Calculadora de capacidad interruptiva de breakers – NTC 2050, NEC

La capacidad interruptiva de breakers es esencial para la seguridad eléctrica, evitando fallas catastróficas en instalaciones. Calcularla correctamente según NTC 2050 y NEC es vital para cumplir normativas y proteger equipos.

En este artículo descubrirás cómo calcular la capacidad interruptiva de breakers, fórmulas, tablas, ejemplos y herramientas IA. Aprende a seleccionar el breaker adecuado y evita riesgos eléctricos en tus proyectos.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de capacidad interruptiva de breakers – NTC 2050, NEC

¿Cuál es la capacidad interruptiva mínima requerida para un breaker en un tablero de 480V y 20kA de cortocircuito?
Calcular la capacidad interruptiva para un breaker trifásico de 600A, alimentado a 208V, con una corriente de falla de 18kA.
¿Qué capacidad interruptiva debe tener un breaker en un sistema de 240V con una corriente de cortocircuito de 10kA?
Determinar la capacidad interruptiva para un breaker de 100A en un sistema de 480V, con una corriente de falla de 25kA.

Tablas de valores comunes de capacidad interruptiva de breakers según NTC 2050 y NEC

La selección de la capacidad interruptiva adecuada depende de la corriente de cortocircuito disponible en el punto de instalación. A continuación, se presentan tablas extensas con los valores más comunes de capacidad interruptiva de breakers, organizadas por tensión nominal y tipo de breaker, según las normativas NTC 2050 y NEC.

Tipo de Breaker	Tensión Nominal (V)	Corriente Nominal (A)	Capacidad Interruptiva (kA)	Norma Aplicable	Aplicación Típica
Termomagnético	120/240	15-100	10, 14, 22	NTC 2050, NEC 240.83	Residencial, Comercial ligero
Termomagnético	277/480	15-100	14, 18, 22, 25	NTC 2050, NEC 240.83	Comercial, Industrial
Termomagnético	600	15-100	18, 22, 25, 35	NTC 2050, NEC 240.83	Industrial
En caja moldeada	208Y/120	100-400	25, 35, 42, 65	NTC 2050, NEC 240.83	Tableros principales
En caja moldeada	480Y/277	100-600	35, 42, 65, 100	NTC 2050, NEC 240.83	Tableros industriales
En caja moldeada	600	100-600	35, 65, 85, 100	NTC 2050, NEC 240.83	Centros de control de motores
Abierto (Aire)	480	800-4000	50, 65, 85, 100, 150	NTC 2050, NEC 240.83	Subestaciones, Plantas industriales
Abierto (Aire)	600	800-4000	65, 85, 100, 150	NTC 2050, NEC 240.83	Subestaciones, Plantas industriales
Miniatura	120/240	1-63	6, 10	NTC 2050, NEC 240.83	Residencial
Miniatura	277/480	1-63	6, 10	NTC 2050, NEC 240.83	Comercial ligero

Estos valores son referenciales y pueden variar según el fabricante y la aplicación específica. Es fundamental verificar la placa de datos del breaker y la documentación técnica del fabricante.

Fórmulas para la calculadora de capacidad interruptiva de breakers – NTC 2050, NEC

El cálculo de la capacidad interruptiva de un breaker se basa en la corriente de cortocircuito máxima que puede presentarse en el punto de instalación. La capacidad interruptiva (I_cc) debe ser igual o superior a la corriente de cortocircuito disponible (I_sc).

Fórmula principal:

Capacidad Interruptiva (I_cc) ≥ Corriente de Cortocircuito Disponible (I_sc)

Para determinar la corriente de cortocircuito disponible (I_sc) en el punto de instalación, se utiliza la siguiente fórmula general:

Fórmula de corriente de cortocircuito trifásica:

I_sc = S_cc / (√3 × V_LL)

I_sc: Corriente de cortocircuito (A)
S_cc: Potencia de cortocircuito en el punto de falla (VA)
V_LL: Tensión de línea a línea (V)

Otra forma común de calcular la corriente de cortocircuito es usando la impedancia total del circuito:

Fórmula usando impedancia:

I_sc = V_LL / (√3 × Z_total)

Z_total: Impedancia total desde la fuente hasta el punto de falla (Ω)

Para sistemas monofásicos:

Fórmula monofásica:

I_sc = V_LN / Z_total

V_LN: Tensión de línea a neutro (V)

Variables y valores comunes:

V_LL: 208V, 240V, 277V, 480V, 600V
V_LN: 120V, 220V, 277V
Z_total: Suma de impedancias del transformador, cables, conexiones, etc. (típicamente 0.01 a 0.5 Ω)
S_cc: Potencia de cortocircuito del transformador o red (kVA o MVA)

La capacidad interruptiva del breaker debe ser igual o superior a la corriente de cortocircuito calculada. Si la corriente de cortocircuito es mayor que la capacidad interruptiva del breaker, se debe seleccionar un breaker con mayor capacidad o reducir la corriente de cortocircuito (por ejemplo, aumentando la impedancia).

Ejemplos del mundo real: aplicación de la calculadora de capacidad interruptiva de breakers – NTC 2050, NEC

Ejemplo 1: Selección de breaker para tablero principal en una industria

Suponga que se tiene un tablero principal alimentado por un transformador de 500 kVA, 480V, con una impedancia del 5%. El tablero está a 10 metros del transformador, alimentado por un cable de cobre de 500 kcmil.

Datos:
- Potencia del transformador (S_t): 500 kVA
- Tensión (V_LL): 480 V
- Impedancia del transformador (Z_t): 5%
- Longitud del cable: 10 m
- Impedancia del cable (Z_c): 0.00004 Ω/m × 10 m = 0.0004 Ω

Paso 1: Calcular la impedancia del transformador:

Z_t = (Z% × V_LL²) / (S_t × 100)

Z_t = (5 × 480²) / (500,000 × 100) = (5 × 230,400) / 50,000,000 = 1,152,000 / 50,000,000 = 0.023 Ω

Paso 2: Calcular la impedancia total:

Z_total = Z_t + Z_c = 0.023 Ω + 0.0004 Ω = 0.0234 Ω

Paso 3: Calcular la corriente de cortocircuito:

I_sc = V_LL / (√3 × Z_total) = 480 / (1.732 × 0.0234) = 480 / 0.0405 = 11,852 A ≈ 11.9 kA

Paso 4: Seleccionar la capacidad interruptiva del breaker:

La capacidad interruptiva debe ser ≥ 11.9 kA.
Según la tabla, los valores comerciales más cercanos son 14 kA, 18 kA, 22 kA.
Se selecciona un breaker de 14 kA o superior.

Ejemplo 2: Breaker en tablero secundario de oficina comercial

Un tablero secundario de 208Y/120V, alimentado por un transformador de 75 kVA, 208V, con 4% de impedancia, está a 20 metros del transformador, cableado con 2/0 AWG cobre.

Datos:
- Potencia del transformador (S_t): 75 kVA
- Tensión (V_LL): 208 V
- Impedancia del transformador (Z_t): 4%
- Longitud del cable: 20 m
- Impedancia del cable (Z_c): 0.00013 Ω/m × 20 m = 0.0026 Ω

Paso 1: Calcular la impedancia del transformador:

Z_t = (4 × 208²) / (75,000 × 100) = (4 × 43,264) / 7,500,000 = 173,056 / 7,500,000 = 0.0231 Ω

Paso 2: Calcular la impedancia total:

Z_total = Z_t + Z_c = 0.0231 Ω + 0.0026 Ω = 0.0257 Ω

Paso 3: Calcular la corriente de cortocircuito:

I_sc = 208 / (1.732 × 0.0257) = 208 / 0.0446 = 4,664 A ≈ 4.7 kA

Paso 4: Seleccionar la capacidad interruptiva del breaker:

La capacidad interruptiva debe ser ≥ 4.7 kA.
Según la tabla, los valores comerciales más cercanos son 6 kA, 10 kA.
Se selecciona un breaker de 6 kA o superior.

Consideraciones adicionales y recomendaciones prácticas

Siempre verifica la corriente de cortocircuito disponible en el punto de instalación antes de seleccionar el breaker.
Consulta la placa de datos del breaker y la documentación del fabricante para confirmar la capacidad interruptiva.
En instalaciones críticas, considera un margen de seguridad adicional sobre la corriente de cortocircuito calculada.
La NTC 2050 y el NEC exigen que la capacidad interruptiva del breaker sea igual o superior a la corriente de cortocircuito disponible (NEC 110.9).
En sistemas con generadores o fuentes múltiples, calcula la corriente de cortocircuito considerando todas las fuentes posibles.
Utiliza software especializado o calculadoras IA para sistemas complejos o instalaciones industriales.

Para mayor información técnica y normativa, consulta los siguientes recursos de autoridad:

La correcta selección de la capacidad interruptiva de breakers es fundamental para la seguridad, cumplimiento normativo y confiabilidad de cualquier instalación eléctrica. Utiliza siempre herramientas de cálculo, tablas y fórmulas actualizadas, y consulta a un profesional certificado para proyectos de alta complejidad.