Tamaño del cable de tierra de 100 amperios: EGC de cobre de 8 AWG o aluminio de 6 AWG (NEC 250.122)

Tamaño del cable de tierra de 100 amperios: la respuesta corta

Para un circuito de 100 amperios, el conductor de puesta a tierra del equipo (EGC) mínimo es cobre de 8 AWG o aluminio de 6 AWG. Esa cifra proviene de la tabla NEC 250.122 y se aplica de la misma manera a un disyuntor de 100 A en un panel, un alimentador de 100 A a un subpanel y una desconexión de servicio de 100 A. Saque cuatro cables a un subpanel de 100 A y el cuarto es de cobre de 8 AWG, no del 10 AWG que muchos instaladores utilizan por costumbre.

A ese mínimo se suman dos condiciones. La mesa establece un piso, no un objetivo, por lo que nada le impide instalar cobre 6 AWG en un largo plazo o en un lugar corrosivo. Y si los conductores que transportan corriente se agrandan por una caída de tensión, el cable de tierra también debe agrandarse con ellos. Esas dos reglas explican la mayoría de los argumentos que surgen sobre este tema en el lugar de trabajo.

Por qué la clasificación del interruptor, no la carga, determina el tamaño

Un conductor de puesta a tierra de equipo no transporta corriente durante el funcionamiento normal. Se asienta en el potencial del suelo debajo del edificio y no hace nada hasta que un conductor caliente toca una carcasa metálica, una canalización o la estructura del motor. En ese momento se convierte en el camino de retorno y la corriente de falla que fluye a través de él está limitada únicamente por la impedancia del bucle.

Entonces el interruptor debe abrirse antes de que se dañe el conductor. Un disyuntor de caja moldeada de 100 A en su disparo instantáneo puede solucionar una falla de 5000 A en un par de ciclos. Un dispositivo termomagnético en un recorrido largo y de alta impedancia puede tardar mucho más, y la energía que absorbe el conductor es proporcional a la corriente al cuadrado multiplicada por el tiempo. El factor decisivo es la configuración del dispositivo de sobrecorriente, nunca lo que realmente consume el circuito.

Es por eso que un alimentador de 100 A que transporta solo 35 A de carga aún necesita un EGC de cobre de 8 AWG. Hacer coincidir el cable de tierra con la carga medida es uno de los errores de campo más comunes y aparece en un informe de inspección como una violación del código en lugar de una queja de desempeño.

Conductor de puesta a tierra del equipo o conductor del electrodo de puesta a tierra

La frase "tamaño de cable a tierra de 100 amperios" esconde una bifurcación en el camino. Dos conductores diferentes se denominan cable de tierra en un sistema de 100 A y su tamaño se basa en dos tablas diferentes por dos razones diferentes. Determinar cuál tienes en la mano te ahorra muchas dudas.

En un servicio de 100 A, las dos respuestas a menudo llegan al mismo número, cobre 8 AWG, que es exactamente la razón por la que sobrevive la confusión. Llegan allí por diferentes rutas, y las rutas divergen en el momento en que el servicio se amplía o los conductores alimentadores aumentan de tamaño. Si recuerda solo una cosa, recuerde que el EGC sigue al interruptor y el GEC sigue a los conductores de servicio.

La mesa detrás del número

La Tabla 250.122 enumera los tamaños mínimos de EGC según la clasificación del dispositivo de sobrecorriente que protege el circuito. Las filas relevantes se ven así.

La curva no es lineal y eso es importante cuando se estima material. Pasar de un circuito de 100 A a uno de 200 A cambia el EGC de cobre de 8 AWG a 6 AWG, un paso modesto. Pasar de 100 A a 600 A lo cambia de 8 AWG a 1 AWG, que es aproximadamente cinco veces la sección transversal de cobre. El siguiente cuadro muestra la misma progresión en mils circulares, la unidad que utiliza el código cuando hay que calcular un aumento proporcional.

Cómo crece el EGC mínimo de cobre con el interruptor

La longitud de la barra es proporcional al área de la sección transversal del conductor, no al diámetro. Esa es la forma correcta de compararlos, porque la capacidad de corriente de falla sigue el área del metal.

Cuando el cobre 8 AWG no es suficiente

NEC 250.122(B) dice que cuando los conductores no puestos a tierra aumentan de tamaño por encima del mínimo requerido por ampacidad, el EGC debe aumentarse proporcionalmente. El aumento proporcional utiliza un área circular en milésimas, y aquí es donde la aritmética sorprende a la gente.

Tome un alimentador de 100 A normalmente instalado con conductores de cobre sin conexión a tierra de 3 AWG a 52,620 mils circulares y un EGC de cobre de 8 AWG a 16,510 mils circulares. El recorrido es lo suficientemente largo como para aumentar el tamaño a cobre de 1 AWG a 83,690 mils circulares para mantener la caída de voltaje por debajo del 3 por ciento. La proporción de área es 83.690 dividido por 52.620, o 1,59. Multiplique el área de EGC original por esa proporción y necesitará al menos 26,258 mils circulares.

Un 6 AWG conductor de cobre tiene 26,240 mils circulares. Falla por 18 mils circulares, por lo que falla 6 AWG y 4 AWG a 41,740 mils circulares es la respuesta correcta. Un inspector con una calculadora encontrará esa brecha, y es la razón más común por la que se revisa un alimentador de 100 A de mayor tamaño.

• La regla solo se activa cuando los conductores no puestos a tierra son mayores que la ampacidad requerida, no cuando la carga es simplemente pesada.
• Deje los conductores en cobre de 3 AWG y el EGC permanecerá en cobre de 8 AWG, no se necesitan cálculos.
• En recorridos de alimentador paralelos, cada canal lleva su propio EGC de tamaño completo basado en la clasificación del dispositivo de sobrecorriente. No se puede dividir un conductor de 8 AWG en tres conductos.
• Las canalizaciones metálicas como EMT, IMC y conductos metálicos rígidos se reconocen como rutas de conexión a tierra de equipos por sí solas, pero muchas especificaciones industriales todavía requieren un EGC de tipo cable, particularmente en áreas corrosivas o de alta vibración.

Cobre o Aluminio a 100 Amperios

El aluminio necesita un tamaño mayor porque su conductividad es aproximadamente el 61 por ciento de la del cobre. Esa es la razón por la que la tabla solicita aluminio de 6 AWG mientras que el cobre es de 8 AWG, y los dos conductores se comportan casi de manera idéntica en términos de resistencia por pie.

Donde difieren es en las terminaciones y en el entorno. El aluminio se expande y contrae más con los ciclos de temperatura, por lo que las terminaciones necesitan terminales con clasificación AL/CU y, en tamaños más grandes, un compuesto antioxidante. El aluminio no debe estar en contacto directo con cobre, latón o acero galvanizado en lugares húmedos sin una barrera adecuada, y nunca debe instalarse enterrado directamente sin una cubierta resistente a la corrosión o una aplicación listada. El cobre cuesta más pero perdona más. En un circuito de 100 A, que es un conductor pequeño en comparación con el trabajo de servicio, la mayoría de los ingenieros simplemente se quedan con el cobre y evitan la conversación.

La identificación también importa. Se permite el cobre desnudo como EGC, mientras que los conductores de puesta a tierra de equipos aislados deben ser verdes o verdes con una o más franjas amarillas. No permita que un conductor verde se reutilice como neutro en un alimentador de subpanel y no confíe en un conductor blanco reidentificado como tierra. Cuando los conductores de puesta a tierra enterrados enfrentan riesgo de robo o abuso mecánico, el cable trenzado de acero revestido de cobre es una alternativa práctica al cobre simple, ya que ofrece el mismo camino de baja resistencia con un núcleo de acero que resiste cortes y tirones.

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Estándar alambre de cobre a tierra sigue siendo el material predeterminado para la unión de paneles y gabinetes, y es el material más fácil de terminar correctamente con terminales y conectores comunes.

Qué comprar y qué comprobar antes de realizar el pedido

Una vez que sepa que el tamaño es cobre 8 AWG o aluminio 6 AWG, las decisiones restantes son sobre forma y acabado en lugar de ampacidad.

• Trenzado: el 8 AWG sólido es rígido y se tira fácilmente a través de tramos cortos de conductos, mientras que el 8 AWG trenzado se dobla mejor dentro de los gabinetes y tolera la vibración. En paneles industriales, el trenzado con un terminal engarzado suele ser la opción más segura.
• Aislamiento: XLPE o PVC verde para un EGC aislado, o cobre desnudo cuando la canalización ya brinda protección y la especificación lo permite.
• Conductividad: el cobre estirado suave generalmente se especifica al 100 por ciento IACS. Solicite el certificado de fábrica si el proyecto cuenta con un inspector externo.
• Corrosión: los hilos de cobre estañado valen la pena en plantas costeras, químicas o de alta humedad, donde el cobre desnudo desarrolla una pátina verde y la resistencia de la conexión aumenta.
• Disciplina de inventario: tenga a mano cobre de 8 AWG, cobre de 6 AWG, aluminio de 6 AWG y cobre de 4 AWG. Esos cuatro cubren casi cada 100 llamadas A que recibirá, incluidos los casos de mayor tamaño.

Los proveedores que publican el área en milésimas circular, el número de hebras y la calidad del material hacen que el cálculo 250.122(B) sea un trabajo de dos minutos en lugar de una llamada telefónica.

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Para trabajos con paneles, el cable trenzado de cobre dimensionado según la clasificación del disyuntor es el elemento más simple de especificar y termina de manera predecible con terminales de compresión estándar.

Reuniéndolos en el panel

El tamaño del conductor es sólo la mitad de una ruta de tierra confiable de 100 A. La otra mitad es la cadena de terminación. Una barra de tierra separada en el subpanel, unida sólidamente al gabinete, con la barra neutra aislada y el tornillo de unión retirado, es lo que mantiene la corriente de falla en la ruta prevista en lugar de a través de un conducto. Apriete cada terminal al valor impreso en la etiqueta, porque un conductor de cobre de 8 AWG debajo de un terminal suelto formará un arco mucho antes de que el disyuntor note la falla.

Dentro del equipo, los conjuntos de barras y barras colectoras de cobre transportan la misma corriente que el cable y necesitan la misma atención al estado de la superficie y la presión de contacto.

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Para resumir la respuesta práctica: un circuito de 100 amperios necesita cobre de 8 AWG o aluminio de 6 AWG como conductor de conexión a tierra del equipo, un servicio de 100 A normalmente necesita cobre de 8 AWG como conductor del electrodo de conexión a tierra, y ambos números aumentan en el momento en que los conductores del circuito crecen. Dimensione la conexión a tierra del dispositivo de protección, verifíquela nuevamente después de cualquier caída de voltaje y la inspección se realizará sin incidentes, que es exactamente lo que desea de un cable a tierra.