La recomendación técnica de los fabricantes de los equipos que trabajan con energía eléctrica es que cada uno e independientemente tengan su circuito.
Esta es la razón por la cual se debe diseñar la instalación eléctrica contando con todos los equipo que se utilizaran.
En los hogares, locales comerciales o industrias que no se proyecto la colocación de nuevos equipos eléctricos se hace necesario calcular e instalar un nuevo circuito o ramal para cada equipo nuevo, y además, se hace necesario recalcular la acometida general y/o recalcular la carga contratada.
Tema afín: este articulo nos clarificara en algo la aplicación de breaker y conductores.
Tomado de:
www.electricaplicada.com
www.electricaplicada.comPorque se calculan los breakers o disyuntores al 125% de la corriente
En este articulo mostrare porque la norma NTC2050 (Norma colombiana desactualizada con respecto a la NEC) y NEC 2017, recomiendan que las protecciones eléctricas, breakers o disyuntores se dimensionen al 100% de la carga no continua + el 125% de la carga continua.
Porque la norma NEC y NTC2050 recomiendan que al dimensionar las protecciones eléctricas, estas sean 125% de corriente continua + 100% de corriente no continua?
Un disyuntor, breaker o protección eléctrica termo-magnética, está diseñado y evaluado para transportar el 100% de su corriente nominal durante un período indefinido de tiempo, bajo condiciones estándares (Underwriters Laboratories (UL) 489 Norma de seguridad para los disyuntores o breakers de caja moldeada (MCCB) y CB).
Las anteriores pruebas incluyen instalar al aire libre los disyuntores o breakers, es decir, sin un recinto, donde la temperatura ambiente se mantiene a 40ºC (aprox. 104ºF).
Bajo las anteriores condiciones, se requiere que los disyuntores o breakers de caja moldeada no se disparen a la corriente nominal. Sin embargo, comúnmente los disyuntores o breakers se diseñan frecuentemente al 80% de su corriente nominal bajo NEC Sec. 384 – 16 (c), por qué?
Para un típico disyuntor, breaker o protección eléctrica termo-magnética, las curvas publicadas por el fabricante indicarán el tiempo que tardan en disparar frente a sobrecargas dependiendo de la temperatura, sin embargo esta condición mostrada por el fabricante no tiene en cuenta la acumulación de calor alrededor de la trayectoria de corriente dentro del tablero, breaker o disyuntor, así como a lo largo de los conductores eléctricos.
Este calor (generado por el flujo de corriente) es en realidad lo que hace que el breaker o disyuntor se dispare, lo cual indica que no es solamente la magnitud del flujo de corriente la que produce el disparo.
Se dice que esta porción de la curva tiene una característica de tiempo inverso, lo que significa que el breaker o disyuntor se disparará en menos tiempo a niveles más altos de flujo de corriente.
Dado que tanto el breaker o disyuntor como el conductor reaccionan al calor, la temperatura de funcionamiento global del equipo se convierte en un factor importante en el dimensionamiento de un breaker o disyuntor cuando esta en una caja.
Otros factores que pueden afectar esta temperatura de funcionamiento incluyen:
• Tamaño y ubicación de la caja o tablero.
• Más de un dispositivo, alojado en la misma caja o tablero.
• Nivel de corriente que cada dispositivo lleva.
• Condiciones ambientales en el área del equipo.
El problema con las cargas continuas es el calor que se genera tanto en los conductores como en los terminales donde los conductores están conectados. El calor se produce cada vez que la corriente fluye a través de los conductores y a través de los terminales; pero, si los conductores tienen el tamaño correcto y las cargas no funcionan continuamente, el calor producido es insignificante.
Sin embargo, cuanto más tiempo fluye la corriente a través de un conductor o a través de los terminales donde está conectado, más se calientan. El NEC ha encontrado que las cargas operadas durante 3 horas o más provocan un calentamiento significativo que afecta negativamente a los conductores, terminaciones y dispositivos de sobre-corriente. Al aumentar el amperaje de los dispositivos de sobre-corriente y la capacidad máxima de los conductores para cargas continuas en un 125%, se compensa la acumulación de calor en los terminales del dispositivo de sobre-intensidad.
Los interruptores, disyuntores, breakers o protecciones de circuito son dispositivos térmicos-magnéticos; y, el aumento de calor en los terminales del interruptor puede hacer que un interruptor se dispare a una corriente por debajo del amperaje del interruptor. Un interruptor más grande compensará la acumulación de calor de cargas continuas al tener un punto de disparo térmico más alto. La configuración térmica de un interruptor de circuito es para proteger el circuito de sobrecargas, no de cortocircuitos. El calor adicional en los terminales del interruptor engañará al interruptor haciéndole creer que hay una sobrecarga en el sistema y provocará un disparo molesto.
El NEC requiere que los conductores para carga continua estén clasificados para el 125% de la corriente nominal de la carga. Aumentar la capacidad de los conductores para cargas continuas ayuda a reducir la acumulación de calor en los terminales de un dispositivo de sobre-corriente. El conductor actúa como un disipador de calor y aleja el calor de los terminales del interruptor y reduce el disparo molesto causado por la acumulación térmica dentro del interruptor.
Lo anterior significa que el simple diseño de un breaker o disyuntor para soportar el 100% de su corriente nominal sólo controla parte del problema y por tanto el equipo debe ser capaz de sostener de manera segura el calor generado por todas las fuentes sin embargo para asegurar su funcionamiento la NEC aplica el factor de seguridad de 125% para cargas continuas + el 100% para cargas no continuas.
El Artículo 210.20 de la NEC expresa lo siguiente:
“210.20 Protección contra sobre-corriente. Los conductores y equipos de circuitos derivados deben estar protegidos por dispositivos de protección contra sobre-corriente que tengan una clasificación o configuración que cumpla con 210.20 (A) a (D).
(A) Cargas continuas y no continuas. Cuando un circuito derivado suministra cargas continuas o cualquier combinación de cargas continuas y no continuas, la clasificación del dispositivo de sobre-corriente no debe ser inferior a la carga no continua más el 125 por ciento de la carga continua.
Excepción: cuando el ensamblaje (Tablero, cuadro de distribución, gabinete etc.), incluidos los dispositivos de sobre-corriente que protegen el circuito o los circuitos derivados, se encuentran certificados para operación al 100 por ciento de su corriente, se debe permitir que la clasificación de amperaje del dispositivo de sobre-corriente no sea menor que la suma de la carga continua más la carga no continua.
Según lo anterior un tablero o encerramiento eléctrico y dispositivo de sobre-corriente, disyuntor o breaker que protege cargas continuas y no continuas debe tener una capacidad no menor a la suma del 100% por ciento de las Cargas no continuas más el 125% por ciento de la carga continua, según el artículo 210-202 de la NEC. Ojo!!!! no es solo la protección es también el tablero eléctrico el que deberá estar certificado.
Debido a que comúnmente no sabemos con exactitud si las cargas a conectar son continuas o no continuas, se toma la peor condición, ósea que se asume que las cargas son continuas, aplicando el 125% de la corriente nominal para calcular la protección.
Si por el contrario sabemos cual carga es continua y cual no, debemos aplicar el 100% de la corriente para carga no continua mas el 125% de la carga continua, ver el próximo ejemplo:
Existen casos en que la protección pueda conducir el 100% de la corriente continua, por lo tanto en estos casos se podrá utilizar el 100% de la corriente continua mas en 100% de la corriente no continua. Si se va a utilizar este caso se debe certificar por el fabricante que la protección y el encerramiento es capaz de conducir el 100% de la corriente continua, ojo!!!! cuando se utilice esta excepción se debe estar muy seguro de las certificaciones de los productos.
Cuando se podrá utilizar breakers o protecciones eléctricas con el 100% de la carga continúa.
Tenemos claro que el conductor siempre se selecciona al 125% de la carga continua + el 100% de la carga no continua, pero la inquietud y discusión siempre esta en la protección o breaker, tengamos presente que la protección (OCPD ) se selecciona para garantizar la protección del conductor. La excepción que permite dimensionar el OCPD para el 100% de la carga continua más la carga no continua dice lo siguiente:
“Excepción: Cuando el ensamblaje, incluidos los dispositivos de sobre-corriente que protegen el circuito o los circuitos derivados, se certifiquen para funcionar al 100 por ciento de su corriente, se debe permitir que el dispositivo de sobre-corriente no sea menor que la suma de la carga continua más la Carga no continua.
Estas palabras o similares, se pueden encontrar en cada uno de los artículos clave mencionados anteriormente para circuitos, alimentadores y servicios derivados. Observe que la excepción se refiere al OCPD (Breaker o protección) y al ensamblaje en el que están instalados. Por lo tanto, es importante entender cómo se prueba un OCPD según su listado UL.
El siguiente texto está tomado de la norma UL 489, Interruptores automáticos de caja moldeada y recintos de interruptores automáticos.
“9.1.4.4 Un disyuntor (Interruptor), con un frame de 250 A o mayor, o de polos múltiples de cualquier amperaje nominal y de más de 250 V; y destinado a la operación continua al 100 por ciento de la clasificación, debe estar marcado: “Adecuado para la operación continua al 100 por ciento de la calificación solo si se usa en un tipo de caja de interruptor (Cat. No.) ____ o en un espacio de ___ by ___ by ___ mm (pulgadas) ”. Se permitirá el equivalente. Ubicación Categoría C. Los espacios en blanco se deben completar con las dimensiones mínimas. “
Carga continua según la NTC2005 y la NEC:
En el artículo 100, la NEC/NTC2050 define una carga continua como “una carga en la que se espera que la corriente máxima continúe durante 3 horas o más. Por lo tanto, es fundamental entender que se trata de una carga a su máxima corriente, sin interrupción durante al menos 3 horas.
