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Recomendaciones para minimizar caída de tensión.
RECOMENDACIONES PARA MINIMIZAR CAIDA DE TENSION
4 Enfoques prácticos para minimizar Problemas de Caída de Tensión
4 Practical Approaches To Minimize Voltage Drop Problems (photo credit: lhcb-elec.web.cern.ch)
Qué establece NEC para máxima Caída de tensión?
NEC establece en una Nota Informativa una caída de tensión máxima del 3% para los conductores de circuitos
derivados, y un 5% para los conductores de alimentación y circuitos derivados juntos, proporcionando una eficiente
operación razonable de circuitos de uso general
Para cargas electrónicas sensibles, los circuitos deben estar diseñadas para un máximo de 1,5% de caída de tensión
para circuitos derivados a plena carga..
Cuatro enfoques prácticos se pueden utilizar para minimizar los problemas de caída de tensión:
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Aumentar el número o tamaño de los conductores
Reducir la corriente de carga en el circuito
Disminuir la longitud del conductor, y
Disminuir la temperatura del conductor
1. Aumentar el número o tamaño de los conductores
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Recomendaciones para minimizar caída de tensión.
Conductores paralelos o de gran tamaño tienen una menor resistencia por unidad que los tamaños mínimos
requeridos por el código, lo que reducen la caída de tensión y aumentan la eficiencia energética con pérdidas más
bajas que el conductor de tamaño mínimo de necesario según código.
En los centros de datos y otras instalaciones sensibles, no es raro encontrar calibres de conductores de fase, neutro
y tierra superior a los mínimos del Código, y un circuito de derivado separado instalado para cada carga grande o
sensible.
Para limitar la caída de tensión de neutro a tierra, instalar un conductor neutro independiente, de tamaño completo
para cada conductor de fase.
Para los circuitos de alimentación de corriente trifásica, no reducir el tamaño del conductor puesto a tierra o neutro.
Para circuitos trifásicos, donde se prevén cargas no lineales significativas, se recomienda instalar conductores
puestos a tierra o neutros con al menos el doble de capacidad de corriente de cada conductor de fase
2. Reducir la corriente de carga en el circuito
Limitar la cantidad de equipos que se pueden conectar a un solo circuito lo que limitará la corriente de carga en el
circuito. Limite el número de tomas en cada circuito derivado de tres a seis.
Instalar circuitos derivados individuales a cargas electrónicas sensibles o cargas con una alta corriente de irrupción.
For residential applications, install outdoor receptacles not to exceed 50 linear feet between receptacles, with a
minimum of one outdoor receptacle on each side of the house, and with individual branch circuits with a minimum of
12 AWG to each receptacle.
Para aplicaciones residenciales, instale toma corrientes al aire libre que no excedan los 50 pies lineales entre ellos,
con un mínimo de un recipiente al aire libre en cada lado de la casa, y con circuitos derivados individuales con un
mínimo de 12 AWG a cada receptáculo
3. Disminuir la longitud del conductor.
La disminución de la longitud del conductor reduce su resistencia, lo que reduce la caída de tensión. Las longitudes
de circuito suelen ser fijas, pero algo de control se puede ejercer en la etapa de diseño con paneles o sub paneles
que se encuentran lo más cerca posible a las cargas, especialmente para los equipos electrónicos sensibles
4. Disminuir la temperatura del conductor.
La temperatura del conductor es a su vez depende de cada uno de los tres factores antes mencionados, ya que más
fuertemente cargados los circuitos se calentarán más.
Temperatura del conductor es un factor importante en la resistencia del conductor, y por lo tanto en la caída de
tensión. El coeficiente de temperatura de resistencia eléctrica para el cobre, α, es 0,00323 / ° C, o un cambio de
resistencia de aproximadamente 0,3% por cada ° C de cambio de temperatura. El efecto de la temperatura se puede
determinar por la siguiente ecuación:
R2 = R1 [1 + α · (T2 – T1)]
Donde R1 es la resistencia (Ω) a la temperatura T1 y R2 es la resistencia a la temperatura T2.
Temperatura T1 a menudo se referencia a 75 ° C. Como se señaló, la caída de tensión es una preocupación particular
en altas cargas de conductores, donde las temperaturas del conductor también serán altas.
Ejemplos:
Las interacciones entre los tamaños de conductores, las corrientes de carga, y las longitudes de conductor en
diversas tensiones de alimentación se muestran en la Tabla 1 a continuación.
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Recomendaciones para minimizar caída de tensión.
The combinations of various load currents – from 8 to 30 amperes – and supply voltages – from 120 to 480 volts –
are shown in the left two columns of the table. The next four columns show the maximum circuit lengths (one-way) for
four different conductor sizes to attain a 3% voltage drop. The last four columns are maximum lengths for an allowable
1.5% voltage drop.
Las combinaciones de diferentes corrientes de carga - de 8 a 30 amperios - y tensiones de alimentación - de 120 a
480 voltios - se muestran en las dos columnas a la izquierda de la tabla. Las siguientes cuatro columnas muestran
las longitudes máximas de circuitos (en un solo sentido) para cuatro tamaños diferentes de conductores para lograr
una caída de voltaje del 3%. Las últimas cuatro columnas son las longitudes máximas para una caída de tensión
permitida de1,5%,
Por ejemplo, una carga de 12 amperios en un circuito de 120 voltios en un conductor 14 AWG excede una caída de
tensión 3% (3,6 voltios) si el circuito es más largo que 49 pies desde la fuente a la carga.
Si el conductor se sobredimensiona a 12 AWG la distancia permitida aumenta significativamente a 78 pies en cada
sentido (un aumento del 59%). Si la carga se incrementa hasta un máximo permitido de 15 amperios para 14 AWG,
la longitud permitida es de sólo 39 pies, y en cambiando a un conductor de 12 AWG aumentaría esto a 62 pies
(también un aumento en la longitud del 59%).
Los valores de datos 1.5% se dan para situaciones en las que es necesario cumplir con NEC 647.4 (D).
Verificar las necesidades reales de los equipos siempre que sea posible. La asignada caída de tensión mucho más
estricta de 1,5% en el lado derecho de la Tabla 1 reduce las longitudes permitidas solamente a la mitad de sus valores
al 3% de caída de tensión. Aumentado la sección del conductor es a menudo un mandato para la protección de
equipos electrónicos sensibles. La caída de voltaje puede ser minimizado si el panel o sub panel pueden estar
situadas lo más cerca posible del punto de uso.
Otra medida es la instalación de circuitos suficientes para evitar altos niveles de corriente en cualquier circuito.
Cuando las cargas se pueden dividir en circuitos separados, la reducción de la carga por circuito mejorará la calidad
y la fiabilidad.
La lectura concienzuda de la Tabla 1 lleva inevitablemente a la conclusión de que la caída de tensión es demasiado
a menudo ignorada
Por ejemplo, las longitudes de muchos circuitos de red de alambre 14 AWG superan incluso la caída de tensión 3%
para 39 pies, por no mencionar el más estricto caída 1,5% para 20 pies. Cuando esto sucede, la integridad tanto del
cableado y de muchas cargas se pone en peligro.
Tabla 1 - Máximas Longitudes de circuitos derivados de una sola fase recomendadas, como función de la corriente
de carga, tensión de alimentación, y calibre del conductor, tanto para 3% y 1,5% de caídas de tensión.
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Recomendaciones para minimizar caída de tensión.
Notas sobre la Tabla anterior:
Las longitudes de circuitos derivados que se muestran en la tabla son la mitad de la distancia calculada con la fórmula
V = IR de la Ley del Ohm, redondeado al incremento de 1 pie más cercano. Por ejemplo, el valor calculado para 14
AWG en una corriente de carga de 15 amperios y un voltaje suministrado de 120 voltios utilizando el valor de 3,07 Ω
/ 1000 pies para una caída de 3% (o 3,6 voltios) es de 78 pies.
Dado que los conductores deben llevar la corriente ida y vuelta, la distancia permitida de un solo sentido desde la
fuente hasta la carga es de 39 pies.
Para un uso conveniente de las tablas NEC, se supone que las cargas que son de corriente continua puramente
resistivas. Los valores de corriente alterna difieren ligeramente solamente. Armónicos o cargas inductivas pueden
acentuar la caída de tensión, y la disminución recomendada longitudes de circuito.
Los cálculos se basan en los valores de resistencia que se encuentran en NEC Capítulo 9, Tabla 8 para, conductores
sólidos de cobre sin recubrimiento. Por 14 AWG, la resistencia es 3,07 Ω / 1000 pies, por 12 AWG es 1,93 Ω / 1000
pies, por 10 AWG es 1,21 Ω / 1000 pies, y por 8 AWG es 0,778 Ω / 1000 pies. Temperaturas del conductor superior
a 75 ° C (167 ° F) aumentarán estas resistencias, y viceversa.
Reference: http://electrical-engineering-portal.com/4-practical-approaches-to-minimize-voltage-drop-problems
Traducción
ABS Ingenieros SAC
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