¿Qué tamaño de cable se necesita para un subpanel de 100 amperios que se extiende de 80 a 100 pies hasta un disyuntor de 100 amperios?
El tamaño adecuado del cable para un circuito de carga de 100 amperios (p. ej., subpanel) depende de factores como la distancia entre el panel principal y el circuito de carga (es decir, subpanel), ya que la caída de voltaje a lo largo del tramo es grave. consideración. Otro factor que afecta el tamaño del cable es el voltaje (120 V o 240 V), la temperatura ambiente, la cantidad de cables en un paquete y el tipo de cableado utilizado. Realicemos cálculos eléctricos para determinar el tamaño de cable perfecto para un circuito de 100 A en escenarios tanto ideales como reales.
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En EE. UU., un transformador de distribución de 25 kVA, 7200 V/240 V proporciona energía eléctrica a 100 amperios de la siguiente manera:
- Potencia = Voltaje x Amperios
- Potencia = 240 V x 100 A
- Potencia = 24.000 Vatios = 24kW.
Según este cálculo, el tamaño de cable ideal para un disyuntor de 100 amperios es n.° 1 AWG para cobre y n.° 1/0 AWG para aluminio, de acuerdo con la tabla de tamaños AWG y la tabla NEC 310-15B (anteriormente 310-16), artículo 310.60 ( dada a continuación). Sin embargo, este puede no ser un enfoque adecuado cuando se considera la distancia, ya que puede provocar caídas de tensión elevadas. Para solucionar esto, realizaremos un cálculo más detallado basado en NEC y tablas relacionadas para determinar el tamaño de cable correcto para un circuito de 100 amperios en una distancia de 100 pies.
Según NEC (Código Eléctrico Nacional);
- Se debe utilizar un circuito de 100 A para el 80 % de su carga nominal, es decir, se puede utilizar un mínimo de un circuito de alimentación de 125 A para un circuito de carga de 100 A (Código 220-2 – NEC).
- Agregue 20% de ampacidad adicional por cada 100 pies de distancia para contrarrestar la caída de voltaje (Código 310-16 – NEC).
- En el caso de centro de carga y panel principal, se debe considerar una diversidad (factor de demanda) del 35% para iluminación general (NEC – 220.45).
Bueno saber: Todos los cálculos se basan en una temperatura media de 167 °F (75 °C). Los tamaños de los cables pueden variar con los cambios de temperatura. Consulte la tabla y el diagrama de cables para conocer las diferentes temperaturas ambiente y sus ampacidades relacionadas.
Tamaño del cable para disyuntor de 100 A
Ahora, busquemos el tamaño de cable correcto para un circuito de 100 amperios con distancias que oscilan entre 80 y 100 pies.
Primero, aplicaremos (220-2 NEC), es decir, la ampacidad mínima del cable del circuito de potencia debe ser 1,25 veces la del circuito de carga nominal, por ejemplo.
Ampacidad del cable = 100 amperios x 1,25 = 125 amperios.
Tamaño de cable requerido: Cobre #3AWG (#1 AWG para aluminio)
Tamaño del cable para subpanel de 100 A a 0 pies
Si el subpanel se instala justo al lado del panel principal, se aplica la misma regla general al tamaño del cable del subpanel calculado para el disyuntor anterior. Sin embargo, este es un caso raro en el que el panel secundario está casi unido al panel principal. Sigamos encontrando el tamaño del cable en AWG para un panel de 100 A a una distancia de 100 pies.
Tamaño del cable para subpanel de 100 A a 100 pies
Dado que hay una distancia de 80 a 100 pies entre el panel principal y el panel secundario, la longitud del tramo se convierte en un factor crítico. Entonces, aplicaremos el Código 310-16 – NEC.
20% de 125A = 0.20A × 125A = 25A.
Ampacidad del cable a 100 pies de distancia = 125 A + 25 A = 150 amperios.
Tamaño de cable requerido: #0AWG (1/0 AWG) Cobre (#3/0 para aluminio)
Según el cálculo anterior y la tabla y tablas AWG basadas en NEC, el tamaño de cable correcto para un circuito de 100 amperios a una distancia de 100 pies desde el panel principal al subpanel es 1/0 AWG (también conocido como #0 AWG). Significa que un cable que tiene una ampacidad de 150 A es suficiente para entregar 100 A al circuito de carga ubicado a 100 pies de distancia.
Para un subpanel de 100 amperios que está a una distancia de 80 a 100 pies del panel principal, deberá considerar tanto la capacidad actual como la caída de voltaje debido a la distancia. Esto es lo que necesita saber:
- El tamaño del cable debe seleccionarse de modo que pueda transportar el 80% de la corriente nominal del disyuntor, que en este caso es de 100 amperios.
- Para cables de cobre, lo más apropiado es un cable #0 AWG con una capacidad media de 150 amperios. Este tamaño de cable puede manejar hasta 120 amperios (80% de 130 A), que es más que la clasificación del disyuntor de 100 A.
- Para cables de aluminio, normalmente se usa un cable #3/0 AWG para un subpanel de 100 amperios que tiene una distancia de 100 pies.
Como el tamaño final del cable se basa en valores calculados y reglas generales, siempre se recomienda consultar con un electricista autorizado para instalaciones eléctricas.
Tamaño de cable para subpanel de 100 A con factor de demanda
Todos sabemos que casi todas las cargas no se pueden operar a la vez; por ejemplo, sólo el aire acondicionado funciona en verano (mientras la calefacción está apagada) y viceversa en invierno. Del mismo modo, la plancha eléctrica, la estufa, el secador de pelo, las bombillas, la lavadora y el televisor, etc., no están funcionando al mismo tiempo.
NEC 220.14 permite que se utilicen 220.55 y la Tabla 220.55 para calcular cargas de circuitos derivados para rangos. Véase también la nota 3 del cuadro 220.55. Si la carga no es continua (por ejemplo, calentador de agua, cocinas, etc.), la demanda de 1 unidad en la columna B de la tabla 220.55 es el 80 % de la placa de identificación. En ese caso, si la potencia de carga requerida es 10kW, usaremos el 80% de la carga, es decir, 10kW x 80% = 8kW y haremos el cálculo en base a ello.
Supongamos que la carga total requerida para un centro de carga, panel principal (o subpanel), es de 24kVA diseñado para iluminación general, y necesitamos identificar el tamaño del cable para ese servicio considerando el factor de demanda (factor de diversidad).
Según NEC Tabla 220.42 y (220.45), los primeros 3 kVA están clasificados al 100%, mientras que la carga restante se puede clasificar a un factor de demanda del 35%, en el caso de carga de iluminación general. Por aquí:
- Los primeros 3 kVA al 100% = 3 kVA
- 24 kVA restantes (24 kVA – 3 kVA) al 35% = 7,35 kVA
Total neto de iluminación general y pequeños electrodomésticos = 3 kVA + 7,35 kVA = 10,35 kVA
Ahora encontremos la corriente en amperios.
- I= P ÷ V
- I = 10,35 kVA ÷ 240 V
- I = 43,125 amperios
Para sumar el factor de seguridad del 80% de carga a la corriente nominal, multiplicamos 1,25 al valor calculado como:
43,125 x 1,25 = 53,90A
Para estar seguro, agregue un 20% adicional de ampacidad para cargas futuras. Para ello, asigne espacio para dos circuitos derivados adicionales para dar cabida a futuras ampliaciones.
53,90A x 1,25 = 67,375A
Ahora, agregue un 20 % adicional para contrarrestar la caída de voltaje para el servicio que tiene una distancia de 100 pies.
67,375 A x 1,25 = 84,21 A.
Según la tabla NEC 310.10, elija un tamaño de cable de n.° 4 AWG para cobre y n.° 2 AWG para aluminio. Para estar más seguro (si se incluye una carga que no sea iluminación), se sugiere AWG #3 o 2 para cobre y AWG #1 o 1/0 para aluminio y se recomienda el tamaño de cable para 100 A de carga, el panel principal del subpanel tiene un distancia de 100 pies.
Bueno saber:
- El cálculo se basa en una instalación de panel principal o subpanel de 240 V a una temperatura media de 75 °C (167 °F). En el caso de un panel básico de 120 V y circuitos de carga, cambie el valor de 240 V a 120 V y encuentre el tamaño del cable en AWG.
- El tamaño del cable generalmente está determinado por la ampacidad (capacidad de transporte de corriente) y la caída de voltaje. El Código Eléctrico Nacional (NEC) proporciona pautas para tamaños de cables y ampacidades para conductores de cobre y aluminio.
- Se recomienda utilizar alambre de cobre sobre alambre de aluminio. Si bien el alambre de cobre es más caro, también es más duradero y tiene una ampacidad mayor que el alambre de aluminio.
- Además, utilice aislamiento THHN o XHHW. Estos tipos de aislamiento están diseñados para su uso en ambientes húmedos y de alta temperatura. Asegúrese de utilizar el tamaño de conducto correcto; debe ser lo suficientemente grande para acomodar los cables sin llenarlo demasiado.
- Considere la cantidad de cables en el paquete. Si está pasando varios cables en el mismo conducto, necesitará usar un tamaño de cable más grande para compensar el calor generado por los cables.
- Para un funcionamiento fluido y seguro, consulte con un electricista autorizado sobre la instalación adecuada del cableado para cumplir con los códigos de área locales.
Tabla y gráfico de AWG:
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