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¿Cómo encontrar el tamaño adecuado de cable y alambre para la instalación de cableado eléctrico? – Ejemplos en sistema métrico e imperial

¿Cómo determinar el tamaño adecuado de alambre y cable para la instalación de cableado eléctrico?

La siguiente guía paso a paso le mostrará cómo encontrar el tamaño correcto de cable y alambre o cualquier otro conductor para la instalación de cableado eléctrico con ejemplos resueltos (tanto en británico como en inglés y Sistema SI, es decir, Sistema Imperial y Métrico respectivamente).

Tenga en cuenta que es muy importante seleccionar el tamaño de cable adecuado al dimensionar un cable para instalaciones eléctricas. Un tamaño de cable inapropiado para cargas más grandes con alta corriente puede crear un caos que provoque fallas en el equipo eléctrico, incendios peligrosos y lesiones graves.

Caída de tensión en cables

Sabemos que todos los conductores, alambres y cables (excepto los superconductores) tienen cierta cantidad de resistencia.

Esta resistencia es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional al diámetro del conductor, es decir,

R ∝ L/a … [Leyes de resistencia R =ρ (L/a)]

Siempre que la corriente fluye a través de un conductor, se produce una caída de voltaje en ese conductor. En general, la caída de tensión puede despreciarse para conductores de pequeña longitud, pero en el caso de conductores de diámetro inferior y longitud larga, debemos tener en cuenta las caídas de tensión considerables para una instalación de cableado adecuada y una gestión de carga futura.

De acuerdo con la regla B-23 de IEEE , en cualquier punto entre el terminal de la fuente de alimentación y la instalación, la caída de voltaje no debe aumentar por encima del 2,5 % del voltaje proporcionado (suministro) .

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Ejemplo:

Si el voltaje de suministro es de 220 V CA, entonces el valor de la caída de voltaje permitida debe ser;

Del mismo modo, si el voltaje de suministro es de 120 V CA, la caída de voltaje permitida no debe ser superior a 3 V (120 V x 2,5 %).

En los circuitos de cableado eléctrico, también se producen caídas de voltaje desde el tablero de distribución hasta los diferentes subcircuitos y subcircuitos finales, pero para los subcircuitos y los subcircuitos finales, el valor de la caída de voltaje debe ser la mitad de las caídas de voltaje permitidas (es decir, 2,75 V de 5,5 V como se calculó anteriormente)

Normalmente, la caída de tensión en las tablas se describe en amperios por metro (A/m) p.ej. ¿Cuál sería la caída de tensión en un cable de un metro que transporta una corriente de un amperio?

Existen dos métodos para definir la caída de tensión en un cable que discutiremos a continuación.

En SI (Sistema internacional y sistema métrico ) la caída de tensión se describe en amperios por metro (A/m) .

En FPS (sistema pie-libra) la caída de voltaje se describe en función de la longitud, que es 100 pies.

  1. Calculadora de tamaño de cables y alambres eléctricos (cobre y aluminio)
  2. Calculadora de tamaño de cables y alambres en AWG
  3. Calculadora de caída de tensión en alambres y cables

Tablas y gráficos para tamaños adecuados de cables y alambres

A continuación se encuentran las tablas importantes que debe seguir para determinar el tamaño adecuado del cable para la instalación del cableado eléctrico.

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¿Cómo encontrar la caída de voltaje en un cable?

Para encontrar la caída de tensión en un cable, siga los sencillos pasos que se indican a continuación.

(Mantente tranquilo :) Seguiremos ambos métodos y sistemas para encontrar caídas de voltaje (en metros y 100 pies) en nuestro ejemplo resuelto para todo el cableado de la instalación eléctrica).

(Longitud real del circuito x caída de voltios para 1 m) /100 ===> para encontrar la caída de voltios por metro.
(Longitud real del circuito x caída de voltios para 100 pies) /100 ===> para encontrar la caída de voltaje en 100 pies.

Factor de carga =Corriente de carga que debe tomar el cable/corriente nominal del cable que se indica en la tabla.

¿Cómo determinar el tamaño adecuado de cable y alambre para una carga determinada?

A continuación se muestran ejemplos resueltos que muestran cómo encontrar el tamaño de cable adecuado para una carga dada.

Para una carga dada, el tamaño del cable se puede encontrar con la ayuda de diferentes tablas, pero debemos tener en cuenta y seguir las reglas sobre la caída de voltaje.

Al determinar el tamaño del cable para una carga dada, tenga en cuenta las siguientes reglas.

Para una carga determinada, excepto el valor conocido de la corriente, debe haber un 20 % adicional de corriente para necesidades adicionales, futuras o de emergencia.

Desde el medidor de energía hasta el tablero de distribución, la caída de voltaje debe ser 1.25% y para el subcircuito final, la caída de voltaje no debe exceder 2.5% de tensión de alimentación.

Considere el cambio de temperatura, cuando sea necesario, use el factor de temperatura (Tabla 3)

Además, tenga en cuenta el factor de carga al determinar el tamaño del cable

Al determinar el tamaño del cable, tenga en cuenta el sistema de cableado, es decir, en un sistema de cableado abierto, la temperatura sería baja, pero en el cableado de conductos, la temperatura aumenta debido a la ausencia de aire.

Ejemplos resueltos de cables y alambres adecuados

Los siguientes son ejemplos para determinar el tamaño adecuado de los cables para la instalación de cableado eléctrico que facilitarán la comprensión del método de "cómo determinar el tamaño adecuado del cable para un determinado cargar”.

Ejemplo 1... (Sistema imperial, británico o inglés)

Para la instalación de cableado eléctrico en un edificio, la carga total es de 4,5 kW y la longitud total del cable desde el medidor de energía hasta el tablero de distribución del subcircuito es de 35 pies. Los voltajes de suministro son de 220 V y la temperatura es de 40 °C (104 °F). Encuentre el tamaño de cable más adecuado desde el medidor de energía hasta el subcircuito si el cableado está instalado en conductos.

Solución:-

Ahora seleccione el tamaño del cable para la corriente de carga de 24.5A (de la Tabla 1) que es 7/0.036 (28 Amperios). Significa que podemos usar cable 7/0.036 según la tabla 1.

Ahora verifique el cable seleccionado (7/0.036) con factor de temperatura en la Tabla 3, por lo que el factor de temperatura es 0.94 (en la tabla 3) a 40 °C (104 °F) y la capacidad de carga de corriente de (7/0.036) es 28A, por lo tanto, la capacidad de carga de corriente de este cable a 40 °C (104 °F) sería;

Clasificación de corriente para 40 °C (104 °F) =28 x 0,94 =26,32 amperios.

Dado que el valor calculado (26.32 Amp ) a 40 °C (104 °F ) es menor que la capacidad de carga actual del cable (7/0.036) que es 28A , por lo tanto este tamaño de cable (7/0.036 ) también es adecuado con respecto a la temperatura.

Ahora encuentre la caída de voltaje de 100 pies para este cable (7/0.036) de la Tabla 4 que es 7V , Pero en nuestro caso, la longitud del cable es de 35 pies. Por lo tanto, la caída de voltaje para un cable de 35 pies sería;

Caída de voltaje real para 35 pies =(7 x 35/100) x (24,5/28) =2,1 V

Y caída de tensión permitida =(2,5 x 220)/100 =5,5 V

Aquí, la caída de voltaje real (2,1 V) es menor que la caída de voltaje máxima permitida de 5,5 V. Por lo tanto, el tamaño de cable apropiado y más adecuado es (7/0,036) para esa carga dada para la instalación de cableado eléctrico.

Ejemplo 2... (SI / Metric / sistema decimal)

Qué tipo y tamaño de cable se adapta a una situación determinada

Solución:-

Carga =5,8kW =5800W

Voltaje =230V

Actual =I =P/V =5800 / 230 =25.2A

20 % de corriente de carga adicional =(20/100) x 5,2A =5A

Corriente de carga total =25,2 A + 5 A =30,2 A

Ahora seleccione el tamaño del cable para la corriente de carga de 30,2 A (de la Tabla 1), que es 7/1,04 (31 amperios). Significa que podemos usar cable 7/0.036 según la tabla 1 .

Ahora verifique el cable seleccionado (7/1.04) con factor de temperatura en la Tabla 3, por lo que el factor de temperatura es 0.97 (en la tabla 3) a 35 °C (95 °F) y la capacidad de carga de corriente de (7/1.04) es 31 A, por lo tanto, la capacidad de carga de corriente de este cable a 40 °C (104 °F) sería;

Clasificación de corriente para 35 °C (95 °F) =31 x 0,97 =30 amperios.

Dado que el valor calculado (30 amperios) a 35 °C (95 °F) es menor que la capacidad de carga actual del cable (7/1.04) que es 31A, por lo tanto este tamaño de cable (7/1,04) también es adecuado con respecto a la temperatura.

Ahora encuentre la caída de voltaje por metro de amperio para este cable (7/1.04) de la (Tabla 5) que es 7mV, pero en nuestro caso, la longitud del cable es 35 metro. Por tanto, la caída de tensión para un cable de 35 metros sería:

Caída de voltaje real para 35 metros =

=mV x I x L

=(7/1000) x 30×35 =7,6 V

Y Caída de voltaje permisible =(2,5 x 230)/100 =5,75 V

Aquí, la caída de voltaje real (7,35 V) es mayor que la caída de voltaje máxima permitida de 5,75 V. Por lo tanto, este no es un tamaño de cable adecuado para esa carga dada. Entonces seleccionaremos el siguiente tamaño del cable seleccionado (7/1.04) que es 7/1.35 y encontraremos la caída de voltaje nuevamente.

Según la tabla (5), la clasificación de corriente de 7/1,35 es de 40 amperios y la caída de voltaje por amperio metro es de 4,1 mV (consulte la tabla (5)). Por lo tanto, la caída de tensión real para un cable de 35 metros sería;

Actual Voltage drop for 35 meter =

=mV x I x L

(4.1/1000) x 40×35 =7.35V =5.74V

This drop is less than that of maximum allowable voltage drop. So this is the most appropriate and suitable cable or wire size .

Example 3

Following Loads are connected in a building:-

Sub-Circuit 1

Sub-Circuit 2

If supply voltages are 230 V AC, then calculate circuit current and Cable size for each Sub-Circuit ?

Solution:-

Total load of Sub-Circuit 1

=(2 x 1000) + (4 x 80) + (2×120)

=2000W + 320W + 240W =2560W

Current for Sub-Circuit 1 =I =P/V =2560/230 =11.1A

Total load of Sub-Circuit 2

=(6 x 80) + (5 x 100) + (4 x 800)

=480W + 500W + 3200W=4180W

Current for Sub-Circuit 2 =I =P/V =4180/230 =18.1A

Therefore, Cable suggested for sub circuit 1 =3/.029 ” (13 Amp ) or 1/1.38 mm (13 Amp )

Cable suggested for Sub-Circuit 2 =7/.029 ” (21 Amp ) or 7/0.85 mm (24 Amp)

Total Current drawn by both Sub-Circuits =11.1A + 18.1A =29.27 A

So cable suggested for Main-Circuit =7/.044″ (34 Amp) or 7/1.04 mm (31 Amp )

Example 4

A 10H.P (7.46kW) three phase squirrel cage induction motor of continuous rating using Star-Delta starting is connected through 400V supply by three single core PVC cables run in conduit from 250feet (76.2m) away from multi-way distribution fuse board. Its full load current is 19A. Average summer temperature in Electrical installation wiring is 35°C (95°F). Calculate the size of the cable for the motor?

Solution:-

Now select the size of cable for full load motor current of 19A (from Table 4) which is 7/0.36” (23 Amperes) *(Remember that this is a 3-phase system i.e. 3-core cable) and the voltage drop is 5.3V for 100 Feet. It means we can use 7/0.036 cable according Table (4).

Now check the selected (7/0.036) cable with temperature factor in table (3), so the temperature factor is 0.97 (in table 3) at 35°C (95°F) and current carrying capacity of (7/0.036”) is 23 Amperes, therefore, current carrying capacity of this cable at 40°C (104°F) would be:

Current rating for 40°C (104°F) =23 x 0.97 =22.31 Amp.

Since the calculated value (22.31 Amp) at 35°C (95°F) is less than that of current carrying capacity of (7/0.036) cable which is 23A, therefore this size of cable (7/0.036) is also suitable with respect to temperature.

Load factor =19/23 =0.826

Now find the voltage drop for 100feet for this (7/0.036) cable from table (4) which is 5.3V, But in our case, the length of cable is 250 feet. Therefore, the voltage drop for 250 feet cable would be;

Actual Voltage drop for 250feet =(5.3 x 250/100) x 0.826 =10.94V

And maximum Allowable voltage drop =(2.5/100) x 400V=10V

Here the actual Voltage drop (10.94V) is greater than that of maximum allowable voltage drop of 10V. Therefore, this is a not a suitable size of cable for the given load. So we will select the next size of selected cable (7/0.036) which is 7/0.044 and find the voltage drop again. According to Table (4) the current rating of 7/0.044 is 28 Amperes and the volt drop in per 100 feet is 4.1V (see Table 4). Therefore, the actual voltage drop for 250 feet cable would be;

Actual Voltage drop for 250 feet =

=Volt drop per 100 feet x length of cable x load factor

=(4.1/100) x 250 x 0.826 =8.46V

And Maximum Allowable voltage drop =(2.5/100) x 400V=10V

The actual voltage drop is less than that of maximum allowable voltage drop. So this is the most appropriate and suitable cable size for electrical wiring installation in a given situation.

NEC Wire Size Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) &Chart

NEC (National Electrical Code) Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) – 310.60 – ARTICLE 310 – Conductors for General Wiring &Allowable Ampacities of Conductors &Wire Sizes based on AWG (American Wire Gauge).

310.60               ARTICLE 310 — CONDUCTORS FOR GENERAL WIRING
Table 310.15(B)(16) (formerly Table 310.16) Allowable Ampacities of Insulated Conductors Rated Up to and Including 2000 Volts, 60°C Through 90°C (140°F Through 194°F), Not More Than Three Current-Carrying Conductors in Raceway, Cable, or Earth (Directly Buried), Based on Ambient Temperature of 30°C (86°F)*
Size AWG or kcmil Temperature Rating of Conductor [See Table 310.104(A).] Size AWG or kcmil
60°C (140°F) 75°C (167°F) 90°C (194°F) 60°C (140°F) 75°C (167°F) 90°C (194°F)
Types TW, UF Types RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE, ZW Types TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW,

THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW,

XHHW-2, ZW-2

 Types TW, UF Types RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE Types TBS, SA, SIS, THHN, THHW,

THW-2, THWN-2, RHH, RHW-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
COPPER ALUMINUM OR COPPER-CLAD ALUMINUM
18** — — 14 — — — —
16** — — 18 — — — —
14** 15 20 25 — — — —
12** 20 25 30 15 20 25 12**
10** 30 35 40 25 30 35 10**
8 40 50 55 35 40 45 8
6 55 65 75 40 50 55 6
4 70 85 95 55 65 75 4
3 85 100 115 65 75 85 3
2 95 115 130 75 90 100 2
1 110 130 145 85 100 115 1
1/0 125 150 170 100 120 135 1/0
2/0 145 175 195 115 135 150 2/0
3/0 165 200 225 130 155 175 3/0
4/0 195 230 260 150 180 205 4/0
250 215 255 290 170 205 230 250
300 240 285 320 195 230 260 300
350 260 310 350 210 250 280 350
400 280 335 380 225 270 305 400
500 320 380 430 260 310 350 500
600 350 420 475 285 340 385 600
700 385 460 520 315 375 425 700
750 400 475 535 320 385 435 750
800 410 490 555 330 395 445 800
900 435 520 585 355 425 480 900
1000 455 545 615 375 445 500 1000
1250 495 590 665 405 485 545 1250
1500 525 625 705 435 520 585 1500
1750 545 650 735 455 545 615 1750
2000 555 665 750 470 560 630 2000
  •    *Refer to 310.15(B)(2) for the ampacity correction factors where the ambient temperature is other than 30°C (86°F). Refer to 310.15(B)(3)(a) for more than three current-carrying conductors.
  •    **Refer to 240.4(D) for conductor overcurrent protection limitations.

Here is the NEC table as a chart (image format to downloads as a reference)


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