 30 A, por lo tanto la corriente máxima no podrá ser superior a 24 A, para carga continua, según artículos 210-21, 210-23, 384-16(d) del NEC y el dispositivo de protección será de 30 A.
Como son más de tres conductores que llevan corriente, se deben utilizar un factor de ajuste (derating) del 80%, para el calculo del calibre del conductor. La capacidad final de conducción debe ser mayor o igual al rango del circuito, es decir, mayor o igual a 30 A.
De la tabla 310-16, se obtiene que cables TW 8 AWG (40*0.8=32 A) THW 8 AWG (50*0.80=40 A) son apropiados. También se puede utilizar cable THHN 10 AWG (40*1.80=32 A).
Lo que da un ahorro por efecto de costo, ya que el costo de un calibre 8 AWG es superior al del 10 AWG. Si el conductor de alta temperatura es THHN, entonces se obtiene un ahorro adicional, pues este conductor tiene un menor diámetro. Por lo tanto, el diámetro de la tubería que se debe utilizar es menor, lo que también representa un ahorro.
1.b Para el mismo caso, si el número de conductores en la tubería es igual a 8, se tiene que los productos a utilizar son: TW 6 AWG (55*0.70=38.5 A), THW 8 AWG (50*0.70=35 A) o THHN 8 AWG (55*0.70=38.5 A).
2. Hay que alimentar un circuito cuyo rango es de 20 A. La carga se considera continua por lo tanto, la corriente máxima del circuito será 20*0.80= 16 A. El dispositivo de protección será para 20 A y la capacidad de corriente del conductor no podrá ser menor que el rango del circuito: 20 A.
Si se llevan tres conductores en un tubo conduit no hay necesidad de penalizar la capacidad nominal de los conductores. Por lo tanto, se pueden utilizar TW 12 AWG, THW 12 AWG o THHN 12 AWG. Aunque el calibre 14 AWG de los tres tipos de conductores posee una capacidad de corriente que es igual o superior a 20 A, el artículo 240-3(d) impide utilizar elementos de protección de más de 15 A cuando se utiliza cables calibre 14 AWG; por lo tanto, esa opción debe desecharse.
Si se llevan 7 conductores en un tubo conduit el factor de corrección en este caso es de 70%. Por lo tanto, luego de aplicar este factor, la capacidad de corriente deberá ser igual o mayor que 20 A.
Los calibres a utilizar son:
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ALGUNAS CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS
• La carga total no debe exceder el rango del circuito.
• La ampacidad (capacidad de transporte de corriente) de un conductor no debe ser menor que la carga máxima que alimentan. Todos los conductores de un circuito ramal deben tener una ampacidad no menor del rango del circuito (capacidad del dispositivo de protección). Secciones 210-19 y 210-20 del NEC.
• El rango de los circuitos ramales no deben ser menor que el 125% de las cargas no continuas más el 100% de las cargas continuas (Secciones 220-3 (a), (b), (c) y (d) del NEC). Es decir, cuando las cargas sean continuas, la carga máxima no debe exceder el 80% del rango del circuito.
• El rango del circuito deberá ser 15, 20, 30, 40 o 50 amperios cuando alimente dos o más salidas. Si alimenta una salida, el rango del circuito no está restringido. Pero para
conductores pequeños: 14, 12 y 10 AWG, deben protegerse con breakers de 15, 20 y 30 amperios, respectivamente.
Los circuitos ramales de 15 y 20 amperios:
1. Pueden alimentar cargas de iluminación, otros equipos ó ambas.
2. La carga alimentada por medio de extensiones (cordones) o que sea enchufada en las salidas de un circuito ramal, cargas móviles, no pueden exceder el 80% del rango de dicho circuito.
3. La carga de equipo fijo no debe exceder el 50% del rango del circuito ramal si éste a su vez, alimenta cargas de iluminación u otras cargas conectadas al circuito por medio de extensiones (cordones) o directamente enchufadas a las salidas del circuito.
• Los circuitos ramales con un rango de 20 amperios para electrodomésticos pequeños (small appliances) no deben alimentar otro tipo de carga (Sección 220-4 (b) del NEC). • Circuitos ramales de 30 amperios pueden alimentar secadoras, extractores de aire, etc. Si alimentan cargas conectadas por medio de extensiones (cordones) o enchufadas, éstas no deben exceder el 80% del rango del circuito.
• Circuitos ramales de 40 y 50 amperios pueden alimentar equipos fijos de cocina, tales como estufas eléctricas.
• Circuitos con rangos superior a los 50 amperios no deben alimentar cargas de iluminación general. Estos circuitos son para sistemas de calefacción, equipo pesado de bombeo, horno de uso pesado y otras cargas similares.