Los sistemas eléctricos, por su naturaleza, transmiten energía de un punto a otro y generan calor. Por esta razón, es muy importante diseñar circuitos que consideren la demanda y condiciones de instalación.

Asegurar la temperatura nominal asociada a la ampacidad de un conductor es vital. Para ello, se debe elegir y coordinar de modo que esta no supere el máximo permitido de cualquier terminal, conductor o dispositivo conectado, según requiere la Sección 110.14(C) del NEC® 2017.

De acuerdo con la Sección 310.15(A)(3), ningún conductor o un grupo de estos deben utilizarse de modo que su temperatura de funcionamiento supere el máximo para el cual fueron diseñados de manera independiente, según sea el tipo de circuito, el sistema de instalación o el número de conductores.

En una instalación de conductores eléctricos en una canalización, se distinguen dos zonas por las que circula la corriente: la zona de los terminales y la zona de los conductores entre los equipos. Hay que tener presente que los conductores deben cumplir de forma independiente, los requisitos del NEC para cada zona.

ZONA DE LOS TERMINALES:

La Sección 110.14(C) indica que, si el circuito eléctrico es de 100 A nominales o menos, la ampacidad permisible del conductor a ser conectado en los terminales de sus equipos, debe ser tal que la temperatura máxima del terminal sea 60°C. Si el circuito es de más de 100 A nominales, la ampacidad permisible del conductor debe ser tal que la temperatura máxima del terminal sea de 75°C.

Para la zona de los terminales, se determina el tamaño mínimo del conductor y de la protección de sobrecorriente, tomando como base el 125% de la carga continua más la carga no continua, de acuerdo con las Secciones 215.2(A)(1)(a) y 215.3. Esto permite el equilibrio térmico en operación normal.

Las ampacidades usadas en la determinación de las disposiciones para los terminales de los equipos se deben tomar de la Tabla 310.15(B)(16), independientemente del método de cableado usado.

El tipo de carga, continua y/o no continua, no inciden en la temperatura del terminal, pero sí es un determinante para definir el valor nominal del dispositivo de protección contra sobrecorriente de la instalación y el tamaño mínimo del conductor en los terminales.

ZONA DE LOS CONDUCTORES ENTRE LOS EQUIPOS:

Se determina el tamaño del conductor utilizando la carga máxima circulante (100% de la carga continua más 100% de la carga no continua) y las condiciones de uso en todo el trayecto de la canalización, según la Sección 215.2(A)(1)(b). Estos requerimientos son diferentes a los que deben de cumplir con los terminales.

De acuerdo con la Sección 310.15(B), la ampacidad permisible de conductores instalados en canalizaciones se debe buscar en la Tabla 310.15(B)(16). Observando esta tabla, los valores de carga continua máxima, que permiten obtener una temperatura igual a la temperatura de los terminales, contienen un 25% más de corriente que la requerida para la temperatura del terminal.

Por ejemplo, para un cable 1/0 AWG la corriente continua, que origina una temperatura de 75°C en el terminal, es de 120 A y con esa corriente se produce una temperatura menor a 60°C en el conductor dentro de la canalización (ya que según Tabla 310.15(B)(16), una corriente de 125 A produciría una temperatura de 60°C).

En general, se puede decir que, en una canalización bajo condiciones normales de uso, todos los conductores tendrán una temperatura menor a 60°C, independientemente del circuito, cuando la corriente circulante es la misma que la que produce una temperatura en los terminales de 60 o 75°C.

Los límites de temperatura en la zona de terminales están establecidos, de modo que no superan la temperatura máxima de cualquiera de sus terminales: 60°C o 75°C; y en la zona de los conductores entre los equipos, en condiciones normales de uso, los cables no superan los 60°C, independientemente de la temperatura del terminal.

Para condiciones no normales de uso, la aplicación de los factores de degrado (factores de corrección y factores de ajuste) para el cálculo del calibre de los conductores, determina que los límites de temperatura en la canalización pueden aumentar, pero no más que la temperatura nominal del conductor (60°C, 75°C o 90°C). En estas condiciones, los límites de temperatura en los terminales no se ven afectados.

Se puede usar un conductor cuya temperatura nominal es 90°C durante el proceso de degrado, siempre que sea capaz de llevar la corriente circulante real y que el dispositivo de protección de sobrecorriente de la instalación proteja al cable resultante.

Seguir estrictamente los requerimientos de la normativa vigente NFPA70 para conseguir la coordinación de la ampacidad del conductor con la temperatura nominal máxima de cualquier terminal o dispositivo conectado, es esencial para que no se sobrepasen los límites de temperatura y se eviten los riesgos eléctricos que puedan generar sobrecalentamientos, activaciones innecesarias de los dispositivos de protección, cortocircuitos o incendios.

Las condiciones normales de uso están definidas en la Tabla 310.15(B)(16) del NEC® 2017.

Fuente: Ing. Eduardo Gómez, Ing. Mauricio Corredera, Inga. Jennifer Rodríguez.