Mejor respuesta
Respuesta directa
En mi opinión, un propietario no debería estar haciendo este tipo de trabajo. Contrate a un oficial con licencia o electricista principal para hacer esto.
Su jurisdicción local probablemente requiera que se obtenga un permiso eléctrico y se inspeccione el trabajo. El electricista conocerá los requisitos locales para esto.
País de residencia del cartel
Supongo que se encuentra en el EE.UU., debido a su uso de «pies» y la referencia a 200 amperios. En los EE. UU., El código relevante es el Código Eléctrico Nacional, el NEC.
Información insuficiente presentada
Insuficiente Se ha presentado información con esta pregunta para permitir su completa respuesta. Sin embargo, haré una descripción general de los cálculos necesarios para dar una respuesta a la pregunta. Uno de mis propósitos al hacerlo es mostrar que esta no es una tarea trivial. Las organizaciones que realizan este tipo de trabajo para ganarse la vida a menudo utilizan programas de computadora para ayudar en el dimensionamiento de cables y conductos.
Ejemplo de dimensionamiento de conductores
Esto es solo para fines informativos, no está destinado a ser instrucciones para personas no capacitadas y no debe usarse para dimensionar conductores reales. Comuníquese con un profesional para que realice este trabajo.
«Mostraré mi trabajo» para que otros puedan seguirlo. Utilizaré la última edición del NEC: el NEC 2017. Si cometo un error, omito algo, no está claro o si tiene algún otro comentario que pueda mejorar esto, hágamelo saber.
Código Eléctrico Nacional Acceso
Puede obtener acceso en línea al NEC 2017 registrándose para obtener una cuenta gratuita en el sitio web de la NFPA (Asociación Nacional de Protección contra Incendios). Su biblioteca local puede tener una copia o pueden solicitar una copia para usted de una biblioteca recíproca.
Algunas de las referencias que muestro solo se dan en el Manual versión del NEC, y así se indica.
¿Son conductores de servicio o alimentadores?
La pregunta original dice «servicio», pero ¿son realmente conductores de servicios o alimentadores? No lo sé, y no estoy seguro de que la persona que hace la pregunta sepa o siquiera sepa la diferencia. Y hay una diferencia, y la diferencia afecta la respuesta.
Los servicios están cubiertos en el artículo 230 de NEC de 2017, Alimentadores en 2017 NEC Artículo 215.
Creo que lo más probable es que de hecho sea para conductores de servicio, que se definen como:
• “Los conductores y equipos para entregar energía eléctrica desde la empresa de servicio al sistema de cableado del local servido”.
y no un alimentador, definido como:
• “Todos los conductores de circuito entre el equipo de servicio, la fuente de un sistema derivado por separado u otra fuente de alimentación y el dispositivo de sobrecorriente del circuito derivado final”.
[Definiciones según el artículo 100 del NEC de 2017 Definiciones ].
Creo que esta pregunta es para conductores de servicio porque no creo que este panel de 200 amperios se alimente como un subpanel de otro panel, sino que se alimenta directamente de la utilidad. Es posible que tenga una perspectiva diferente, y sin más aportes del cartel no lo sabremos con certeza. En cualquier caso, supongo que se trata de un cable de servicio y no de un alimentador.
Supuesto de voltaje
Supongo esto es para un servicio monofásico de 120 voltios / 240 voltios, que es el sistema residencial común que se usa en los EE. UU.
Pasos
A continuación se muestran los pasos para determinar el tamaño de los conductores a utilizar, junto con otras consideraciones para esta aplicación.
1. Seleccione un tipo de cableado / cable
2017 NEC 230.30 (B) proporciona los tipos de métodos de cableado permitidos para conductores de servicio subterráneo. De los métodos permitidos, los conductores Tipo USE [Entrada de servicio subterráneo, 2017 NEC Artículo 338] serían mi elección porque es el más fácil de ejecutar ya que no requiere conductos.
Cable IGS [Espaciador de gas integrado, 2017 NEC Artículo 326] y cable MI [Mineral Insulated, 2017 NEC Artículo 332] no tienen sentido para esta aplicación. El cable de media tensión [Cable de media tensión, artículo 328 del NEC 2017] es para aplicaciones de tensión más alta.
Cable MC de enterramiento directo [Cable revestido de metal, 2017 NEC 330.10 (A) (5) y (B) (2) y (3)] es otra opción, pero será muy pesada y más cara.
Así que consideraremos USE, específicamente USE-2 debido a su clasificación de temperatura de 90dC. Generalmente utiliza aislamiento XLPE (polietileno reticulado). Esto será mucho más fácil de administrar que la instalación de un conducto.
Usaré conductores de aluminio porque el aluminio es mucho menos costoso que el cobre, más liviano que el cobre y la mayoría de los cables del tamaño requerido se suministran más comúnmente en aluminio.
Southwire es uno de los fabricantes de cables más grandes de EE. UU., así que usaré sus cables. Southwire Quadplex PowerGlide 600V Secondary UD parece que satisface nuestras necesidades:
Antes de continuar demasiado lejos, debemos comunicarnos con Southwire para asegurarnos de que este tipo de cable esté disponible. https://www.mysouthwire.com/medias/sys\_master/product-specifications/product-specifications/ha9/hab/8854082519070.pdf
2. Pero, ¿y si decidimos utilizar un conducto?
Podríamos utilizar un conducto de PVC, por supuesto. Schedule 40 subterráneo, Schedule 80 donde está por encima del suelo si está sujeto a daños físicos, como por cortadoras de césped, según NEC 230.50 (B) (1) de 2017.
¿Qué pasa con el tipo de conductor si usó conducto? Según NEC 300.5 (B) de 2017, “El interior de los recintos o conducciones instaladas bajo tierra se considerará un lugar húmedo. Los conductores y cables aislados instalados en estos recintos o conductos de conducción en ubicaciones subterráneas deben cumplir con 310.10 (C) ”.
Según 2017 NEC 310.10 (C), los tipos de cables aceptables son:
• MTW
• RHW, RHW-2
• TW, THW, THW-2
• THHW, THWN, THWN-2
• XHHW, XHHW-2
• ZW
No entraré en los detalles de la selección de conductores para una aplicación de conductos aquí, porque ya he decidido utilizar lo anterior- cable mencionado.
Tenga en cuenta que el cable THHN no es aceptable para su uso en conductos subterráneos, ya que el cable no tiene una (W) calificación [2017 NEC Table 310.104 (A), THHN].
3. Determinando la Ampacidad del Conductor Requerida
2017 NEC 310.15 (B) (7) nos permite usar el 83\% de la calificación de servicio. 83\% de 200 amperios = 166 amperios.
4. Dimensionamiento de conductores para la ampacidad requerida
Aunque el cable que hemos seleccionado tiene una clasificación de temperatura de 90dC [2017 NEC Tabla 310.15 (B) (16)] para el propósito de dimensionamiento de conductores, debe ser utilizado a 75dC [2017 NEC 110.14 (C)]. Esto se debe a que los terminales a los que se conectará el cable solo tienen una capacidad nominal de 75dC.
Por lo tanto, usaremos la Tabla 310.15 (B) (16) del NEC 2017, la columna de aluminio de 75dC para determinar el tamaño de conductor requerido .
Para 166 amperios, esto nos da conductores 4/0, que tiene una clasificación de 180 amperios.
Con el tipo de cable que estamos considerando, el conductor neutro es parte del ensamblaje del cable. , así que en lugar de realizar cálculos bastante complejos para determinar si podemos usar un neutro de tamaño reducido, usaremos uno de los conductores de tamaño completo en este cable para el conductor neutro. El conjunto de cables tiene cuatro cables, por lo que usaremos uno de ellos como cable de tierra.
5. Factor de corrección de temperatura ambiente
La ampacidad para conductores en 2017 NEC Tabla 310.15 (B) (16) se da a una temperatura ambiente de 86dF / 30dC.
Necesitamos para corregir la ampacidad de los conductores para la temperatura ambiente en el área, ya que algunos de los conductores estarán expuestos a la temperatura ambiente (por donde salen y quizás ingresan al suelo).
El primer paso es Determine cuál es la temperatura ambiente alta para su área. Esto se puede buscar en el Manual de ASHRE, en Fundamentos. Puede obtener acceso gratuito a este manual registrándose en el sitio web de ASHRE. Otro sitio web que algunos usan es Panel Solar America para códigos y estándares (use el número promedio de temperatura alta del 2\%).
2017 La Tabla 310.15 (B) (2) (a) del NEC proporciona estos factores de corrección. Aquí podemos usar la clasificación de 90dC del conductor [referencia «Ejemplo de cálculo» – Manual NEC 2017, en 310.15 (C) (3)].
Asumiré una temperatura ambiente alta de 100dF, lo que da usamos un factor de corrección de 0.91.
Al necesitar 166 amperios con un factor de corrección de temperatura ambiente de 0.91, el aluminio 4/0 a 75dC solo nos da sólo 163.8 amperios (180 amperios * 0.91 = 163.8 amperios).
Apuesto a que muchos podrían manipular esto y quedarse con 4/0, pero estamos siguiendo el NEC aquí.
Seleccionaremos conductores de aluminio de 250 MCM a 75dC, lo que nos da 205 amperios x 0,91 = 186,5 amperios.
6. Factor de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable
Según 2017 NEC 310.15 (B) (3) (a), cuando hay más de tres conductores portadores de corriente en un canalización o cable, se debe aplicar un factor de ajuste según la Tabla 310.15 (B) (3) (a) del NEC 2017.
Dado que en esta situación solo tenemos tres conductores portadores de corriente (dos conductores calientes y uno neutro conductor): este ajuste no se aplica.
Tenga en cuenta que un cable de tierra no es un conductor que transporta corriente y no cuenta al aplicarlo, referencia 2017 NEC 301.15 (B) (6).
7. Reducción de la capacidad nominal por caída de voltaje
El propósito del Código Eléctrico Nacional es la protección práctica de las personas y la propiedad de los peligros derivados del uso de la electricidad [2017 NEC 90.1 (A)].
El NEC generalmente no considera que la caída de voltaje sea un problema de seguridad. Como resultado, el NEC contiene recomendaciones (notas en letra pequeña) de que los conductores de circuito tengan un tamaño lo suficientemente grande para que se pueda proporcionar una eficiencia razonable de funcionamiento del equipo.
Las notas de letra pequeña en el NEC son solo para fines informativos y no son exigibles por la autoridad de inspección [2017 NEC 90-5 (C). Sin embargo, la Sección 110-3 (B) del NEC 2017 requiere que el equipo se instale de acuerdo con las instrucciones del equipo. Por lo tanto, el equipo eléctrico debe instalarse de manera que opere dentro de su voltaje nominal especificado por el fabricante.
Para alimentadores [2017 NEC 215.2 (A) (1) (b) FPN 2] establece un voltaje máximo caída del 3 por ciento, o caída de 3,6 voltios en un conductor de 120 voltios.
Los conductores de servicio no tienen ningún requisito de caída de voltaje [2017 NEC Artículo 230 «Servicios»]
En cualquier caso , Estaría bien usando 250 conductores MCM, ya que las posibilidades de que realmente consigas algo cercano a los 200 amperios son bastante pequeñas. Pero si lo prefiere, puede realizar los cálculos para la caída de voltaje y luego usar conductores más grandes (no haría esto porque creo que los conductores más grandes son innecesarios por la razón que ya mencioné).
La fórmula para el voltaje drop is VD = [2 * L * R * I] / 1000 [2017 NEC Handbook, 215.2 (A) (1) (a) – notas informativas en el final] donde:
• VD = caída de voltaje en voltios
• L = longitud unidireccional del circuito en pies
• R = resistencia del conductor en ohmios por 1000 pies, (de 2017 NEC Capítulo 9, Tabla 8)
• I = corriente de carga en amperios
Si realmente quisiera calcular esto, sería:
VD = [2 * 185 * 0.0874 * 200] / 1000 = caída de 6.47 voltios
Para obtener aproximadamente una caída de voltaje del 3\%, se requeriría aumentar el tamaño de los conductores a 350 MCM, lo que sería totalmente irrazonable e innecesario en mi opinión.
Así que en este punto hemos seleccionado el tamaño de los conductores (250 MCM de aluminio), y como se seleccionó anteriormente usaremos Southwire Quadplex PowerGlide 600V Secondary UD enterrado directamente.
8. Protección contra daños físicos
2017 NEC 230.32 requiere que los conductores de servicios subterráneos estén protegidos contra daños donde ingresan a un edificio u otra estructura, de acuerdo con 2017 NEC 230.43.
2017 NEC 338.12 (B) (2) requiere que USE esté protegido según 2017 NEC 300.5 (D).
Elegiremos proteger los conductores con conductos de PVC, porque a diferencia de los conductos metálicos, el PVC no se corroe y no no nos mete en consideraciones de puesta a tierra de conductos. Si este conducto está sujeto a daño físico por cortadoras de césped y similares, seleccionaríamos el conducto de PVC Schedule 80 como se requiere en 2017 NEC 230.50 (B) (1).
Asumiremos las porciones expuestas del Los conductos de PVC están sujetos a daños físicos, por lo tanto, usaremos conductos de PVC Schedule 80.
9. Dimensionamiento del conducto de PVC cédula 80
Los datos dimensionales del conducto de PVC cédula 80 se proporcionan en el Capítulo 9, Tabla 4 del NEC 2017 bajo el “Artículo 352 – Conducto de PVC rígido, cédula 80”.
Pero primero debemos considerar el tema del relleno de conductos. No puede simplemente atascar cables de cualquier tamaño en un conducto de cualquier tamaño, ya que tirar de los cables a través de un conducto demasiado pequeño puede dañar el aislamiento del cable. 2017 NEC Capítulo 9, Tabla 1 muestra esto, pero ¿el cable que seleccionamos para ser considerado un cable para ser calculado en un área de sección transversal del 53\%, o sobre dos conductores para ser calculado al 40\%?
El Capítulo 9 de NEC 2017, “Notas a las tablas” (9) establece que “Los ensamblajes de conductores aislados simples sin una cubierta general no se considerarán un cable al determinar el área de llenado de conductos o tuberías. El relleno del conducto o tubería para los conjuntos se calculará en función de los conductores individuales ”.
Por lo tanto, según el Capítulo 9, Tabla 1 del NEC 2017, debemos considerar que son más de dos conductores y, por lo tanto, usar un factor de llenado del 40\%.
No mostraré todas las matemáticas para calcular esto (recuerde que area = pi * r-squared), pero:
• Cant. 3 conductores (dos hots, uno neutro) de 0,732 pulgadas de diámetro = 0,421 pulgadas cuadradas * 3 = 1,263 pulgadas cuadradas
• Cant. 1 cable (utilizado como cable de tierra), 0,603 pulgadas de diámetro = 0,286 pulgadas cuadradas
• Sumando estos son 1,548 pulgadas cuadradas totales.
(Datos de la hoja de datos de Southwire).
Mirando el Capítulo 9 de NEC 2017, Tabla 4 para Conducto de PVC rígido Schedule 80 con un 40\% de relleno, el conducto de tamaño comercial de 2.5 pulgadas cumple con las necesidades de 1.647 pulgadas cuadradas con un 40\% de relleno.
Personalmente, podría considerar aumentar esto a 3 pulgadas por dos razones:
• 2.El conducto de 5 pulgadas es un tamaño extraño y podría ser difícil de obtener.
• Basado en la experiencia en el tendido de cables con un factor de llenado cercano al 40\%, el conducto de 2,5 pulgadas podría ser un poco estrecho. 3 pulgadas facilitarán la extracción, aunque la sección del conducto de PVC sea corta.
10. Consideraciones sobre conductos
No estamos usando un sistema de conductos, pero pensé que incluiría algunas consideraciones sobre los sistemas de conductos como referencia.
• 2017 NEC 3252.28 requiere que todos cortar los extremos del conducto de PVC por dentro y por fuera para eliminar los bordes ásperos.
• El sistema de conductos debe estar completo antes de los cables se extraen del sistema [2017 NEC 300.18 (A)]. Existe una excepción para las secciones cortas de conductos que se utilizan para contener conductores o conjuntos de cables para protección contra daños físicos, como en nuestro caso.
• No se permiten más de 360 grados de curvas entre los puntos de tracción (por ejemplo, cuerpos de conductos y cajas) referencia 2017 NEC 352.26 para conductos de PVC y otros artículos NEC para otros tipos de conductos y tuberías. Un cuerpo de conducto se define en 2017 NEC Artículo 100 Definiciones como “Una porción separada de un conducto o sistema de tubería que proporciona acceso a través de una cubierta removible al interior del sistema en una unión de dos o más secciones del sistema o en un punto terminal del sistema. Las cajas como FS y FD o cajas de metal fundido o de chapa más grandes no se clasifican como cuerpos de conducto «. La nota explicativa de esta definición en la versión del Manual del NEC establece que “Los cuerpos de los conductos incluyen el tipo de radio corto, así como los codos con tapa y los codos de servicio. Los cuerpos de los conductos incluyen los diseños LB, LL, LR, C. T y X «. A continuación se muestra un conducto LB (en forma de L, abertura en la parte posterior).
11. Profundidad de enterramiento
El cable deberá enterrarse a una profundidad de 24 pulgadas o más [2017 NEC Table 300.5 = Columna 1 (Cables o conductores de enterramiento directo)]. Esto es más que las 18 pulgadas permitidas si hubiéramos usado un conducto de PVC (Columna 3), pero para una zanja, este equipo de zanjado mecanizado largo ciertamente se usará, y la diferencia entre cavar una zanja de 18 pulgadas y una zanja de 24 pulgadas con tal el equipo sería marginal.
12. Relleno
Según 2017 NEC 300.5 (F) “El relleno que contenga rocas grandes, materiales de pavimentación, cenizas, sustancias grandes o muy angulares o materiales corrosivos no debe colocarse en una excavación donde los materiales dañen canalizaciones, cables, conductores u otras subestructuras o evitar la compactación adecuada del relleno o contribuir a la corrosión de las canalizaciones, cables u otras subestructuras.
Donde sea necesario para evitar daños físicos a la canalización, cable o conductor, protección se proporcionará en forma de material granular o seleccionado, estribos adecuados, mangas adecuadas u otros medios aprobados ”.
13. Algunas otras consideraciones de NEC:
• Es posible que se requieran sellos de canalización en el conducto según [2017 NEC 230.8 y 300.5 (G)]
• Es posible que se requieran bujes en el conducto según [2017 NEC 300.5 (H)]
• El movimiento de la tierra debe considerarse según [2017 NEC 300.5 (J) ]
14. Antiox en los conductores de aluminio
Aunque no es un requisito del NEC, recomiendo encarecidamente utilizar antiox en todos los alambres de aluminio de múltiples hilos antes de terminarlos.
Pastas inhibidoras de óxido evitar que el aire entre en contacto con el conductor de aluminio, evitando así la formación de óxidos de aluminio no conductores en la superficie del conductor de aluminio. Para ayudar aún más a la conducción de la electricidad, la mayoría de las pastas inhibidoras de óxidos contienen partículas de zinc que muerden el óxido para hacer un mejor camino conductor hacia el alambre de aluminio.
Hubbell / Burndy Penetrox es uno de los óxidos más conocidos -pastas inhibidoras, siendo Penetrox P8A la más común.
Ideal hace un producto similar, al igual que Gardner Bender.
15. Apriete de terminales de cable
Según el NEC 2017, estas conexiones deben apretarse con una herramienta de torque calibrada [2017 NEC 110.14 (D)].
16. Codificación por colores de los cables
Deberá pegar con cinta adhesiva o codificar por colores los cables de la siguiente manera:
• El cable utilizado como neutro (conductor a tierra) debe estar debidamente identificado según 2017 NEC 200.6 (B). Por lo general, esto se hace rodeando el conductor con cinta aislante blanca en todas las terminaciones.
• El cable utilizado como cable de conexión a tierra debe identificarse correctamente según 2017 NEC 250.119 (A). Por lo general, esto se hace rodeando el cable con cinta aislante verde en todas las terminaciones.
Si lograras leer todo el camino hasta el final, ¡te felicito y gracias!
Respuesta
Aluminio sería como iría en conducto así que comencemos con la ampacidad. para funcionar con 200 amperios, tendría que tener un aislamiento de 90 grados que lleva 205 amperios. no más de 3 conductores portadores de corriente en la canaleta. a 240 voltios tendrá 2 calientes, uno neutro y una tierra en el conducto, suponiendo que sea residencial monofásico. por lo que tiene 3 conductores en 4/0 y una tierra en cobre n. ° 6 o aluminio n. ° 4. ahora debe tener en cuenta la caída de voltaje de menos del 5 por ciento en el panel, por lo que 185 pies de altura mide los conductores por un tamaño. Entonces, el siguiente tamaño es de 250 kcmil x 3 conductores y un conductor de puesta a tierra # 4. El siguiente paso es dimensionar el conducto y los puntos de tracción. No más de 360 grados de giro entre los puntos de tracción y debe haber un punto de tracción cada 100 pies de carrera. que coloca una caja de conexiones entre 90 y 100 pies. según la tabla de tamaños, el tamaño del conducto será de 3 en pvc cédula 40 con el tamaño de la caja de tiro de acuerdo con el conducto. Suponiendo que solo un juego de conductos, el tamaño mínimo de la caja de extracción tendría que ser de 18 pulgadas o más, ahora podría ejecutar cobre para el tamaño más pequeño, pero el costo del proyecto aumenta MUCHO para el cable de cobre y el tamaño del cobre es 3/0 no gran diferencia de tamaño y hasta 2 pulgadas de pvc para el conducto, por lo que no hay mucho para ahorrar allí 250 mcm de aluminio de mi proveedor es aproximadamente 1,20 por pie donde el cobre 4/0 es 4,20 por pie