Cálculos de cables, conductores y protección eléctrica de motores según NEC

La protección mas común contra sobrecorriente para la mayoría de los circuitos eléctricos es la que combina la protección de sobrecarga con la protección contra cortocircuitos y la protección de fallas a tierra.

Una sobrecorriente, es la corriente en Amperios, mayor a la corriente que soporta el equipo o conductores resultante de una sobrecarga, un cortocircuito o una falla a tierra.

Sin embargo esta combinación (Sobrecarga+cortocircuito+falla a tierra) no suele ser la mejor opción para los motores. Con raras excepciones, el mejor método para proporcionar protección contra sobrecorriente en el caso de los motores es separar los dispositivos de protección contra sobrecarga de los dispositivos de protección contra cortocircuitos y fallas a tierra ( Ver imagen 1).

Los dispositivos de protección contra sobrecargas, protegen el motor, el equipo de control del motor y los conductores del circuito ramal de la sobrecarga del motor y el calentamiento excesivo resultante (Articulo 430.31). No brindan protección contra cortocircuitos o corrientes de falla a tierra. Ese es el trabajo del interruptor de suministro aguas arriba (Ver imagen 1), esta protección no protege contra sobrecargas del motor. Por lo anterior esta disposición hace que los cálculos del motor sean diferentes de los que se utilizan para otros tipos de cargas.

proteccion de motores NEC
Imagen 1. La protección contra sobrecorriente se logra generalmente separando la protección contra sobrecarga del dispositivo de protección contra cortocircuitos y fallas a tierra

Normalmente, los motores consumen aproximadamente seis veces más corriente en el arranque que durante el funcionamiento normal. El artículo 430 proporciona una guía sobre la forma de proteger adecuadamente el motor de sobrecorriente y aún así evitar disparos molestos del fusible o disyuntor que protege el motor.

La protección contra cortocircuitos y fallas a tierra de un motor generalmente se proporciona mediante un fusible o disyuntor (Breaker o interruptor) que tiene el tamaño suficiente para permitir que el motor arranque, pero demasiado grande para brindar protección contra sobrecargas. Por ello también se debe proporcionar protección contra sobrecargas para proteger el motor y el cableado a un valor cercano a la corriente de funcionamiento real del motor, pero con un retardo de tiempo suficiente para permitir que el motor arranque.

El artículo 430 también detalla el tamaño mínimo de los conductores para los circuitos ramales del motor. Cuando los conductores y la protección contra cortocircuitos y fallas a tierra se dimensionan según el artículo 430, el fusible o el disyuntor (Breaker o interruptor) puede parecer mucho más grande de lo que debería ser para los conductores seleccionados, es normal  y si todo esta bien calculado no debería preocuparse.

Las reglas de protección contra sobrecorriente del Artículo 240 no se aplican a motores, por lo que una instalación a menudo puede no “verse bien”, aunque cumpla con los requisitos del Artículo 430 para motores. Un estudio cuidadoso de esta unidad le ayudará a comprender los requisitos, a veces confusos, de los artículos 430.

A continuacion veremos como dimensionar las protecciones y conductores de los motores contra sobrecarga, cortocircuito y falla a tierra según el NEC.

Protección de sobrecarga del motor según Art. 430 NEC

Protección de sobrecarga.La sobrecarga es la condición en la que la corriente excede la clasificación nominal en amperios del equipo, lo que puede resultar en daños al equipo debido a un sobrecalentamiento peligroso [Artículo 100].

Los dispositivos de protección contra sobrecargas, están destinados a proteger el motor, el equipo de control del motor y los conductores del circuito derivado del calentamiento excesivo debido a la sobrecarga del motor [430.31].

La protección de sobrecarga no está diseñada para proteger contra cortocircuitos o corrientes de falla a tierra. Los dispositivos de protección contra sobrecargas están diseñados para proteger motores, aparatos de control de motores y conductores de circuitos derivados del motor contra un calentamiento excesivo debido a sobrecargas del motor y fallas en el arranque. Es posible que un motor se caliente tanto que se queme o provoque un incendio.

Algunas de las causas de la sobrecarga son:

  • Baja tensión en el motor.
  • Rotor bloqueado.
  • El motor es demasiado pequeño para la aplicación.
  • Cojinetes malos.
  • Motor funcionando como monofásico, lo que significa que un conductor del circuito trifásico falla, lo que hace que funcione en dos fases.

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