En este articulo se explica los parámetros a tener en cuenta para calcular la protección eléctrica (Breaker) de un circuito ramal eléctrico.
Además se presenta una calculadora de amperaje de protecciones y breakers, con explicación de la diferencia entre cargas continuas y no continuas.
Se aclara como considera la NEC un tomacorriente duplex, se aclara si se puede conectar o no de un circuito de 20A un receptaculos/tomacorrientes de 15A amperios, se explica la diferencia entre equipos fijos y no fijos.
Se explicaran algunas inquietudes comunes de los artículos 210.20 al 210.25 de la NEC, que informan sobre la protección de circuitos ramales, ademas se aclarara punto a punto los artículos y subarticulos.
A través del articulo encontraras tablas, ejemplos, imágenes, notas explicativas y aclaratorias, que ayudan a entender fácilmente la protección de circuitos ramales según la NEC/NFPA70/NTC2050.
En negro se presenta la interpretación de la NEC de ingles a español, si bien se ha buscado hacer una interpretación muy buena se debe tener presente que esta no es una interpretación oficial de la NFPA.
En azul se muestra la explicación e interpretación de los electricistas colaboradores de la pagina, si bien se ha intentado explicar de la manera mas clara posible e inclusive con imágenes, notas, tablas etc estas no son explicaciones o imágenes oficiales de la NFPA.
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Calculo de protección de sobrecorriente en circuitos ramales (Art. 210.20):
Los conductores y equipos de un circuito ramal deben estar protegidos por dispositivos de protección contra sobrecorriente que tengan una clasificación o ajuste de corriente que cumpla con 210.20 (A) a (D).
(A) Cargas continuas y no continuas.
Cuando un circuito ramal suministra potencia a cargas continuas o cualquier combinación de cargas continuas y no continuas, la corriente del dispositivo de sobrecorriente no debe ser menor que la carga no continua más el 125 por ciento de la carga continua. Ver Figura 1
¿Que es una carga continua y no continua?. Ejemplo de calculo de ramal con cargas continua y no continua. Aclaraciones y explicación Articulo 210.20 con imagen:
La figura 1, muestra un ejemplo de cálculo de la corriente mínima de un circuito ramal para una carga continua (iluminación de una tienda):
Figura 1. Carga o potencia continua al 125%.
Definición carga continua (NEC 2017): Es una carga donde se espera que la corriente máxima sea continua durante 3 horas o más.
Definición carga no continua (NEC 2017): Es una carga donde se espera que la corriente máxima no sea continua durante 3 horas o más.
Esta definición lo que indica es que una carga es continua cuando permanece encendida durante mas de 3 horas, y es no continua cuanto permanece por menos de 3 horas.
Excepción: cuando el ensamblaje, caja o gabinete, incluidos los dispositivos de sobrecorriente que protegen los circuitos ramales, están certificados para funcionar al 100 por ciento de su capacidad nominal, se debe permitir que la capacidad de amperaje del dispositivo de sobrecorriente sea no menor que la suma de la carga continua más la carga no continua.
Aclaración del calculo del cableado del circuito ramal vs la protección de sobrecorriente
Aunque 210.19 (A) (1) requiere que los conductores del circuito tengan una ampacidad basada en el mayor de estos criterios:
• No menos de la suma del 100 por ciento de la carga no continua más el 125 por ciento de la carga continua.
• No menos de la carga máxima a servir después de la aplicación de cualquier factor de ajuste o corrección.
La corriente del dispositivo de sobrecorriente no puede exceder la suma del 100 por ciento de la carga no continua más el 125 por ciento de la carga continua.
(B) Protección del conductor
Los conductores deben estar protegidos de acuerdo con 240.4. Los cables flexibles y los accesorios deben estar protegidos de acuerdo con 240.5.
(C) Equipo
La capacidad nominal o ajuste del dispositivo de protección contra sobrecorriente no debe exceder la especificada en los artículos aplicables que se indican en la Tabla 240.3 para el equipo.
(D) Salidas eléctricas (Salidas de Tomacorrientes, salidas de lamparas etc)
El valor nominal o ajuste no debe exceder lo especificado en la sección 210.21 para dispositivos de salidas eléctricas.
Protección salidas eléctricas (Art. 210.21):
Dispositivos de salida. Los dispositivos de salida como tomacorrientes, portalamparas deberán tener una clasificación en amperes que no sea menor que la carga a servir y deberán cumplir con lo estipulado en 210.21 (A) y (B).
Protección de Portalámparas (Art. 210.21 (A))
Cuando estén conectados a un circuito ramal que tenga una corriente superior a 20 amperios, los portalámparas serán del tipo de servicio pesado. Un portalámparas de servicio pesado debe tener una capacidad de potencia de no menos de 660 vatios (Watts) si es de tipo de medio, o no menos de 750 vatios (Watts) si es de cualquier otro tipo.
Aclaración de uso de portalámparas fluorescentes. ¿Que son portalámparas de servicio pesado?
Los portalámparas fluorescentes no están clasificados como de servicio pesado, por lo que no se permite instalar luminarias fluorescentes en circuitos de más de 20 A
Solo el portalámparas con base media se reconocen como de servicio pesado con una potencia de 660 vatios. Se requiere que otros portalámparas tengan una clasificación de no menos de 750 vatios para ser reconocidos como de servicio pesado. Este requisito prohíbe el uso de portalámparas de carcasa de tornillo de base media en circuitos derivados que superen los 20 amperios.
Protección de tomacorrientes o receptáculos. (Art. 210.21 (B))
(1)Tomacorriente único en un circuito ramal individual. Un solo tomacorriente o receptáculo instalado en un circuito ramal individual debe tener un amperaje no menor que el del circuito ramal. Ver figura 2.
Excepción No. 1: Un tomacorriente o receptáculo instalado de acuerdo con 430.81 (B).
Excepción No. 2: Se debe permitir que un tomacorriente o receptáculo instalado exclusivamente para el uso de un soldador de arco conectado por cable y enchufe tenga un amperaje no menor que la ampacidad mínima del conductor del circuito derivado determinada por 630.11 (A) para soldadores de arco .
Ejemplo y aclaración de protección de tomacorrientes en circuitos ramales:
Un solo tomacorriente o receptáculo instalado en un circuito ramal individual debe tener un amperaje no menor que el del circuito ramal.
Por ejemplo, un solo tomacorriente o receptáculo en un circuito ramal individual de 20 amperios debe tener una capacidad nominal de 20 amperios de acuerdo con 210.21 (B) (1); sin embargo, se permiten dos o más tomas o receptáculos individuales de 15 amperios o un receptáculo dúplex de 15 amperios en un circuito ramal de 20 amperios de acuerdo con 210.21 (B) (3).
Nota: Un solo receptáculo o tomacorriente tiene un solo dispositivo de contacto para conectar equipos [Artículo 100]; Esto significa que un receptáculo dúplex se considera como dos receptáculos.
(2) Carga total conectada con cordón y clavija
Cuando esté conectado a un circuito ramal que suministra corriente a dos o más tomacorrientes o salidas, el tomacorriente no debe alimentar una carga total conectada con cordón y clavija que supere el máximo establecido en la Tabla 210.21(B)(2). Ver figura 3.
Aclaración de como considera el NEC un receptáculo dúplex e imagen con ejemplo de uso del Art. 210.21 (B)(2) :
Nota: Un receptáculo dúplex tiene dos dispositivos de contacto en el mismo toma[Artículo 100]. Esto significa que un receptáculo dúplex en un circuito ramal lo convierte en un circuito ramal con múltiples receptáculos.
(3) Valor nominal del tomacorriente.
Donde estén conectados a un circuito ramal que alimente dos o más salidas o tomacorrientes, el valor nominal de los tomacorrientes debe corresponderse con los valores especificados en la Tabla 210.21(B)(3) o, donde fuera mayor de 50 A, el valor nominal del tomacorriente no debe ser menor que el valor nominal del circuito ramal.
EXCEPCIÓN Nro. 1 Debe permitirse que los tomacorrientes instalados exclusivamente para uso de uno o más soldadores de arco conectados con cordón y clavija tengan una capacidad de corriente no menor que la mínima de los conductores del circuito ramal, determinada en 630.11(A) o (B) para soldadores de arco.
EXCEPCIÓN Nro. 2 Se permite que la capacidad de corriente de un tomacorriente instalado para alumbrado por descarga eléctrica se base en lo que se indica en la sección 410.62(C).
(4) Valor nominal de tomacorriente para estufa. Debe permitirse que el valor nominal de un tomacorriente para estufa se base en la carga de demanda de una sola estufa, como se especifica en la Tabla 220.55.
Cargas permitidas, circuitos ramales individuales (Art. 210.22 )
Se debe permitir que un circuito ramal individual suministre cualquier carga para la que esté diseñado, pero en ningún caso la carga excederá la capacidad de amperaje del circuito ramal.
¿Que es un circuito ramal individual?
El equipo de suministro de energía a vehículos eléctricos es un ejemplo de equipo que esta alimentado por un circuito ramal individual.
Cargas permitidas, circuitos ramales con múltiples salidas (Tomacorrientes, receptáculos etc) (Art. 210.23 )
En ningún caso la carga excederá el amperaje del circuito ramal.
Un circuito ramal que alimente dos o más salidas o tomacorrientes debe alimentar solamente las cargas especificadas, de acuerdo con su tamaño, según lo especificado en las secciones 210.23(A) hasta (D) y de conformidad con lo resumido en la sección 210.24 y en la Tabla 210.24.
(A) Circuitos ramales de 15 y 20 amperios
Se debe permitir que un circuito ramal de 15 o 20 amperios suministre unidades de iluminación u…otro equipo de utilización, o una combinación de ambos, y deberá cumplir con 210.23 (A) (1) y (A) (2). Ver figura 5.
EXCEPCIÓN Los circuitos ramales para pequeños artefactos, el circuito ramal para lavandería y los circuitos ramales para cuartos de baño exigidos para la(s) unidad(es) de vivienda en las secciones 210.11(C)(1), (C)(2) y (C)(3), sólo deben alimentar las salidas de tomacorrientes especificadas en esa sección.
(1) Equipo conectado con cordón y clavija que no está fijo en su lugar.
El valor nominal de cualquier equipo individual de utilización conectado mediante cordón y clavija que no esté fijo en su lugar no debe superar… el 80% del valor de la corriente nominal del circuito ramal. Ver figura 4.
(2) Equipo de utilización fijo en su lugar.
El valor nominal total del equipo de utilización fijo en su lugar, diferente de luminarias, no debe superar…el 50 % del valor de la corriente nominal del circuito ramal, cuando también se alimenten unidades de alumbrado o equipos de utilización conectados con cordón y clavija no fijos en su sitio, o ambos. Ver figura 6.
Aclaraciones, ejemplos y explicación circuitos ramales fijos y no fijos Art. 210.23(A)(1)(2):
Un circuito ramal de 15 o 20 amperios que suministre potencia a salidas de iluminación también puede suministrar a equipos de utilización fijo en su lugar, como un lavavajillas.
La carga del equipo de utilización, ya sea cableada directa o cable y enchufe, no debe exceder el 50 por ciento de la clasificación de amperios del circuito derivado (7,5 amperios en un circuito de 15 amperios y 10 amperios en un circuito de 20 amperios).
El requisito no se aplica a un circuito ramal que suministra solo potencia a equipos de utilización fijos en el lugar. Por ejemplo, en un circuito ramal de 20 amperios que suministra un triturador de basura y un lavavajillas, ninguno de los electrodomésticos está restringido al 50 por ciento (10 amperios) de la clasificación del circuito ramal. La carga combinada de los dos electrodomésticos no puede exceder los 20 amperios.
UL y otros laboratorios de prueba certifican equipos portátiles (como secadores de cabello) hasta el 100 por ciento del amperaje del circuito. El NEC es un estándar de instalación, no un estándar de producto, por lo que no puede prohibir esta práctica. Realmente no hay forma de limitar la carga al 80 por ciento de la capacidad del circuito ramal si los laboratorios de pruebas permiten que el equipo se fabrique para el 100 por ciento de la capacidad del circuito.
(B) Circuitos ramales de 30 A
Debe permitirse que un circuito ramal de 30 A alimente unidades fijas de alumbrado con portabombillas de servicio pesado en unidades distintas de unidades de vivienda, o equipos de utilización en cualquier tipo de ocupación. El valor nominal de cualquier equipo de utilización conectado con cordón y clavija no debe superar el 80 % de la corriente nominal del circuito ramal.
(C) Circuitos ramales de 40 y 50 A
Debe permitirse que un circuito ramal de 40 o 50 A alimente artefactos de cocina fijos en…cualquier ocupación. En otras unidades diferentes a las de vivienda, debe permitirse que tales circuitos alimenten unidades fijas de alumbrado con portabombillas de servicio pesado, unidades de calefacción por infrarrojos u otros equipos de utilización.
(D) Circuitos ramales de más de 50 A
Los circuitos ramales de más de 50 A sólo deben alimentar salidas…para cargas que no sean para alumbrado.
Requisitos de protección de los circuitos ramales – resumen (Art. 210.24 )
En la Tabla 210.24 se resumen los requisitos de los circuitos que tengan dos o más salidas o tomacorrientes distintos de los circuitos descritos en las secciones 210.11(C)(1), (C)(2) y (C)(3) están resumidos en la tabla 210.24. Esta tabla sólo brinda un resumen de los requisitos mínimos. Véanse las secciones 210.19, 210.20 y 210.21 para los requisitos específicos que se aplican a los circuitos ramales.
Circuitos ramales en edificios con más de una ocupación (Art. 210.25).
(A) Circuitos ramales para unidades de vivienda
Los circuitos ramales en cada unidad de vivienda solo deben alimentar cargas dentro de esa unidad de vivienda, o cargas asociadas únicamente con esa unidad de vivienda.
(B) Circuitos ramales para áreas comunes
Los circuitos ramales instalados para propósitos de alumbrado, alarmas centrales, señales, comunicaciones u otros propósitos para áreas públicas o comunes de viviendas bifamiliares, viviendas multifamiliares o edificios de ocupación múltiple no se deben alimentar de equipos que den suministro a una unidad de vivienda individual o un espacio habitable.
Aclaraciones y explicación de lo que se puede alimentar desde los circuitos ramales de edificios con mas de una ocupación:
Además de prohibir que los circuitos ramales alimenten a más de una unidad de vivienda, 210.25 también prohíbe que un circuito ramal de una unidad de vivienda individual suministre sistemas, equipos o iluminación de zonas comunes.
Los circuitos de áreas comunes en ocupaciones que no sean unidades de vivienda están sujetos a este requisito.
Los circuitos ramales de «carga doméstica» deben alimentarse desde tableros que no suministren directamente circuitos ramales para una ocupación individual o espacio de inquilino. Este requisito permite el acceso a los medios de desconexión del circuito ramal sin la necesidad de ingresar al espacio de los inquilinos. El requisito también evita que un inquilino apague los circuitos importantes que pueden afectar a otros inquilinos.