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Mar 27, 2023

En qué se equivocan la mayoría de los técnicos sobre el tamaño de los cables

ETIQUETA PORTADORA: Una etiqueta de datos que muestra un disyuntor máximo de 50 amperios con un mínimo de 31,4

ETIQUETA DEL PORTADOR:Una etiqueta de datos que muestra un disyuntor máximo de 50 amperios con una ampacidad mínima de 31,4, que todavía permite un circuito n.º 10 con un cable de 75 °C y clasificación de terminación.

CONTACTO:Una etiqueta de datos del contactor que muestra la clasificación de conexión de 75 °C cuando se aprieta correctamente.

PANEL ELECTRICO:Arriba se muestra un panel eléctrico exterior debidamente marcado.

CONTACTOR DE CABLE:Un cable y un contactor que muestran la clasificación de 90 °C en el cable y la clasificación de 75 °C en el contactor (cuando se aprieta correctamente).

NO. 10 EN UN INTERRUPTOR DE 50 A:La etiqueta de datos y el cableado del acondicionador de aire en la casa de Orr, que incluye un cable n.º 10 en un interruptor de 50 amperios.

ETIQUETA DE LENNOX:Una etiqueta de datos que muestra un disyuntor máximo de 50 amperios con una ampacidad mínima de 28,6.

Mi primer trabajo en los oficios fue como aprendiz de electricista haciendo tareas, como tirar de cables, construir lámparas y mover andamios en la renovación de una tienda de comestibles. Me mudé a HVACR y ahora sirvo como contratista, instructor y electricista de HVACR.

Al crecer en una familia rodeada de electricistas, siempre discutíamos códigos y teorías en la casa. Gran parte de lo que sé me llegó de segunda mano a través de mi padre, pero también de Mike Holt, un conocido autor e instructor de electricidad al que ahora tengo el privilegio de llamar amigo.

Una y otra vez, he escuchado a los técnicos y electricistas de HVACR citar reglas generales sobre el tamaño del cableado, y he sido testigo y he participado en muchos debates acalorados sobre el tema.

Antes de profundizar demasiado en este tema del dimensionamiento de cables, reconozcamos que, si bien el dimensionamiento detallado de los conductores es trabajo de ingenieros y electricistas (no de técnicos de HVACR), hay muchos casos en los que los contratistas tienen la tarea de evaluar si un interruptor o un conductor (cable) es adecuada tanto en situaciones de reacondicionamiento como de servicio.

Durante las llamadas de servicio, poder identificar conductores de tamaño insuficiente puede ayudar a resolver problemas de arranque del compresor o disparos intermitentes de interruptores o fusibles. Conocer los tamaños apropiados e inapropiados de interruptores y conductores le ahorrará a usted y a sus clientes tiempo y dinero.

Ciertamente, no estoy sugiriendo que los técnicos de HVACR realicen trabajos fuera de sus habilidades o licencias, pero, en muchos casos, poder identificar el problema y realizar la reparación son dos cosas diferentes.

Muchos técnicos repetirán estas reglas generales y confiarán en ellas en todas las circunstancias:

"El cable de calibre doce es bueno para 20 amperios, el cable de calibre 10 es bueno para 30 amperios, el de calibre 8 es bueno para 40 amperios y el de calibre 6 es bueno para 55 amperios" y "El disyuntor o fusible siempre está dimensionado para proteger el conductor [alambre]".

Estas reglas generales se refieren a la capacidad de amperaje o "ampacidad" del conductor (cable) y, a menudo, son correctas. A veces, estas reglas generales llevan a los técnicos a creer que si un electrodoméstico está clasificado para un protector de circuito de sobrecorriente máxima (MOCP) con interruptor/fusible de 50 amperios, debe usar un cable de calibre 6 y un interruptor de circuito de 50 amperios.

No es tan simple según el Código Eléctrico Nacional (NEC) NFPA 70 por varias razones. Aquí hay algunos factores adicionales a considerar:

Cuando usamos una regla empírica, nos faltan dos áreas principales relacionadas con el conductor.

¿El conductor es de aluminio o cobre y la clasificación de aislamiento es de 60 °C (140 °F) o mayor?

El alambre de aluminio tiene una ampacidad más baja que el alambre de cobre del mismo calibre, lo que significa que el aluminio debe ser más grande para lograr el mismo trabajo de ampacidad que el alambre de cobre. Los tamaños de la regla general se basan en la clasificación de temperatura más baja permitida del cable; en algunos casos, el circuito puede tener una ampacidad mayor si el aislamiento del cable y los extremos de la conexión están clasificados a 75 °C (167 °F) o 90 °C (194 °F).

Todas estas clasificaciones se pueden encontrar en NEC (NFPA 70) Tabla 310.15(B)(16) en detalle, pero como ejemplo, de acuerdo con esta tabla NEC, un circuito de cobre de calibre 6 clasificado a 90 °C (194 °F ) tiene una ampacidad de 75 amperios, mientras que un conductor de aluminio de calibre 6 clasificado para 60 °C (140 °F) tiene una ampacidad de 40 amperios. Por supuesto, hay otras consideraciones además de esta, pero está claro que las reglas generales que usamos a menudo pueden causarnos problemas si no somos conscientes de que existen excepciones y cuáles son esas excepciones.

Tenga en cuenta que para que un circuito tenga una temperatura nominal superior a 60 °C (140 °F), el cable, así como el disyuntor, las lengüetas de desconexión y las lengüetas de conexión del equipo deben estar clasificados a una temperatura igual o superior a la temperatura clasificación que se está utilizando. Si alguna parte del circuito utiliza cableado no metálico (NM), a menudo conocido por el nombre comercial Romex®, debe tener una clasificación de 60 °C (140 °F) de acuerdo con el artículo 334.80 del NEC.

En aire acondicionado, los fabricantes de equipos nos dan un regalo en las etiquetas de datos del equipo: la ampacidad mínima del circuito (MCA) y MOCP o clasificación máxima del fusible/disyuntor máximo.

Estas clasificaciones en la etiqueta de datos nos dicen exactamente qué ampacidad mínima debe ser capaz de soportar el circuito, así como el tamaño máximo que el disyuntor o fusible puede proteger contra el circuito en una condición de sobrecorriente.

Eche un vistazo a la etiqueta de la unidad de condensación del aire acondicionado Lennox en la página 19. Observe que el MCA es de 28,6 amperios y que el fusible o disyuntor máximo es de 50 amperios. Esto significa que está permitido instalar esta unidad en un disyuntor de 50 amperios y un conductor de 28,6 amperios, según la norma NFPA 70 de NEC.

Sé que esto va en contra de lo que a muchos de ustedes les han dicho y entendido durante toda su carrera, pero respiren hondo y sigan leyendo.

Se agregó el artículo 440 de NEC porque los sistemas de aire acondicionado y refrigeración son diferentes de las cargas típicas, como luces y calentadores. Los compresores de aire acondicionado y los motores de los ventiladores son en gran parte cargas inductivas (magnéticas) y tienen características diferentes a las de los circuitos puramente resistivos. El artículo 440 tiene pautas específicas que deben seguir los fabricantes de equipos de HVAC y refrigeración al escribir las etiquetas de datos del equipo, así como también para los electricistas al dimensionar los conductores.

Hay mucho allí, pero aquí hay dos aspectos destacados que se aplican directamente a usted como profesional de HVACR. Esto proviene de la edición 2017 de NEC NFPA 70.

440.32 Compresor de un solo motor: los conductores del circuito ramal que alimentan un compresor de un solo motor deben tener una ampacidad no inferior al 125 por ciento de la corriente de carga nominal del compresor del motor o de la corriente de selección del circuito ramal, la que sea mayor.

Y el tamaño máximo de interruptor (MOCP) está dictado por el siguiente artículo del NEC 2017.

440.22 Aplicación y selección (A) Valores nominales o ajustes para motocompresores individuales: el dispositivo de protección contra cortocircuitos y fallas a tierra del circuito ramal del compresor del motor debe ser capaz de transportar la corriente de arranque del motor. Se permitirá un dispositivo de protección que tenga una clasificación o configuración que no exceda el 175 por ciento de la corriente de carga nominal del compresor del motor o la corriente de selección del circuito derivado, cualquiera que sea mayor, siempre que, cuando la protección especificada no sea suficiente para la corriente de arranque de del motor, se permite aumentar la clasificación o el ajuste, pero no debe exceder el 225 por ciento de la corriente de carga nominal del motor o la corriente de selección del circuito derivado, la que sea mayor.

Esta asignación del 225 por ciento de la carga del motor/circuito derivado para el dimensionamiento del disyuntor es para permitir el arranque del motor sin disparos molestos y, al mismo tiempo, brindar protección al circuito contra condiciones de cortocircuito.

Si duda ante la idea de hacer este cálculo para cada sistema en el que trabaja, el Artículo 110.3(B) de NEC establece: Los equipos listados o etiquetados deben instalarse y usarse de acuerdo con las instrucciones incluidas en el listado o etiquetado.

Para cada equipo que enumera MOCP y MCA, se le proporciona el tamaño del disyuntor y la ampacidad mínima del cable. Como se mencionó anteriormente, el MOCP suele ser significativamente más alto que el MCA, pero esto es para permitir el pico en el consumo de amperios al arrancar el motor.

Muchos preguntarán qué protege el circuito en una condición de sobrecarga entre las clasificaciones MCA y MOCP. En estas condiciones de sobrecarga, las protecciones de sobrecarga en los propios motores están diseñadas para proteger el circuito. Si falla la protección de sobrecarga en el compresor o el motor del ventilador, los devanados de los motores tienen una ampacidad mucho menor que el circuito derivado y se abrirán o cortocircuitarán antes de que falle el conductor derivado. En el caso de cualquier cortocircuito significativo por falla a tierra, el protector de sobrecorriente (disyuntor o fusible) seguirá protegiendo el circuito.

En algunos casos, los contratistas han declarado que ciertos municipios exigen que el tamaño de los conductores se base en el tamaño del interruptor en lugar del MCA. Esto no es poco común, pero generalmente se trata de una conversación respetuosa sobre los artículos NEC anteriores. La "autoridad que tiene jurisdicción" o AHJ es responsable de interpretar el código, y puede hacer cualquier estándar que considere adecuado. Si bien cierta legislación local puede reemplazar el NEC con regulaciones adicionales, el NEC es un estándar reconocido a nivel nacional en los EE. UU. Es raro que un departamento de construcción ignore artículos completos del NEC cuando se le informa de manera respetuosa.

La clave es consultar la Tabla 310.15(B)(16) de NEC NFPA 70 para encontrar la ampacidad de un conductor y el tamaño de ese conductor de acuerdo con el MCA que figura en la etiqueta de la unidad. Una vez hecho esto, el conductor tendrá el tamaño adecuado de acuerdo con el NEC.

Si bien ningún estándar es perfecto, descubrí que conocer el NEC y observar detenidamente las listas y etiquetas de los fabricantes puede ahorrarle tiempo, a sus clientes dinero y ayudar a mantener a todos seguros.

Bryan Orr es vicepresidente de Kalos Services Inc. y fundador de HVAC School.