Calculadora de corriente de cortocircuito simétrico (Isc) NEC

La corriente de cortocircuito simétrico (Isc) es un parámetro crítico en el diseño eléctrico seguro. Calcular el Isc según el NEC es esencial para la protección y dimensionamiento de sistemas eléctricos.

Este artículo explica cómo calcular la corriente de cortocircuito simétrico (Isc) conforme al NEC, con fórmulas, tablas y ejemplos. Descubre herramientas, variables y casos reales para dominar este cálculo fundamental.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de corriente de cortocircuito simétrico (Isc) NEC

• Calcular Isc para un transformador de 500 kVA, 480 V, impedancia 5.75%, distancia 30 m, conductor de cobre 500 kcmil.
• Determinar Isc en un tablero alimentado por un transformador de 1000 kVA, 13.2 kV, Z=6%, cable de aluminio 250 kcmil, 50 m.
• ¿Cuál es el Isc en un punto de acometida con transformador de 150 kVA, 208 V, Z=4.5%, conductor de cobre 2/0 AWG, 20 m?
• Obtener Isc en barra principal de 480 V, alimentada por transformador de 750 kVA, Z=5%, cable 350 kcmil, 40 m.

Tabla de valores comunes para la Calculadora de corriente de cortocircuito simétrico (Isc) NEC

La tabla anterior muestra valores típicos de Isc en bornes y en carga, considerando la caída de tensión y la impedancia de los conductores. Estos valores son útiles como referencia rápida para ingenieros eléctricos y diseñadores.

Fórmulas para la Calculadora de corriente de cortocircuito simétrico (Isc) NEC

El cálculo de la corriente de cortocircuito simétrico (Isc) según el NEC se basa en la impedancia total del circuito desde la fuente hasta el punto de falla. Las fórmulas principales son:

Para sistemas monofásicos, se omite el factor √3 y se ajustan las fórmulas:

Valores comunes de variables:

• Impedancia del transformador (Z_t): 4% a 6% para transformadores de distribución.
• Resistencia del conductor (R): 0.02 a 0.32 Ω/km según calibre y material.
• Reactancia del conductor (X): 0.08 a 0.09 Ω/km para la mayoría de los cables comerciales.
• Longitud (L): Depende de la instalación, típicamente 10 a 120 m en instalaciones industriales.

La correcta selección de estos valores es fundamental para obtener resultados precisos y cumplir con el NEC.

Ejemplos del mundo real de la Calculadora de corriente de cortocircuito simétrico (Isc) NEC

Ejemplo 1: Tablero alimentado por transformador de 500 kVA, 480 V, Z=5.75%, 30 m de cable 500 kcmil cobre

• Datos:
  • Potencia del transformador (S_t): 500 kVA
  • Tensión secundaria (V_sec): 480 V
  • Impedancia del transformador (Z_t): 5.75%
  • Longitud del conductor (L): 30 m
  • Conductor: 500 kcmil cobre (R = 0.04 Ω/km, X = 0.08 Ω/km)
• Paso 1: Calcular Isc en bornes del transformador
  • Isc = (500 × 1000) / (√3 × 480 × (5.75 / 100))
    Isc = 500,000 / (1.732 × 480 × 0.0575)
    Isc = 500,000 / (47.73)
    Isc ≈ 10,474 A
• Paso 2: Calcular impedancia del conductor
  • R = 0.04 Ω/km × 0.03 km = 0.0012 Ω
    X = 0.08 Ω/km × 0.03 km = 0.0024 Ω
    Z_c = √(0.0012² + 0.0024²) ≈ 0.00268 Ω
• Paso 3: Calcular impedancia total
  • Z_t = (5.75% × 480²) / (500 × 1000) = 0.0265 Ω
    Z_total = 0.0265 + 0.00268 = 0.02918 Ω
• Paso 4: Calcular Isc en el tablero
  • Isc_carga = 480 / (√3 × 0.02918) = 480 / (1.732 × 0.02918) ≈ 9,540 A

El Isc en el tablero es de aproximadamente 9,540 A, considerando la caída por los conductores.

Ejemplo 2: Punto de acometida con transformador de 150 kVA, 208 V, Z=4.5%, 20 m de cable 2/0 AWG cobre

• Datos:
  • Potencia del transformador (S_t): 150 kVA
  • Tensión secundaria (V_sec): 208 V
  • Impedancia del transformador (Z_t): 4.5%
  • Longitud del conductor (L): 20 m
  • Conductor: 2/0 AWG cobre (R = 0.16 Ω/km, X = 0.08 Ω/km)
• Paso 1: Calcular Isc en bornes del transformador
  • Isc = (150 × 1000) / (√3 × 208 × (4.5 / 100))
    Isc = 150,000 / (1.732 × 208 × 0.045)
    Isc = 150,000 / (16.21)
    Isc ≈ 9,255 A
• Paso 2: Calcular impedancia del conductor
  • R = 0.16 Ω/km × 0.02 km = 0.0032 Ω
    X = 0.08 Ω/km × 0.02 km = 0.0016 Ω
    Z_c = √(0.0032² + 0.0016²) ≈ 0.00358 Ω
• Paso 3: Calcular impedancia total
  • Z_t = (4.5% × 208²) / (150 × 1000) = 0.0130 Ω
    Z_total = 0.0130 + 0.00358 = 0.01658 Ω
• Paso 4: Calcular Isc en el punto de acometida
  • Isc_carga = 208 / (√3 × 0.01658) = 208 / (1.732 × 0.01658) ≈ 7,220 A

El Isc en el punto de acometida es de aproximadamente 7,220 A, considerando la impedancia de los conductores.

Consideraciones adicionales y mejores prácticas

• Siempre verifica los valores de impedancia de transformadores y cables con las hojas de datos del fabricante.
• Utiliza factores de corrección para temperatura y agrupamiento de conductores según el NEC.
• Para sistemas con generadores, suma la contribución de cada fuente al Isc total.
• En instalaciones industriales, considera la contribución de motores de inducción al Isc.
• Utiliza software especializado para sistemas complejos o con múltiples fuentes.

El cálculo preciso del Isc es fundamental para seleccionar interruptores, fusibles y protecciones adecuadas, garantizando la seguridad y cumplimiento normativo.

Recursos y enlaces de autoridad

• NFPA 70: National Electrical Code (NEC)
• Eaton Short Circuit Current Calculator
• Schneider Electric: Short Circuit Current Calculations
• IEEE Standards Association

Dominar la Calculadora de corriente de cortocircuito simétrico (Isc) NEC es esencial para el diseño eléctrico seguro y eficiente. Utiliza las fórmulas, tablas y ejemplos presentados para lograr instalaciones confiables y normativamente correctas.