Clasificación de temperatura de cables y terminales de equipos a 60°C, 75°C y 90°C según NEC/NFPA70/NTC2050¡¡¡ PREMIUM !!!

Es común que exista confusión sobre la clasificación de temperatura de los cables y los requisitos de temperatura de las terminales eléctricas, tanto de los equipos como de los mismos cables.

Sin embargo en el Código Eléctrico Nacional (NEC/NFPA70/NTC2050), en los estándares de prueba de productos y la literatura de los fabricantes, se puede encontrar mucha información, además de lo que aclararemos en este articulo.

La idea es mostrar como se debe coordinar la clasificación de temperatura entre conductores y terminales a 60°C, 75°C y 90°C.

¿Cómo coordinar la clasificación de temperatura en el cableado eléctrico y terminales?

Los conductores tienen una clasificación de temperatura específica basada en el tipo de aislamiento. Los tipos de aislamiento comunes se pueden encontrar en el articulo 310.10 del NEC, y las ampacidades correspondientes se pueden encontrar en la Tabla 310-15(B)(16).

Articulo 310.10…Los conductores y cables aislados usados en lugares secos y húmedos deben ser de los tipos FEP, FEPB, MTW, PFA, RHH, RHW, RHW-2, SA, THHN, THW, THW-2, THHW, THWN, THWN-2, TW, XHH, XHHW, XHHW-2, Z o ZW.

….Lugares mojados, tipos: MTW, RHW, RHW-2, TW, THW, THW2, THHW, THWN, THWN-2, XHHW, XHHW-2, ZW.

Tabla 310.15 (B)(16)

La Figura 1 muestra la coordinación de cable 1/0 THHW a 75ºC con protección o breaker de 150A a 75ºC

---

---

La ampacidad del conductor 1/0 Cu (Cobre) depende de la clasificación de temperatura del aislamiento como se puede observar en la Tabla 310-15(B)(16). Para diferentes aislamientos y temperaturas se tienen diferentes capacidades de conducción de corriente.

Con la misma necesidad de amperios, se puede usar un conductor más pequeño con un aislamiento de mayor capacidad en temperatura en lugar de un conductor más grande con un aislamiento de menor capacidad en temperatura. Como resultado, se puede reducir la cantidad de cobre que se requiere para llevar una corriente determinada, simplemente cambiando el aislamiento del conductor. Por ejemplo:

Los conductores deben dimensionarse considerando dónde terminarán y cómo se clasifica esa terminal en cuanto a la temperatura y ampacidad. Si una terminación o terminal está clasificada para 75 ° C, la temperatura máxima en esa terminación es de 75 ° C cuando el equipo se carga a su máxima capacidad.

Consideremos el siguiente ejemplo (Figura 2) donde las terminales de la protección o disyuntos están certificados para 75ºC y el conductor esta clasificado para 90 ° C.

Lo anterior puede provocar un sobrecalentamiento en la terminación o una apertura prematura del dispositivo de sobrecorriente debido al tamaño del conductor más pequeño.

Cuando se selecciona un conductor para llevar una corriente específica, el usuario/instalador o diseñador debe conocer las clasificaciones de temperatura de las terminales para el equipo en el circuito.

Por ejemplo,

Por lo tanto según la tabla, se aceptara un conductor de cobre 1/0 THHN a 75ºC. La instalación sería como se muestra en la Figura 1, con una disipación de calor adecuada en las terminales así como a lo largo de la longitud del conductor. Si no se hubiera tenido en cuenta la clasificación de temperatura de la terminal, se podría haber elegido un conductor N ° 1 AWG, basado en la ampacidad de 90 ° C, sin embargo esto seria un error como se muestra en la Figura 2.

En este mismo ejemplo, un conductor con un tipo de aislamiento de 75 ° C (THW, RHW, USE, etc.) también sería aceptable ya que las terminales tiene una clasificación de 75 ° C. Un tipo de aislamiento (TW) de 60 ° C no es aceptable ya que la temperatura en la terminal podría elevarse a un valor mayor que la clasificación de temperatura de aislamiento del conductor.

Exigencias del NEC con respecto a la clasificación de temperaturas de los conductores y terminales

Equipo clasificado para 100 A o menos: NEC/NFPA70/NTC2050 110-14 (c) (1) (a) hasta (d):

Para equipos con terminales de circuitos con una clasificación de 100 A o menos o marcados para conductores No. 14 AWG a No. 1 AWG, el NEC/NFPA70/NTC2050 permite que los conductores se utilicen en función de las siguientes cuatro condiciones:

A. CONDUCTORES CLASIFICADOS A 60 ° C (VER FIGURA 3).

B. CONDUCTORES CON CLASIFICACIONES DE TEMPERATURA MÁS ALTAS, SIEMPRE QUE LA AMPACIDAD SE DETERMINE EN FUNCIÓN DE LA AMPACIDAD DE 60 ° C DEL CONDUCTOR (VER FIGURA 4).

C. CONDUCTORES CON CLASIFICACIONES DE TEMPERATURA MÁS ALTAS, SIEMPRE QUE EL EQUIPO ESTÉ LISTADO E IDENTIFICADO PARA SU USO CON DICHOS CONDUCTORES (VER FIGURA 5).

D. CONDUCTORES PARA APLICACIONES DE MOTOR ESPECÍFICAS (VER FIGURA 6). ESTE PERMISO ES ESPECÍFICO PARA MOTORES DE DISEÑO B, C, D O E PORQUE LA TEMPERATURA DE ESOS MOTORES SE EVALÚA CON CONDUCTORES BASADOS ​​EN UNA AMPACIDAD DE 75 ° C DE ACUERDO CON NEMA MG-2 (NORMA DE SEGURIDAD PARA LA CONSTRUCCIÓN Y GUÍA PARA LA SELECCIÓN, INSTALACIÓN Y USO DE MOTORES Y GENERADORES ELÉCTRICOS).

Equipo clasificado por encima de 100A: NEC/NFPA70/NTC2050 110-14 (c) (2) (a) y (b)

Para equipos con terminales clasificadas por encima de 100 A o marcados para conductores mayores que No. 1 AWG, el NEC/NFPA70/NTC2050 110-14 (c) (2) (a) y (b) permite que los conductores se utilicen en base a las siguientes condiciones:

A. CONDUCTORES CLASIFICADOS A 75 ° C (VER LA FIGURA 7).

B. CONDUCTORES CON CLASIFICACIONES SUPERIORES A 75 ° C SIEMPRE QUE LA AMPACIDAD DEL CONDUCTOR NO EXCEDA LA AMPACIDAD DE 75 ° C DEL TAMAÑO DEL CONDUCTOR UTILIZADO (VER FIGURA 8).

ESTA CONDICIÓN TAMBIÉN PERMITE QUE LOS CONDUCTORES SE UTILICEN EN AMPACIDADES SUPERIORES A 75 ° C SI EL EQUIPO ESTÁ CERTIFICADO E IDENTIFICADO PARA LA CLASIFICACIÓN MÁS ALTA. SIN EMBARGO, PARA EQUIPOS CON UNA CLASIFICACIÓN DE 600 V Y MENOS, NO HAY NINGÚN EQUIPO CERTIFICADO CON CLASIFICACIONES DE TERMINACIÓN SUPERIORES A 75 ° C.

Temperatura de terminales de equipos vs clasificaciones de temperatura de aislamiento del conductor (resumen) :

El uso de la anterior tabla es sencilla, Ejemplo: cuando un equipo tiene terminales a 75ºC  (Columna 1), no se puede usar cables con temperatura de solo 60ºC (columna 2), pero si cables con temperatura de 75ºC y utilizar la capacidad de corriente a 60ºC o 75ºC, también cables a 90ºC (Columna 3) y utilizar la capacidad de corriente a 60ºC o 75ºC.

Ejemplo:

Clasificación de temperatura para terminales de conductores eléctricos

Cuando las terminales están dentro de equipos como tableros de distribución, centros de control de motores, tableros de distribución, disyuntores encerrados, interruptores, etc., siga la clasificación de temperatura identificada en la etiqueta del equipo en lugar de la clasificación de temperatura que aparece en la terminal de los cables.

Los fabricantes suelen utilizar terminales de cables con clasificación de 90 ° C (es decir, marcadas con AL9CU) en equipos con una clasificación de solo 60 ° C o 75 ° C, cuando esto ocurre se debe manejar la menor temperatura en todos los componentes (Cables, terminales, equipo y protección).

Terminales de equipos disponibles a 60°C, 75°C o 90°C

Recuerde que un conductor tiene dos extremos y que la terminación en cada extremo debe tenerse en cuenta al aplicar las reglas de dimensionamiento.

Por ejemplo,

En equipos de más de 600 V, el efecto del conductor como disipador de calor se minimiza y se encuentran disponibles con temperaturas superiores a 75 ° C. NEC 110-40 reconoce que los conductores con tamaños basados ​​en la ampacidad de 90 ° C se pueden usar en instalaciones de más de 600V.

En la Figura 9 se muestra un ejemplo de cómo se puede usar un cable de 90 ° C a su ampacidad de 90 ° C. Tenga en cuenta que el conductor no termina directamente en el equipo de distribución, sino en una terminal o caja de derivación con terminaciones clasificadas para 90 ° C .

Con frecuencia, se pregunta a los fabricantes cuándo estarán disponibles los equipos de distribución con terminaciones que permitan conductores de 90 ° C a la ampacidad de 90 ° C. Esto requeriría no solo un rediseño significativo del equipo (para manejar el calor adicional), sino también la coordinación del equipo aguas abajo donde termina el otro extremo del conductor. También tendrían que ocurrir cambios significativos en los estándares de prueba / certificado de productos.

Una nota final sobre el equipo: algunos equipos requieren que los conductores que terminan en el equipo tengan una clasificación de aislamiento de 90 ° C, pero una ampacidad basada en 75 ° C o 60 ° C. Este tipo de equipo puede incluir protecciones/breakers con capacidad nominal del 100 por ciento, accesorios de iluminación fluorescente, etc., y está marcado para indicar tal requisito. Consulte con el fabricante del equipo para ver si debe tener en cuenta alguna consideración especial.

¿Qué pasa con los conductores de temperatura más alta y los factores de corrección?

Una ventaja de los conductores con índices de aislamiento más altos se observa cuando se aplican factores de corrección por temperatura. Esta ventaja se indica en la última oración de NEC 110-14 (c): «Se permitirá el uso de conductores con clasificaciones de temperatura más altas que las especificadas para las terminales para ajuste, corrección o ambos» de la ampacidad.

Es posible que se requieran factores de corrección debido a la cantidad de conductores en una tubería, temperaturas ambiente más altas o requisitos de diseño interno para una instalación. Al comenzar el proceso de reducción de potencia con la ampacidad del conductor en función del valor de aislamiento más alto, es posible que no tenga que aumentar el tamaño del conductor para compensar la reducción.

Recuerde estos puntos mientras estudia el proceso de corrección por temperatura:

• El valor de ampacidad determinado después de aplicar los factores de reducción debe ser igual o menor que la ampacidad del conductor según las limitaciones de temperatura en sus terminales.
• La ampacidad reducida se convierte en la ampacidad permitida del conductor, y el conductor debe estar protegido contra sobrecorriente de acuerdo con esta ampacidad permitida.

Ejemplo del proceso de corrección de ampacidad de conductores:

Calculo, utilizando un conductor a 75 ° C con aislamiento THWN:

EL COBRE DE 300 KCMIL TIENE UNA AMPACIDAD A 75 ° C DE 285A.

Calculo, utilizando un conductor de 90 ° C como THHN:

El cobre de 250 kcmil tiene una ampacidad a 90 ° C de 290A.

Por lo tanto, cuando utilice conductores de 90 ° C para reducir la capacidad nominal, puede comenzar a reducir la capacidad nominal a la ampacidad de 90 ° C. Debe comparar el resultado del cálculo con la ampacidad del conductor según la clasificación de las terminales (60 ° C o 75 ° C). El menor de los dos números se convierte en la ampacidad permitida del conductor.