Calculo de Cargas y Conductores

CALCULO DE CARGAS Y CONDUCTORES GUSTAVO ADOLFO BERNAL G. IEEE SM04707519 25-27 Abril 2006 EMAIL: [email protected]

INTRODUCCION El Código Eléctrico sigue siendo la guía para muchos diseñadores que buscan la base de sus cálculos dentro de sus páginas. Es importante resaltar que los requerimientos que aparecen son mínimos y que en su contexto son normas para evitar incendios provocados por instalaciones defectuosas o mal diseñadas. La responsabilidad de una educación continua aunada a las reglamentaciones nacionales deben ser el complemento para un buen diseñador.

PRESENTACION Definiciones  Artículos que aplican Ejemplos y Cálculos Sugerencias

Cálculo de Cargas y Conductores CONCEPTOS BASICOS DEL DISE ÑO ELECTRICO PLANIFICAR Proveer los elementos necesarios para el adecuado y seguro suministro y control de la energ ía eléctrica a las cargas de un proyecto. Documentar éstos en los planos y especificaciones eléctricas. REQUISITOS MINIMOS Cumplir con el código, requisitos de la empresa eléctrica, y reglamentaciones nacionales y municipales. CALCULOS Realizar los cálculos necesarios que permitan definir y seleccionar las capacidades de cada uno de los elementos del sistema eléctrico. Documentar éstos en la memoria de cálculos. SEGURIDAD Proteger la seguridad f ísica de la edificación, equipos, usuarios y personal de mantenimiento, tanto en casos normales como especiales. COSTOS Considerar los costos iniciales de equipo, instalación, mantenimiento y operación

Cálculo de Cargas y Conductores PASOS SUGERIDOS DE UN DISE ÑO ELECTRICO Definir las cargas individuales en una  planta arquitect ónica. Coordinar el punto de entrega de la acometida más adecuado. Calcular la carga total y seleccionar la capacidad del transformador . Coordinar la ubicación del transformador y del equipo de servicio. Segregar las áreas que llevar án medici ón separada. Ubicar los tableros de distribución y de alumbrado y fuerza. Ubicar las bombas de extinción de incendio. Ubicar los equipos especiales, aire acondicionado, ventilaci ón, elevadores, agua caliente, y otros. Ubicar las bombas de los tanques de agua potable. Ubicar el cuarto del generador de emergencia. Determinar el tamaño de los alimentadores y circuitos ramales Determinar las protecciones requeridas Definir el sistema de canalizaci ón a utilizarse.

Cálculo de Cargas y Conductores MEMORIA TECNICA Requerida para todo dise ño eléctrico, exceptuando viviendas unifamiliares Resolución 313 de JTIA de 28 Octubre de 1992 Información al pie de cada hoja: Nombre, tipo de proyecto, localización Nombre, No. de cédula, título profesional, No. de Certificado de Idoneidad, Sello y firma. Contenido de la memoria técnica: Caracter ísticas del proyecto y criterios de dise ño utilizados Métodos, f órmulas, tablas, monogramas y gr áficas empleados, y la procedencia o fuente. Cálculos de carga. Cálculos de dimensionamiento de alimentadores y ca ída de voltaje. Cálculos de niveles de cortocircuito y protecci ón.

Cálculo de Cargas y Conductores SISTEMA ELECTRICO Voltios

Aplicación

1 fase, 2 hilos 1 fase, 3 hilos 1 fase 3 hilos 3 fases, 4 hilos 3 fases, 4 hilos

120 120/240 120/208 240/120 delta 208Y/120

3 fases, 4 hilos 3 fases, 3 hilos

480Y/277 480 delta

Kioscos, bohíos Residencia, comercio peq. Residencia, comercio peq. Industria, comercio Industria, comercio, condominios Industria, comercio Industria

Cálculo de Cargas y Conductores ALAMBRADO Cobre sólido o cobre trenzado  AWG #12, #10, #8, # 6, #4, #2,#1/0, #2/0, # 4/0 kcmil 250, 350, 500   Aislamiento THW, THWN, THHN, TW, XLP, USE  SISTEMAS DE CANALIZACION RGSC (tuber í ía  r í ígida g   ida met á  álica) l ica) EMT (tuber í ía  el é  éctrica c   trica met á  álica)  lica) IMT (tuber í ía  el é  éctrica  ctrica intermedia) PVC (tuber í ía  el é  éctrica  ctrica no met á  álica)  lica) PVC Sch80 (tuber í ía  r í ígida  gida el é  éctrica  ctrica no met á  álica)  lica) BANDEJA (met á  álica, l ica, fibra de vidrio, pvc) VIGADUCTO DE CONCRETO SOTERRADO 

Cálculo de Cargas y Conductores CAPACIDADES NORMALIZADAS NEC 240.6 FUSIBLES E INTERRUPTORES AUTOMATICOS 15, 20, 25, 30, 35,, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 A 100, 110, 125, 150, 175 A 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800 A 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000, 6000 A PANELES Monof ásicos: 40, 70, 100, 125, 150, 200, 225, 300, 400, 600 A Trif ásicos: 60, 125, 150, 200, 225, 300, 400, 600 A INTERRUPTOR DE CUCHILLA 30, 60, 100, 200, 400, 800, 1200, 1400, 1600, 1800 A

Cálculo de Cargas y Conductores TERMINOLOGIA COMUN IP KWHR CT PDP PD PF PA PT IA CDP CDS CP

Interruptor principal Caja de medición Caja de Transformadores de Medición Panel de distribución principal Panel de distribución Panel de fuerza Panel de alumbrado y fuerza Panel de transferencia Interruptor del Panel A Caja de Distribución Principal Telef ónica Caja de Distribución Secundaria Telef ónica Caja de paso

CIRCUITOS RAMALES Circuito Ramal: Conductores entre el dispositivo de protecci ón final contra sobre corriente que protege al circuito y las salidas o tomacorrientes. NEC 210-3 Los circuitos ramales se clasificar á  án   de acuerdo con la capacidad o ajuste má   ximo en amperios permitidos del dispositivo de sobre corriente. NEC 200-6 El conductor puesto a tierra se identificar á  á por  por un aislamiento continuo color blanco o gris natural. NEC 250 -  El conductor de puesta a tierra del equipo de un -119 1   19 circuito ramal se identificar á  á por  por un aislamiento continuo color verde a menos que se use un conductor desnudo. OTROS COLORES Para conductores no puestos a tierra, generalmente se usan los colores negro, rojo o azul. Para conductores no puestos a tierra en el lado de carga de interruptores de luz, generalmente se usan los colores amarillo o naranja.

CIRCUITOS RAMALES PUESTA A TIERRA NEC 210-7 Los tomacorrientes instalados en circuitos ramales de ser á  án   del tipo con polo a tierra. Los tomacorrientes del tipo con polo a tierra se instalar á  án   solamente en circuitos de la tensi ón y capacidad de corriente para los cuales est á  án   destinadas, excepto como se indica en las TABLAS 210 -  -21(b)(2) 2   1(b)(2) y 210 -  -21(b)(3). 2   1(b)(3). PROTECCION CONTRA FALLA A TIERRA NEC 210-8 En unidades de vivienda, tendr á  án   protecci ón para el personal del tipo de interruptor de circuito contra falla a tierra, todos los recept á  áculos  culos de 125 voltios, monof á  ásicos,  sicos, de 15 y 20 amperes instalados en: cuartos de baño, garajes, espacios angostos de acceso, sótanos sin acabados, en exteriores, en las cocinas dentro de un radio de 6 pies del fregadero y que sirvan hornos o estufas sobre el mostrador.

CIRCUITOS RAMALES CAPACIDAD DE LOS CONDUCTORES NEC 210-19 Los conductores de circuitos ramales tendr á  án   una ampacidad no menor que la carga má   xima a servirse. servirse. Los conductores de circuitos ramales que alimentan varios recept á  áculos  culos tendr á  án   una ampacidad no menor que la capacidad nominal del circuito ramal. La capacidad de un circuito ramal no ser á menor que la carga no continua más el 125% de la carga continua.

CALCULO DE CAIDA DE VOLTAJE EN LOS CONDUCTORES EJEMPLO : En un sistema trif á  ásico,  sico, 4 hilos, 120/208 V, el alimentador entre el interruptor principal y el panel es 200 pie s de 4# 4/0 THWN cu trenzado. La carga má   xima del panel es 170  A por fase. Uno de los circuitos ramales del panel, 2# 12 THWN cu sólido, alimenta una carga monof á  ásica  sica continua de 11 A a 208 V. situada a 60 pies del panel. Determinar la caí da da de voltaje total.  ALIMENTADOR  CAP 9, TABLA 9 CVa = 200 pies x 0.062 ohms/1000 pies x 170 A = 2.11 voltios 2.11 voltios x 100/208 voltios = 1.01 % ca í da da de voltaje, fase a fase. CIRCUITO RAMAL CAP 9, TABLA 8  CVc = 2 x 60 pies x 1.93 ohms/1000 pies x 11 A = 2.54 voltios 2.54 voltios x 100 / 208 voltios = 1.22 % caí da da de voltaje, es aceptable. CAIDA DE VOLTAJE TOTAL 1.01 % + 1.22 % = 2.23 % es aceptable.

CALCULO DE CAIDA DE VOLTAJE EN LOS CONDUCTORES EJEMPLO : En el ejemplo anterior, se añade al panel un circuito ramal para alimentar una carga continua trif á  ásica  sica 208 V, de 55 A situada a 240 pies del panel. Determinar el tamaño correcto de los conductores.  ALIMENTADOR  CAP. 9, TABLA 9 170 A + 55 A = 225 A CVa = 200 pies x 0.062 ohms/1000 pies x 225 A = 2.79 voltios 2.79 voltios x 100/ 208 voltios = 1.34 % ca í da da de voltaje, fase a fase. CIRCUITO RAMAL Para 55 A, 3 #6 THW, tuber í ía  PVC  CVc = 240 pies x 0.491 ohms/1000 pies x 55 A = 6.48 voltios 6.48 voltios x 100 / 208 voltios = 3.12 % caí da da de voltaje, fase a fase Excede el 3% sugerido. Debe usarse 3 # 4. Recalcular. CVc = 240 pies x 0.308 ohms/1000 pies x 55 A =4.06 voltios 4.06 voltios x 100 / 208 voltios = 1.95 % caí da da de voltaje, fase a fase CV TOTAL 1.34 % + 1.95 % = 3.27 % es aceptable.

CIRCUITOS RAMALES CAPACIDAD NOMINAL DE LOS DISPOSITIVOS DE SALIDA NEC 210-21 Los dispositivos de salida (tomacorrientes incluidos) tendr á  án   una capacidad nominal en amperes no menor que la carga que han de servir. Un tomacorriente sencillo instalado en un circuito ramal individual tendr á  á una capacidad nominal en amperios no menor que la del circuito ramal.

CIRCUITOS RAMALES CARGA PERMISIBLE DEL CIRCUITO RAMAL NEC 210-23a En ning ú  ún   caso la carga conectada exceder á  á la capacidad nominal del circuito ramal. En un circuito ramal que alimenta varios tomacorrientes, uno cualquiera de estos tomacorrientes no alimentar á  á una carga total en exceso de la indicada en la TABLA 210 -  -21(b)(2), 2   1(b)(2), y la capacidad nominal de los tomacorrientes se ajustar á  á a los valores de la TABLA 210 -  -21(b)(3). 2   1(b)(3). Los requisitos se resumen en la TABLA 210 -  -24. 2   4. (B) En un circuito ramal de 30 amperes, la carga m á   xima individual de un equipo conectado no exceder á  á el 80% de la capacidad nominal del circuito ramal.

CIRCUITOS RAMALES - UNIDADES DE VIVIENDA TOMACORRIENTES REQUERIDOS NEC 210--52(a) En cada cocina, sala, comedor, cuarto de estar, cuarto de estudio, vestíbulo, biblioteca, terraza, dormitorio, solarios, cuartos de recreo, (y demás habitaciones) se instalar án tomacorrientes a una distancia horizontal de 12 pies (3.66 metros) de uno al otro y de 6 pies (1.83 metros) a un extremo de pared. Se define como pared cualquier espacio de pared de 2  pies (61 cm.) o mayor . CIRCUITOS PARA ARTEFACTOS PEQUE ÑOS NEC 210-52(b)(1) En el área de cocina, despensa, sal ón de desayuno, comedor o área similar, se instalar án DOS O MAS circuitos ramales de 20 amperes para enseres peque ños, incluyendo el refrigerador. Tales circuitos NO deber án alimentar otros tomacorrientes EXCEPTO: tomacorriente de reloj en dichos cuartos, recept á  áculos  culos individuales para carga de motor, tomacorrientes  para energizar el sistema de ignici ón el é  éctrica  ctrica de estufa de gas o

CIRCUITOS RAMALES - UNIDADES DE VIVIENDA TOPES DE MOSTRADORES DE LA COCINA (MESONES) NEC 210-52(b)(2) Los tomacorrientes instalados sobre el mostrador de la cocina deber án alimentarse por lo menos de DOS circuitos de enseres pequeños. Estos circuitos de enseres pequeños  podr á  án   alimentar otros tomacorrientes dentro de la cocina, requeridos por el NEC 210 -  -52(b)(1). 5   2(b)(1). NEC 210-52(C) En área de cocina y comedores se instalar á un tomacorriente por cada espacio de mostrador con un ancho de 12” (30.5 cm) o mayor. Ningún punto sobre el mostrador debe estar a más de 24” (61 cm) de un tomacorriente. OTROS TOMACORRIENTES NEC 210-52(d) Cada cuarto de baño tendr á  á al menos un tomacorriente en la pared, dentro de las 36 pulg. (914 mm) del borde exterior del lavamanos.

CIRCUITOS RAMALES - UNIDADES DE VIVIENDA OTROS TOMACORRIENTES REQUERIDOS NEC 210-52(b)(2)(e)-(h) En cada unidad de vivienda que esté a nivel de tierra, se instalar á por lo menos: UN tomacorriente exterior. UN tomacorriente en el área de la lavander ía. UN tomacorriente en CADA sótano. UN tomacorriente en CADA garaje unido o separado, en adición al requerido para la lavander ía. UN tomacorriente en CADA corredor (pasillo, zagu án, vestíbulo) de 10 pies (3.05 metros) o m ás de longitud.

CIRCUITOS RAMALES - UNIDADES DE VIVIENDA SALIDAS PARA LUCES NEC 210-70 Se instalar á  á por  por lo menos una salida para luces, controlado por un interruptor de pared, en cada habitaci ón, cuarto de baño, pasillo, escalera, garaje, y entradas y salidas al exterior. Se instalar á  á por  por lo menos una salida para luces controlado  por un interruptor en el punto de entrada al á tico, tico, espacio bajo el piso, cuarto de utilidad y sótano, solo si estos espacios son usados para almacenamiento o contienen equipos. En habitaciones, se permitir á  á uno o má s tomacorrientes controlados por interruptor de pared en lugar de salidas de luces. En pasillos, escaleras y entradas del exterior, se permitir á  el control automá tico tico o remoto del alumbrado.

CIRCUITOS RAMALES - OTRAS EDIFICACIONES HABITACIONES DE HUESPEDES en hoteles, moteles o similares NEC 210-60 Cumplir án con el número de tomacorrientes requeridos por el NEC 210 -52, excepto que podr án reubicarse de acuerdo con la disposici ón permanente de los muebles. Al menos DOS de las salidas ser án f ácilmente accesibles. NEC 210-70(b) Se instalar á por lo menos una salida de luz o tomacorriente controlado por interruptor de pared en cada habitación. ESCAPARATES DE EXHIBICION (VITRINAS) NEC 210-62 Se instalar á por lo menos un tomacorriente directamente sobre un escaparate de exhibici ón por cada 12 pies (3.66 metros) lineales o fracción, medidos horizontalmente en su parte más ancha.

TOMACORRIENTES - OTRAS EDIFICACIONES Cuarto de Baño: área que incluye un lavamanos con uno o varios de los siguientes: inodoro, o tina, o ducha. PROTECCION GFCI NEC 210-8(b)(1) En edificaciones industriales, comerciales y otras que no sean unidades de vivienda, todos los tomacorrientes de 125 voltios, monof ásicos, de 15 y 20 amperes instalados en cuartos de baño tendr án protección de interruptor de circuito contra falla a tierra para el personal. SERVICIO DE EQUIPOS NEC 210-63 Se instalar á UN tomacorriente de 15 o 20 amperes, monof ásico, 125 voltios, en lugar accesible, para dar servicio a equipos de acondicionamiento de aire, refrigeración, calefacción, en AZOTEAS, ATICOS y espacios angostos para acceso a alambrado, plomer ía, u otros equipos.

ALIMENTADORES Alimentadores: Todos los conductores de circuito entre el equipo de servicio de entrada o la fuente de un sistema derivado separadamente y el dispositivo contra sobre corriente del circuito ramal. AMPACIDAD DEL ALIMENTADOR NEC 215-2 Los conductores alimentadores tendr án una ampacidad no menor que la necesaria para alimentar la carga computada según el NEC 220, partes III, IV y V. La ampacidad de un alimentador no ser á  á menor de 30 A donde la carga suministrada consista de DOS O MAS circuitos ramales. La ampacidad de un alimentador no ser á  á menor que la de los conductores de la acometida o de la entrada de servicio.

CALCULO DE CARGA - CIRCUITOS RAMALES CARGA DE ALUMBRADO GENERAL NEC 220-12 La carga mínima de alumbrado general ser á la indicada en la TABLA 220-12 por cada pie cuadrado de área de piso. NEC 220-14 (J) Para viviendas y habitaciones de hoteles, las salidas de tomacorriente de 20 Amperes o menos se considerar á  án   como salidas para alumbrado general.

CALCULO DE CARGA - ALIMENTADORES NEC 220-10 Los conductores de un alimentador tendr án suficiente ampacidad para alimentar la carga a ser servida, la cual no debe ser menor que la suma de las cargas de los circuitos ramales, después de aplicar el factor de demanda permitido. La capacidad del dispositivo de sobre corriente del alimentador no ser á menor que la carga no continua m ás el 125% de la carga continua.

CALCULO DE CARGA - ALIMENTADORES CARGA DE ALUMBRADO GENERAL NEC 220-12 Para determinar la carga de alumbrado general se aplicar án los factores de demanda de la TABLA 220 -12. Los factores de demanda no aplicar á  án   cuando exista la posibilidad de que todo el alumbrado est é  é funcionando simult á  áneamente.  neamente. OTRAS CARGAS NEC 220-43 Para escaparates de exhibici ón, se incluir á una carga no menor de 200 VA por pie lineal (30.5 cm) medidos horizontalmente a lo largo de su base. NEC 220 -  -14 1   4 (i) Las cargas de tomacorrientes se calcular á  án   a raz ón de 180 VA por salida, pero podr á  án   añadirse a las cargas de alumbrado y estar sujetas a los mismos factores de demanda. O se usar á  án   los factores de demanda en la TABLA 220 -  -42. 4   2. Las cargas de motores se calcular á  án   en base al NEC 430.

CALCULO DE CARGA DE ILUMINACION GENERAL EJEMPLO : Calcular la carga de iluminaci ón general para un edificio comercial de 15200 pies cuadrados, que tiene adem á s escaparates de exhibici ón con un frente de 40 metros, 80 A de luces exteriores, y letrero luminoso de 1500 VA. ILUM. GENERAL 15200 pies cuad x 3 VA/pie cuad = 45600 VA ESCAPARATES  40 m x 3.28 pies lin /m x 200 VA/pie lin = 26240 VA LUCES EXTERIORES  80 A x 120 V (monof á  = 9600 VA ásico) s   ico) LETRERO LUMIN  = 1500 VA TOTAL DE CARGA DE ILUMINACION GENERAL =

82940 VA

CALCULO DE CARGA DE ILUMINACION GENERAL EJEMPLO : El edificio comercial del ejemplo anterior tiene ademá s 350 tomacorrientes de uso general. Cu á  ál  es la carga de iluminaci ón general luego de aplicar los factores de demanda correspondientes?  TOMACORRIENTES  350 x 180 VA = 63350 VA TABLA 220 -  -44  44 Primeros 10 KVA 10000 VA x 100% = 10000 VA El resto 53350 VA x 50% = 26675 VA Total de carga de tomacorrientes = 36675 VA

CALCULO DE CARGA - ALIMENTADORES OTRAS CARGAS - UNIDADES DE VIVIENDA NEC 220-52 La carga de cada circuito ramal de artefactos pequeños y la carga del circuito de lavander ía se calcular án a razón de 1500 Amperes cada uno. Estas cargas podr án ser aumentadas a la carga de alumbrado general y estar án sujetas a los mismos factores de demanda. NEC 220-53 De haber cuatro o má s artefactos pequeños fijos (que no sean cocinas el é  éctricas,  ctricas, secadoras de ropa o equipos de calefacci ón o de aire acondicionado) servidos por el mismo alimentador, se permitir á  á utilizar un factor de demanda de 75% a la capacidad nominal de la carga indicada en la placa de caracter í ísticas.  sticas. NEC 220-54 De haber secadora eléctrica, la carga se calcular á en 5000 VA o la carga indicada en la placa de caracter ísticas, la que sea mayor.

CALCULO DE CARGA - ALIMENTADORES OTRAS CARGAS - UNIDADES DE VIVIENDA NEC 220-56 De haber cocina eléctrica, horno eléctrico, y otras unidades de cocina en mostradores, se permitir á el uso de la TABLA 220-56 para el cálculo de carga. CARGA NO COINCIDENTAL NEC 220-60 Donde sea improbable que dos cargas dis ímiles puedan usarse simultáneamente, se permitir á omitir la menor de las dos al computar la carga del alimentador. CARGA DEL NEUTRO DEL ALIMENTADOR O DE LA ACOMETIDA NEC 220-61 La carga del neutro del alimentador ser á el desbalance máximo de carga entre el neutro y cualquier conductor no puesto a tierra (energizado). No habr á reducción de carga del neutral para las cargas de alumbrado fluorescente o de descarga eléctrica, equipos de computación y electr ónicos.

CALCULO DE CARGA - UNIDAD DE VIVIENDA EJEMPLO : Calcular la carga para una residencia de 220 metros cuadrados de construcci ón cerrada y 4500 VA de aire acondicionado.  AREA 220 m cuad x 10.76 = 2367 pies cuad  TABLA 220-12 ILUMINACION GENERAL 2367 pies cuad x 3 VA/pie cuad = 7101 VA  AIRE ACONDICIONADO  = 4500 VA NEC 220-52(a) ENSERES PEQUE Ñ  = 3000 VA ÑOS  O   S  2 x 1500 VA NEC 220-52(b) LAVANDERIA 1 x 1500 VA = 1500 VA TOTAL = 16101 VA TABLA 220-42 Primeros 3000 VA x 100% = 3000 VA El resto (16101- 3000) = 4585 VA 3000) VA x 35% Total de carga = 7585 VA

CALCULOS OPCIONALES CARGA DEL ALIMENTADOR Y DEL SERVICIO UNIDAD DE VIVIENDA NEC 220-82 Para servicio de 3 hilos 120/240 V o 208Y/120 V, y 100 A o mayor, se podr á  á computar la carga de acuerdo con: 100% de la carga de aire acondicionado (placa de caracter í ísticas)  sticas) 100% de los primeros 10 Kva. de todas las otras cargas (incluyendo 3 VA por pie cuadrado para alumbrado general y tomacorrientes de uso general, 1500 VA para cada circuito ramal para artefactos  pequeños y lavander í ía,  a, la potencia nominal de los artefactos fijos, y la carga nominal de motores. 40% del residuo por encima de 10 Kva. de todas las otras cargas.

CALCULOS OPCIONALES CARGA DEL ALIMENTADOR Y DEL SERVICIO INSTITUCIONES DE ENSE ÑANZA NEC 220-86 Para instituciones de enseñanza equipadas con aire acondicionado o calefacci ón o ambos, el c á  álculo l culo de carga  para alimentador o acometida se podr á  á realizar de acuerdo con la TABLA 220 -  -86. 8   6. 100% de la carga conectada hasta 3 VA por pie cuadrado 75% de la carga conectada sobre 3 VA hasta 20 VA por pie cuadrado 25% de la carga conectada sobre 20 VA por pie cuadrado Nota:

1 pie cuadrado = 0.093 metros cuadrados 1 metro cuadrado = 10.76 pies cuadrados

CALCULOS OPCIONALES CARGA DEL ALIMENTADOR Y DEL SERVICIO RESTAURANTES NUEVOS NEC 220-88 Para un restaurante nuevo, se permitir á  á  calcular la carga de un alimentador o de la acometida de acuerdo con la TABLA 220 -  -88.  88.

PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE NEC 240-3 Los conductores se proteger á  án   contra sobre corriente de acuerdo con sus ampacidades, y la TABLA 240 -  -3  NEC 240-12 Donde se requiere un paro ordenado para minimizar posibles peligros al personal y al equipo, se permitir á un sistema de coordinación basado en protección coordinada contra cortocircuito. NEC 240-20 Un fusible o un dispositivo de disparo contra sobre corriente de un interruptor autom ático de circuito se conectar á en serie con cada conductor no puesto a tierra (energizado). NEC 240-21(a) Los conductores del alimentador y de los circuitos ramales se proteger á  án   contra sobre corriente en el punto donde los conductores reciben su alimentaci ón.

PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE ALIMENTADORES NEC 220-40 Los conductores alimentadores tendr á  án   suficiente ampacidad para alimentar la carga a ser servida. En ning ú  ún   caso la carga computada de un alimentador ser á  á menor que la suma de las cargas en los circuitos ramales alimentados, despu é  és  de aplicar los factores de demanda permitidos. NEC 210-19(A)(1) La capacidad del dispositivo de sobre corriente no ser á  á menor que la carga no continua má s el 125% de la carga continua.

PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE TABLEROS (PANELES) DE DISTRIBUCIÓN NEC 408-30 La capacidad de los Paneles no ser á  á  menor que la capacidad mí nima nima del alimentador requerido para la carga servida. NEC 408-36(B) Cada Panel estar á  á protegido  protegido individualmente contra sobre corriente en el lado de suministro. EXC No. 1 Excepto si el alimentador del Panel tiene  protecci ón contra sobre corriente no mayor que la capacidad del Panel. NEC 408-35 El Número máximo de dispositivos de sobre corriente en un panel no puede exceder de 42 . NEC 408-36(d) Donde un Panel de Distribuci ón est á  á  alimentado a trav é  és  de un transformador, la protecci ón contra sobre corriente del panel se ubicar á  á en el lado secundario del transformador.

EXCEPCIONES: No requieren protección contra sobre corriente: NEC 240-21(b)(1) Derivaciones del alimentador, no mayor de 10 pies (3.05 metros ), si la ampacidad de los conductores de derivaci ón es adecuada para la carga combinada del circuito de derivaci ón y no menor que la capacidad del dispositivo de sobre corriente al final del circuito de derivaci ón; Y est á  án   instalados en canalizaci ón; Y no se extienden má s all á  á  del equipo donde terminan. NEC 240-21(B)(2) Derivaciones del alimentador, no mayor de 25 pies (7.62 metros), si la ampacidad de los conductores de derivaci ón no es menor que la tercera parte de la capacidad del dispositivo de sobre corriente que protege los conductores del alimentador; Y los conductores del circuito de derivaci ón terminan en un solo interruptor automá tico tico de circuito que limitan la carga a la ampacidad de los conductores de derivaci ón; Y est é  én   protegidos contra daños f í ísicos s   icos o encerrados en una canalizaci ón.

PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE EJEMPLO : Para un equipo que opera a 80A continuos y 10A no continuos, determinar el tamaño de los conductores THWN del circuito y su protecci ón.

NEC 210-19(A) 80A x 125% = 100A 10A + 100A = 110A NEC 240-6(a)

110A requiere un OCPD = 110A

TABLA 310-16

110A requiere #2 AWG THWN (115A)

PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE DERIVACION DE 10-25 PIES EJEMPLO : Se desea alimentar un panel de luces mediante derivaci ón de 20 pies, tomada de un circuito existente cuyo OCPD es 600A. Determinar el tamaño de los conductores y la  protecci ón.

NEC 240-21(b)(2)

1/3 x 600A = 200A

TABLA 310-16

200A requieren #3/0 THWN 

NEC 240-3(d)

200A requieren OCPD = 200A

CALCULO DE NIVEL DE CORTOCIRCUITO Un transformador trif á  EJEMPLO : ásico  sico 13.8 kV -  -480/277V  480/277V de 200 KVA alimenta mediante 100 pies de conductor 4 #250 kcmil THWN cu, en tuber í ía  PVC, un equipo de servicio. Calcular el nivel de cortocircuito en los terminales de alimentaci ón del equipo de entrada, si la impedancia del transformador es de 1.5% TFLC  = corriente a plena carga del transformador  =200 KVA x 1000/(480 V x 1.732) = 241 A SCCtr  = corriente de cortocircuito disponible del transformador  SCCtr  = TFLC/Z = 241 A/0.015 = 16,067 A Rcond  = L x R/1000 = 100 pies x 0.052 ohms/1000 pies = 0.0052 ohms Rtransf  = Vtierra / SCCtr  = 277 V/16,067 A = 0.01724 ohms Rtotal  = Rcond + Rtransf = 0.0052 + 0.01724 = 0.02244 ohms SCCse = corriente de cortocircuito disponible en el equipo de servicio SCCse = Vtierra / Rtotal  Rtotal = 277 V/0.02244 ohms = 12,344 A

CONSIDERACIONES Obtener una planta y perfiles donde hay que instalar alguna salida el éctrica. Con todas las consideraciones y conceptos básicos anteriores, en coordinación con el Arquitecto o Dueño, las salidas eléctricas. Establecer la ubicación de los Paneles e Interruptores principales.

CONSIDERACIONES En el caso de Residencias de más de un piso, colocar paneles en cada piso con protección individual en el panel principal. Colocar las salidas especiales para Lavadoras, congeladores, Aires Acondicionados, Refrigeradoras, extractores, etc. Realizar o verificar los diseños de iluminación, controles y sistemas de bombeo. (si los hubiera)

CONSIDERACIONES Conectar y dibujar en plano las salidas por cada circuito, tratando de establecer grupos de 6 salidas máximas de carga por circuito monof ásico, y marcar conductores. Numerar y colocar en el panel correspondiente, los tipos de salidas, la cantidad de los mismos y los Volts Amperes (VA). De acuerdo al NEC por salida se estima 180VA, sin embargo podemos usar 200VA.

CONSIDERACIONES Los circuitos en los paneles van agrupados de dos en dos por fase. Es decir el 1y2 en la fase A, 3y4 en la fase B. Y si es trif ásico, 5y6 en la fase C. Las cargas para aire acondicionado si no tienen el dato de placa, pueden estimar 1.5hp por cada 12,000 BTUh. Se colocan provisiones para Aire Acondicionado de dos polos y se alimentan con conductores de acuerdo a NEC y conceptos de coordinación de protecciones.

CONSIDERACIONES Una vez terminado de colocar todos los circuitos considerados en los planos, se dejan por lo menos dos circuitos para uso futuro y dos libres. Se totaliza inicialmente cada fase y si est án desbalanceadas, se utilizan los que dejamos a futuro para tratar de que los totales sean iguales aproximadamente. Calculamos los factores de Demanda correspondientes y de acuerdo a la tabla adjunta. Se toman las cargas de  Aires Acondicionado y similares como cargas continuas al 100% y se restan del total calculado antes de aplicar los factores.

CONSIDERACIONES Se calculan y se ajustan de acuerdo a los anteriores, los VA. Calculamos las corrientes por fase, con los valores obtenidos.  Ajustamos estas corrientes al 125% y Buscamos en las tablas de conductores el calibre más pr óximo superior. Calculamos con el calibre del cable y la cantidad en tuber ías, incluyendo el de tierra el di ámetro de las tuber ías.

CONSIDERACIONES Con los resultados se establecen las caracter ísticas de los paneles, de acuerdo a las especificaciones comerciales: Amperios en barra, si tiene interruptor principal, neutral s ólido, cantidad de circuitos, monof ásico o trif ásico, capacidad interruptiva en KA, montaje superficial o empotrado. Se calculan los conductores y tuber ías de acuerdo a los amperios obtenidos para cada panel. Se calcula el Interruptor principal y la acometida principal, de acuerdo con las normas de servicio de las distribuidoras.