FACTORES DE DEMANDA

Introducción (ver Figura 050-(1)) A la Sección 050 se le considera una Sección general y se propone que se lea en Conjunto con otras Secciones que son suplementarias o modificatorias de las Secciones generales. En cuanto concierne a la Sección 050, se debe tomar en cuenta lo siguiente:

(a) Las Reglas 160-110 y 160-204 requieren que la contribución de motores a los alimentadores se calcule según lo estipulado en la Sección 160 y se sume a los requerimientos de otras cargas con las demandas calculadas según lo estipulado en la Sección 050.

(b) Cuando se escojan los tamaños y la protección para los transformadores y condensadores los requerimientos de la Sección 150 tienen precedencia sobre los de la Sección 050.

Alcance

Sustento de la Regla 050-000. Esta Sección específica las corrientes nominales para los equipos eléctricos que alimentan a diversos tipos de cargas. Específicamente, cubre la capacidad de conducción de los conductores para las acometidas del consumidor, los alimentadores y los circuitos derivados, al igual que las corrientes nominales de los equipos eléctricos alimentados por o alimentando a los conductores.

Propósito de la Regla 050-000. Si es que se diseñan las instalaciones eléctricas sólo según las corrientes nominales de las placas de características, simplemente se tomaría la suma de las corrientes nominales y se ignoraría el tipo de equipo eléctrico y el ambiente en donde se van a instalar. En algunos casos, esto resultaría en una instalación inferior (ej. un circuito derivado de una estufa eléctrica central) y en otros superior al necesario (ej. en una acometida comercial con un sistema de calefacción ambiental eléctrica). En algunas instalaciones eléctricas no podemos utilizar valores tangibles, ya que la carga final conectada no se sabrá hasta que la estructura esté completada y la acometida instalada (ej. centros comerciales). La Sección 050 se refiere a una variedad de situaciones y ambientes. A si mismo atribuye valores de demanda a ciertas cargas tomando en cuenta que debido su diversidad operacional, no deberían alcanzar cargas máximas al mismo tiempo que otras cargas (ej. calefacción ambiental eléctrica y aire acondicionado). Algunos tipos de carga se manejan dentro de Secciones individuales (ej. Sección 160 para motores y Sección 220 para soldadoras).

Esta Sección no sólo aplica factores de demanda menores que las de las corrientes nominales de las placas de características (ej. una cocina eléctrica de 12 kW en una unidad de vivienda es evaluada a 6 kW), también permite que otras demandas sean aplicadas sobre demandas existentes (ej. si esta misma cocina eléctrica está en un bloque de departamentos, la demanda de 6 kW para un departamento pequeño en una serie de viviendas de más de 20 se toma al 10%, a si que nuestra cocina eléctrica de 12 kW según la placa ahora tiene una demanda de 0.6 kW).

La Regla 050-000(b) también advierte que la Sección se refiere a las cantidades mínimas de posiciones en los tableros de los circuitos derivados para unidades de vivienda. Se debe tener cuidado en esta Sección para entender la diferencia entre una vivienda unifamiliar y una unidad de viviendas. Poniéndolo simplemente:(a) cada vivienda unifamiliar es una unidad de vivienda (ej. dúplex, triplex, bungaló);

pero

(b) cada unidad de vivienda no es un vivienda unifamiliar (ej. un departamento pequeño en un bloque de departamentos).

Sin embargo, los dos son complejos residenciales.

General

Sustento y Propósito de la Regla 050-100. Se propone establecer una base de tensión estándar a partir de la cual todos los cálculos de corrientes de cargas expresadas en vatio o voltamperios deben ser hechos. Al utilizar una tensión estándar sin importar la tensión real de alimentación, se establece una base estándar para una instalación segura dentro de los alcances permisibles de tensión.

Un buen ejemplo sería una carga de calefacción de una- fase con 20 kW, 240 V, donde la tensión de la acometida es de 220 voltios. Esto daría una corriente de más o menos 70 amperios en vez de los 83 amperios de la corriente nominal de la placa de características. Si el diseñador usara el valor inferior para los circuitos derivados y los cálculos del alimentador, esto muy bien podría disminuir el tamaño de los conductores, los cuales serían sobrecargados si es que la tensión nominal del equipo fuese aplicada. Esto también le permitiría al diseñador/ contratista/ inspector hacer sus cálculos sin tener que obtener el valor de la tensión de la instalación para poder llegar al valor de la corriente.

Sustento de la Regla 050-102. La impedancia de un circuito derivado crea una caída de tensión en un circuito. Esto podría resultar en una aplicación de tensión menor a lo aceptado, a no ser de que se apliquen medidas preventivas adecuadas. En general, una tensión baja disminuirá la eficiencia operativa de los equipos eléctricos tales como motores, sistemas de calefacción, y sistemas de iluminación. El establecimiento de criterio para una caída de tensión máxima aceptada en un circuito asegura la utilización de tensiones aceptables, para obtener un rendimiento óptimo del equipo eléctrico.

Propósito de la Regla 050-102. (ver Figura 050-102). Se propone establecer parámetros básicos para asegurar que la utilización de la tensión para equipos eléctricos esté dentro de los valores prescritos. Para el diseñador, la caída de tensión es un valor calculado; por ende se ha establecido el requerimiento de que el cálculo de la caída de tensión se base en la carga de demanda calculada. La Subregla (2) cubre un circuito derivado donde la carga conectada no se conoce y pone la demanda en 80% del valor nominal de los dispositivos de protección del circuito contra sobrecorriente.

El porcentaje permitido a la caída de tensión se basa en dos valores:(a) un máximo de 5% para el circuito total, ej. desde el lado de alimentación de la

acometida del consumidor hasta el punto de utilización; y(b) un máximo de 3% para el alimentador o circuito derivado.

Considerar una instalación normal con una acometida del consumidor, un alimentador, y un circuito derivado (ver Figura 050-102): se permite 5% para (a) + (b) + (c). A si que se podría tener una caída de 11 V (220 x 0.5) en la instalación total de un suministro de 220 V.

La Subregla (1)(c) estableció los parámetros para la distribución de los 11 V. El máximo para cualquier alimentador o circuito derivado es 3% ó, en este caso, 6.6 V (220 x .03). El tamaño de los conductores ahora se vuelve una cuestión económica. Si se decide que no se puede tener menos de 2 V en (a), quedarían entonces 9 V (11-

2) entre (b) y (c). Si es que se le da un tamaño al alimentador donde la caída de tensión es de 3 V, se podrá usar los restantes 6 V (9-3) en el circuito derivado.

Los fabricantes de alambres y cables publican información reconociendo la variedad de métodos de alambrado y la variedad de efectos que los campos magnéticos tienen sobre los circuitos. Generalmente, este tipo de información se encuentra en los manuales de los fabricantes.

Sustento de la Regla 050-104(1). Un método común es necesario para determinar la capacidad de la corriente nominal de una acometida del consumidor, alimentador o circuito derivado. Algunos circuitos pueden tener un conductor con una corriente nominal en exceso al dispositivo de sobrecorriente (requerimientos de caída de tensión) y otros circuitos pueden tener un dispositivo de sobrecorriente en exceso a las corrientes nominales del conductor (circuitos motores).

Propósito de la Regla 050-104(1). Se propone establecer que para determinar la capacidad de la corriente nominal de una acometida, alimentador, o circuito derivado, se debe usar: la capacidad de conducción del conductor del circuito o la capacidad del dispositivo de sobrecorriente; la que sea menor.

Sustento y Propósito de la Regla 050-104(2). Se propone que la carga calculada, como determinada por la Sección 050, no debe exceder la capacidad de la corriente nominal del circuito para asegurar que los circuitos no estén sobrecargados (ver Subregla(1)). Esto se aplicará tanto a instalaciones existentes como a nuevas.

El procedimiento correcto es calcular la carga según la Sección 050 y luego determinar el tamaño del conductor y del dispositivo de sobrecorriente según las Secciones apropiadas de este Código (ej. Sección 030 para conductores, Sección 080 para dispositivos de sobrecorriente).

Sustento y Propósito de la Regla 050-104(3). Se propone establecer parámetros para una carga continua y una carga no continua.

Hay veces se piensa que una carga continua es aquella que está encendida por un periodo de tiempo relativamente largo y luego se apaga, y que una carga no continua es aquella que es controlada termostáticamente o que pasa por ciclos. Esto es un error.

Se propone que a la carga calculada se la considerada como continua, a no ser que cumpla con alguno de los criterios de los párrafos (a) o (b) de esta Subregla, o es especificada como no continua por otras Reglas de este Código.

En el Párrafo (a), el criterio para cargas continuas es que estén encendidas por un total del 50% del tiempo (I h) o más en un periodo de 2 horas para cargas que no excedan los 225 A.

Similarmente en el Párrafo (b), el criterio para cargas continuas es que estén encendidas por un total de 50% del tiempo (3 h) o más en cualquier periodo de 6 horas para cargas que excedan los 225 A.

Un sistema de iluminación en una tienda comercial u oficina caería bajo la designación de continua, al igual que un calentador comercial de agua, ya que durante uso normal está encendido por más del 50% del tiempo, a pesar de que es termostáticamente controlado.

Tal vez sea necesario separar las cargas continuas de las no continuas a la hora de calcular una acometida o alimentador, para evitar incrementar innecesariamente el tamaño del equipo eléctrico. Las Reglas 050-800(3) y 050-202 (2) sugieren que para la aplicación de esta Regla, las instalaciones eléctricas de unidades de viviendas residenciales o del mismo tipo no se consideren como continuas.

Sustento y Propósito de la Regla 050-104(4) (ver Figura 050-104(4)). Se propone reconocer equipos eléctricos autorizados para operar continuamente al 100% de la capacidad de la corriente nominal de sus dispositivos de sobrecorriente. Dicho equipo deberá estar marcado como apto para este uso.

Utilizar solamente las corrientes nominales del Cuadro 2 (conductores en canalizaciones) como pruebas de certificación. La máxima carga continua alimentada por el circuito no debe exceder al 100% de las corrientes nominales de los dispositivos de sobrecorriente si es que:

(1) la capacidad de los conductores es igual o mayor a la corriente nominal de los dispositivos de sobrecorriente;

(2) el aislamiento en los conductores es evaluado como 60, 75 o 90 º C (columnas 2, 3 ó 4 del cuadro 2); y

(3) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es determinada del Cuadro 2

La máxima carga continua alimentada por el circuito no puede exceder al 85% de la corriente nominal de los dispositivos de sobrecorriente cuando se utilizan las corrientes nominales del Cuadro 1 (conductores al aire libre),si es que:

(1) la capacidad de los conductores es igual o mayor a la corriente nominal de los dispositivos de sobrecorriente;

(2) el aislamiento en los conductores es evaluado como 60, 75 o 90 º C (columnas 3, 4 ó 5 del cuadro 1); y

(3) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es determinada del Cuadro 1

Nota: El Apéndice B sugiere que el equipo eléctrico que no esté marcado como que si su corriente nominal es continua se debe considerar adecuado para operación continua al 80% de la capacidad de la corriente nominal de sus dispositivos de sobrecorriente

Ejemplos:(a) Una llave con un fusible de 1000 A es marcada para operación continua al 100%

de la capacidad de la corriente nominal de sus dispositivos de sobrecorriente. Si es que los conductores de esta llave van a ser tendidos en una canalización, ¿qué tamaño de carga continua puede alimentar?

Respuesta:Esta llave con fusible puede alimentar a una carga continua de 1000A si es que:

1) los conductores tienen una temperatura de aislamiento de la corriente nominal de 60, 75, 90º C; y

2) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es de 1000 A como determinada en el Cuadro 2 (canalizaciones)

(b) Una llave con un fusible de 1000 A es marcada para operación continua al 100% de la capacidad de la corriente nominal de sus dispositivos de sobrecorriente. Si es que los conductores de esta llave van a ser tendidos al aire libre, ¿qué tamaño de carga continua puede alimenta?

Respuesta:Esta llave con fusible puede alimentar a una carga continua de 1000 x 85% = 850 A si es que:

(1) los conductores tienen una temperatura de aislamiento de la corriente nominal de 60, 75, 90º C; y

(2) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es de 1000 A como determinada en el Cuadro 1 (aire libre)

Nota: La reducción de la capacidad de la corriente nominal en la Subregla 050-104(4)(b) se aplica al circuito completo. Esto significa que los conductores alimentando esta carga continua de 850 A deberían ser evaluados en 1000 A según el Cuadro 1.

Sustento y Propósito de la Regla 050-104(5) Se propone reconocer equipos eléctricos autorizados para operar continuamente al 80% de la capacidad de la corriente nominal de sus dispositivos de sobrecorriente. Dicho equipo puede llevar una marca de apropiado. Si es que no hay marca, como notado en el Apéndice B, el equipo debe considerarse como apropiado para operación continua al 80%.

Ya que las pruebas de certificación usan solamente las corrientes nominales del Cuadro 2 (conductores en canalizaciones), la carga máxima continua alimentada por el circuito no debe exceder al 80% de las corrientes nominales de los dispositivos de sobrecorriente si es que:

(1) la capacidad de los conductores es igual o mayor a la corriente nominal de los dispositivos de sobrecorriente;

(2) el aislamiento en los conductores es evaluado como 60, 75 ó 90 º C (columnas 3, 4 ó 5 del cuadro 2); y

(3) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es determinada del Cuadro 2.

La carga continua máxima alimentada por el circuito no puede exceder el 70% de la corriente nominal de los dispositivos de sobrecorriente cuando se usan las corrientes nominales del Cuadro 1 (conductores al aire libre), si es que:

(1) la capacidad de los conductores es igual o mayor a la corriente nominal de los dispositivos de sobrecorriente;

(2) el aislamiento en los conductores es evaluado como 60, 75 o 90 º C (columnas 3, 4 ó 5 del cuadro 1); y

(3) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es determinada del Cuadro 1

Por el contrario, si es que una carga no está evaluada como continua, las Subreglas (4) y (5) no se aplican, y el equipo eléctrico puede ser cargado a su corriente nominal sin importar el método de alambrado utilizado.

Cuando una caja de acometida, una llave con fusible, un interruptor o un tablero de paneles va a alimentar cargas continuas y no continuas, la carga total que se debe poner sobre los dispositivos de sobrecorriente debe de ser determinada utilizando las cargas continuas con los factores de demanda de la Subregla (4) ó (5), más las cargas no continuas.

Ejemplos:(a) Una llave con un fusible de 1000 A es marcada para operación continua al 80% de

la capacidad de la corriente nominal de sus dispositivos de sobrecorriente. Si es que sus conductores van a ser tendidos en una canalización, ¿qué tamaño de carga continua puede alimentar esta llave?

Respuesta:Esta llave con fusible puede alimentar a una carga continua de 1000 x 80%= 800 A si es que:

1) los conductores tienen una temperatura de aislamiento nominal de 60, 75, 90º C; y

2) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es de 1000 A como determinada en el Cuadro 2 (canalizaciones)

(b) Una llave de fusible de 1000 A es marcada para operación continua al 80% de la capacidad de la corriente nominal de sus dispositivos de sobrecorriente. Si es que sus conductores van a ser tendidos al aire libre ¿qué tamaño de carga continua puede alimentar esta llave?

Respuesta:Esta llave con fusible puede alimentar a una carga continua de 1000 x 70% = 700 A si es que:

1) los conductores tienen una temperatura de aislamiento nominal de 60, 75, 90º C; y

2) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es de 1000 A como determinada en el Cuadro 1 (aire libre)

(c) Una llave con un fusible de 1000 A es marcada para operación continua al 80% de la capacidad de la corriente nominal de sus dispositivos de sobrecorriente. ¿Qué tamaño de carga no continua puede alimentar esta llave?

Respuesta:Esta llave con fusible puede alimentar a una carga no continua de 1000 A si es que:

1) los conductores tienen una temperatura de aislamiento nominal de 60, 75, 90º C; y

2) la capacidad de la corriente nominal de los conductores es de 1000 A como determinada en el Cuadro 1, 2; y

3) la carga es determinada según la regla 050-104(3).