La ampacidad es un acrónimo de capacidad de amperaje , definida por los Códigos Eléctricos Nacionales de los Estados Unidos . La ampacidad se define como la corriente máxima, en amperios, que un conductor puede transportar de forma continua en las condiciones de uso sin exceder su temperatura nominal. [1] [2] [3]
La capacidad de corriente de un conductor depende de su capacidad para disipar el calor sin dañar el conductor ni su aislamiento. Esto es una función de la temperatura nominal del aislamiento , la resistencia eléctrica del material del conductor, la temperatura ambiente y la capacidad del conductor aislado para disipar el calor al entorno.
Todos los conductores eléctricos comunes tienen cierta resistencia al flujo de electricidad. La corriente eléctrica que fluye a través de los conductores los calienta . Si se produce calor a un ritmo suficiente, la temperatura del conductor aumenta y el aislamiento puede dañarse o, en última instancia, el propio conductor puede combarse o fundirse.
La capacidad de corriente máxima de un conductor se basa en el diámetro del conductor, el material utilizado (cobre o aluminio), la temperatura máxima de aplicación nominal y las condiciones de instalación. Las normas de instalación describen los factores necesarios que se deben aplicar para cualquier instalación en particular. Los conductores instalados de manera que el aire pueda moverse libremente sobre ellos pueden tener una capacidad nominal para transportar más corriente que los conductores que se colocan dentro de un conducto o enterrados bajo tierra. Una temperatura ambiente alta puede reducir la capacidad nominal de corriente de un conductor. Los cables que se colocan en lugares húmedos o aceitosos pueden tener una capacidad nominal de temperatura más baja que en una instalación seca. Se aplicará una capacidad nominal más baja si hay varios conductores cerca, ya que cada uno aporta calor a los demás y disminuye la cantidad de enfriamiento externo de los conductores.
Dependiendo del tipo de material aislante, las temperaturas máximas permitidas en la superficie del conductor son 60, 75 y 90 °C, a menudo con una temperatura ambiente de 30 °C. En los Estados Unidos , se permiten 105 °C con una temperatura ambiente de 40 °C para cables de alimentación más grandes, especialmente aquellos que funcionan a más de 2 kV. Asimismo, los aislamientos específicos se clasifican en 150, 200 o 250 °C.
Por lo general, es necesario reducir la corriente permitida en un conductor cuando los conductores están en un grupo o en un cable, encerrados en un conducto o en un recinto que restringe la disipación de calor. Por ejemplo, el Código Eléctrico Nacional de los Estados Unidos , Tabla 310.15(B)(16), especifica que hasta tres cables de cobre de calibre 8 AWG que tengan un material aislante común (THWN) en una canalización, un cable o un enterramiento directo tienen una capacidad de corriente de 50 A cuando el aire ambiente está a 30 °C y la temperatura de la superficie del conductor permitida es de 75 °C. Un solo conductor aislado al aire libre tiene una capacidad nominal de 70 A.
La capacidad nominal de corriente normalmente es para corriente continua y en la mayoría de los sistemas de cableado se producen breves períodos de sobrecorriente sin que se produzcan daños. Las normas del código eléctrico proporcionarán valores nominales para el cableado en el que existan cargas a corto plazo, por ejemplo, en un motor de elevación. En el caso de sistemas como los cables de transmisión de energía subterráneos, la evaluación de la capacidad de sobrecarga a corto plazo del sistema de cables requiere un análisis detallado del entorno térmico del cable y una evaluación del valor comercial de la vida útil perdida debido al aumento excesivo de la temperatura.
El diseño de un sistema eléctrico normalmente incluirá la consideración de la capacidad de transporte de corriente de todos los conductores del sistema.