Cuando usar 60, 75 o 90 °C y que Ampacidad tengo en mi cable?
Forma 1/3 de explicar
Ejemplo 2 (extendido) de la tabla de la Explicación 3:
Necesito determinar el conductor de una carga cualquiera con los siguientes datos:
1. Tengo una carga con una corriente de 20 A.
2. La carga se alimenta de un interruptor termomagnético tipo QO, que tiene una temperatura de operación de terminales de 75°C.
3. La carga tiene un interruptor termomagnético tipo QO que sirve de desconectador, es decir, el cable de alimentación llega a las terminales de un centro de carga QO, que tiene una temperatura de operación de terminales de 75°C.
4. El conductor a determinar es el cable entre el interruptor del punto 2 y del punto 3, es decir, entre el ITM que alimenta la carga y el centro de carga que sirve de desconectador de la carga.
5. El conductor que se usara en uno con aislante de 90°C.
6. El conductor estará en un conduit metálico pared delgada en un muro interior de un edificio cualquiera a una temperatura ambiente de 40°C. Según la Tabla 310-15(b)(2)(a), un conductor con aislante a 90°C a una temperatura ambiente de 40°C, da como resultado un factor de corrección por temperatura de 0.91 de la ampacidad del conductor a 90°C.
7. El conductor estará en el conduit metálico pared delgada en un muro interior de un edificio cualquiera con otros conductores portadores de corriente, en total serán 6 conductores portadores de corriente en ese conduit, lo que da como resultado un factor de corrección por agrupamiento de 0.80 (según la Tabla 310-15(b)(3)(a)).
8. Se usará un cable calibre 12 a modo de prueba para el cálculo, que tiene una ampacidad de 30 A según la Tabla 310-15(b)(16).
9. El conductor por los factores de corrección por agrupamiento y temperatura sufrirá una reducción en su ampacidad, esta reducción aplica porque el aislante del conductor se encuentra dentro del conduit que es una canalización, para otros ejemplos como charolas, gabinetes, centros de carga, ductos, etc., no aplica estos factores en específico, tal vez le afecten otros o ninguno. Estos factores tampoco están relacionados a las terminales donde se conectará el cable, esto solo afecta al aislante del conductor por estar dentro de una canalización, que es una de las circunstancias que contempla la Tabla 310-15(b)(16).
10. Para resumir:
a. Corriente de cálculo:
20 A.
b. Calibre del cable:
12 AWG
c. Temperatura máxima de operación de las terminales del 1er extremo del cable (ITM):
75°C
d. Temperatura máxima de operación de las terminales del 2do extremo del cable (centro de carga):
75°C
e. Ampacidad del cable a 90°C, según la Tabla 310-15(b)(16):
30 A
f. Factor de corrección por temperatura del conductor de 90°C a una temperatura ambiente de 40°C, según la Tabla 310-15(b)(2)(a):
0.91
g. Factor de corrección por agrupamiento del conductor en total con 6 portadores de corriente incluyéndolo a él, según la Tabla 310-15(b)(3)(a):
0.80
h. Ampacidad corregida del conductor a 90°C según sus factores de corrección:
30 A x 0.91 x 0.80 = 21.84 A
11. Dado que la ampacidad corregida del cable es de 21.84 A y la carga que circulara por dicho cable es de 20 A, este cable calibre 12 es suficiente para la selección de
A. Conductores en canalización
12. Pero también hay que determinar el conductor para
B. Conductores en terminales
Ya que un cable siempre estará conectado a una terminal en uno de sus extremos y a otra terminal en el otro de sus extremos, esto se realiza igualmente con la Tabla 310-15(b)(16), sin importar si el cable se encuentra en charola, gabinetes, ductos, etc. y este calculo siempre debe de hacerse.
13. Para el calculo de conductores en terminales, no hay factores de corrección de ningún tipo, solo se toma el valor de ampacidad directo de la tabla, es decir, la ampacidad que soporta ese cable en esa terminal con ese calibre del conductor. En este caso, un calibre 12 en una terminal de 75°C tiene una ampacidad de 25 A. Esta ampacidad es independiente de si esta en charolas, gabinetes, ductos, etc.
14. Por lo tanto, se debe de tomar el peor caso:
(Ampacidad del conductor en canalización) 21.84 A < 25 A (Ampacidad en terminales)
En este caso la peor ampacidad es la del conductor en la canalización con 21.84 A contra los 25 A de la ampacidad en terminales, aunque sea el mismo cable, se comporta diferente según el contexto. Lo mismo ocurre en charolas, gabinetes, ductos, etc. Pero el calculo que siempre se debe de hacer es el de terminales. Por eso tengan cuidado cuando seleccionen conductores en charolas, ya que la ampacidad de las tablas para charolas es mayor que la ampacidad de la Tabla 310-15(b)(16) que sirve para terminales.
15. Y como nuestra peor ampacidad cumple para la corriente del cálculo general de 20 A, este calibre 12 a 90°C, cumple satisfactoriamente
(Ampacidad del conductor en canalización) 21.84 A > 20 A (Corriente del cálculo)
Forma 2/3 de explicar
Cuando usar 60, 75 o 90 °C y que Ampacidad tengo en mi cable? Aqui mi explicacion.
Primero tenemos un cable que realmente se llama conductor (un cable seria algo mas complejo, por ejemplo, un conductor que no solo tiene un aislante sino que tiene varias capas, generalmente estan hechos de varios conductores aislados dentro de otro aislante o funda) y todo conductor esta hecho de cobre o aluminio.
Ademas tiene un tipo de aislamiento, por ejemplo THW-2, y cada tipo de aislante tiene una temperatura de operacion maxima asociada a ciertas condiciones de trabajo que nos da la tabla de la nom.
Ademas cada conductor tiene dos extremos o puntas como se le quiera llamar.
Cada punta del conductor se conecta a otro elemento, por ejemplo, a un interruptor, y esta conexion se realiza por medio de terminales, conectores, etc.
Cada terminal, conector, etc tiene un temperatura de operacion maxima.
Entonces las temperaturas de operacion maximas involucradas al seleccionar un conductor son (Temperatura Maxima de Operacion, TMO para abreviar):
1. TMO de aislante del conductor.
2. TMO de la terminal,etc de un extremo del conductor.
3. TMO de la terminal,etc del otro extremo del conductor.
Y no se quieran inventar que un cable puede tener mas de dos extremos, y si los tuviera solo seria de ir agregandolo a la lista.
De esos 3 TMO se elige el peor caso, la temperatura menor, osea, el eslabon mas debil y esa es la Temperatura BASE para hacer todos los calculos, le llamare TB, de Temperatura Base.
Si no pueden encontrar ni tampoco tienen TMO alguno de esos 3 elementos, se considera 60°C por defecto como lo son la mayoria de apagadores y contactos.
Si no hay factores de correcion, se usa directo la Temperatura Base para todos los calculos.
Vamos a poner el siguiente ejemplo:
1. TMO del conductor de 90°C para todos los casos
2. Ese conductor conectado a un interruptor temomagnetico (ITM) en una punta, el ITM es uno marca SQUARE D modelo QO que tiene una TMO para sus terminales de 75°C
3. Y en la otra punta de ese conductor hay un contacto que no dice nada, ni en el propio contacto ni en su ficha tecnica, asi que su TMO en sus terminales se considerara de 60°C
La TMO de 60°C se tomara como Temperatura Base para todos los calculos en este ejemplo por ser la peor TMO de las 3, y hasta aqui esta parte del ejemplo.
Bueno y cual tabla uso para la ampacidad?
La tabla 310-15(b)(16) se usa para lo que dice su propia descripcion, son para conductores en canalizacion, cable o directamente enterrados, pero ademas son para determinar la ampacidad de los conductores en terminales, que eso no dice directamente ahi. Asi que siempre se va a usar esta tabla para las terminales del conductor aunque sean conductores en charola.
Bueno, y los Factores de Correcion?
Los Factores de Correcion (FC) son el Factor de Temperatura (FT) que afecta a la ampacidad de conductor y el Factor de Agrupamiento (FA) que tambien afecta a la ampacidad del conductor.
Los FC como ya se vio afectan solo a la ampacidad de conductor y por ello es comprensible que solo le afecten a la Ampacidad de conductor y eso es lo que hacen precisamente.
En mi ejemplo anterior no se dijo ningun calibre, pero ya lo necesitamos para que se entienda mejor el ejemplo, supongamos un calibre 14. Supongamos que en mi ejemplo mis conductores estan dentro de una canalizacion, aplicaria usar la tabla 310-15(b)(16) para determinar la Ampacidad del conductor en dicha canalizacion. La TMO de mi conductor, osea el punto 1, en el ejemplo es de 90°C para todos los casos, a esa Ampacidad de 90°C le aplico los FC, seria lo mismo si fuera de 75°C, solo que se le aplicaria los FC de 75°C.
Ahora ya tengo una ampacidad corregida para el conductor de mi punto 1.
Ahora necesito buscar la ampacidad para mi punto 2 y 3, pero cual ampacidad?, pues la del calibre 14 tambien.
Para el punto 2 la TMO de las terminales es de 75°C, se toma directo la ampacidad de la tabla 310-15(b)(16) porque esa tambien es para terminales.
Para el punto 3 la TMO de las terminales es de 60°C, se toma directo la ampacidad de la tabla 310-15(b)(16) porque esa tambien es para terminales.
Ahora ya tenemos 3 ampacidades, la ampacidad final a elegir es el peor caso, la ampacidad mas baja de las 3.
Por eso los FC establecen un caso especial, sino se aplicara de ese modo, la ampacidad del punto 1 cuando hubiera FC siempre seria la mas baja y es por esto que en ciertos casos de FC sera mejor tener una TMO de 90°C y de hecho casi siempre es mejor tener la mas alta TMO posible.
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