La ampacidad es un acrónimo de capacidad en amperios 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 continuamente en las condiciones de uso sin exceder su temperatura nominal. [1] [2] [3]
La ampacidad de un conductor depende de su capacidad para disipar el calor sin dañar el conductor ni su aislamiento. Esto es función de la clasificación de temperatura del aislamiento , la resistencia eléctrica del material conductor, la temperatura ambiente y la capacidad del conductor aislado para disipar 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 clasificación de ampacidad de un conductor se basa en el diámetro del conductor, el material utilizado (cobre o aluminio), la temperatura máxima nominal de aplicación 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 estar clasificados para transportar más corriente que los conductores colocados dentro de un conducto o enterrados bajo tierra. La temperatura ambiente alta puede reducir la clasificación actual de un conductor. Los cables tendidos en lugares húmedos o aceitosos pueden tener una clasificación de temperatura más baja que en una instalación seca. Se aplicará una clasificación 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 comunes en la superficie del conductor son 60, 75 y 90 °C, a menudo con una temperatura del aire 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 operan a más de 2 kV. Asimismo, los aislamientos específicos tienen una clasificación de 150, 200 o 250 °C.
La corriente permitida en un conductor generalmente debe reducirse (reducirse) cuando los conductores están en un grupo o 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 alambres de cobre de 8 AWG que tengan un material aislante común (THWN) en una canalización, cable o enterramiento directo tienen una ampacidad de 50 A, cuando el aire ambiente es de 30 °C, se permite que la temperatura de la superficie del conductor sea de 75 °C. Un solo conductor aislado al aire libre tiene una clasificación de 70 A.
La clasificación de ampacidad es normalmente para corriente continua y en la mayoría de los sistemas de cableado ocurren períodos cortos de sobrecorriente sin daños. Las reglas del código eléctrico proporcionarán clasificaciones para cableado donde haya cargas de corta duración, por ejemplo, en un motor de elevación. Para sistemas como los cables subterráneos de transmisión de energía, la evaluación de la capacidad de sobrecarga a corto plazo del sistema de cable 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 temperatura.
El diseño de un sistema eléctrico normalmente incluirá la consideración de la capacidad de transporte de corriente de todos los conductores del sistema.