La puesta a tierra de transformadores es esencial para la seguridad eléctrica y la protección de equipos críticos. Calcular correctamente la puesta a tierra según NEC y NTC 2050 previene riesgos y asegura el cumplimiento normativo.
Este artículo explica cómo realizar el cálculo de la puesta a tierra de transformadores según NEC y NTC 2050. Encontrarás tablas, fórmulas, ejemplos y una calculadora inteligente para facilitar el proceso.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de la puesta a tierra de transformadores según NEC y NTC 2050 – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular el conductor de puesta a tierra para un transformador de 500 kVA, 480 V, según NEC 250.66.
- ¿Cuál es el tamaño mínimo del electrodo de puesta a tierra para un transformador de 150 kVA, 208 V?
- Determinar el conductor de puesta a tierra para un transformador de 1000 kVA, 13.2 kV, según NTC 2050.
- ¿Qué sección debe tener el conductor de puesta a tierra para un transformador de 75 kVA, 240 V?
Tablas de valores comunes para la Calculadora de la puesta a tierra de transformadores según NEC y NTC 2050 – NEC, NTC 2050
Las siguientes tablas presentan los valores más utilizados para el cálculo de la puesta a tierra de transformadores, basados en las normativas NEC (National Electrical Code) y NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana). Estas tablas son esenciales para seleccionar el tamaño adecuado del conductor de puesta a tierra y del electrodo de puesta a tierra.
| Capacidad del Transformador (kVA) | Tensión Secundaria (V) | Corriente Secundaria (A) | Calibre mínimo del conductor de puesta a tierra (AWG/kcmil) (NEC 250.66 / NTC 2050) | Tipo de conductor | Material del electrodo | Diámetro mínimo del electrodo (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 208 | 41.6 | 8 AWG | Cobre | Varilla de cobre | 15.9 |
| 30 | 240 | 72.3 | 8 AWG | Cobre | Varilla de acero revestida de cobre | 15.9 |
| 45 | 480 | 54.1 | 6 AWG | Cobre | Placa de cobre | 3.2 (espesor) |
| 75 | 208 | 208 | 4 AWG | Cobre | Varilla de cobre | 15.9 |
| 112.5 | 480 | 135.6 | 2 AWG | Cobre | Placa de acero galvanizado | 6.4 (espesor) |
| 150 | 240 | 361 | 1/0 AWG | Cobre | Varilla de cobre | 15.9 |
| 225 | 480 | 270.7 | 2/0 AWG | Cobre | Placa de cobre | 3.2 (espesor) |
| 300 | 208 | 833 | 3/0 AWG | Cobre | Varilla de acero revestida de cobre | 15.9 |
| 500 | 480 | 601 | 250 kcmil | Cobre | Placa de cobre | 6.4 (espesor) |
| 750 | 13,200 | 32.8 | 350 kcmil | Cobre | Varilla de cobre | 15.9 |
| 1000 | 13,200 | 43.7 | 400 kcmil | Cobre | Placa de acero galvanizado | 6.4 (espesor) |
La tabla anterior es una referencia rápida para seleccionar el calibre del conductor de puesta a tierra y el tipo de electrodo más comúnmente utilizado en instalaciones de transformadores, de acuerdo con los requisitos de NEC 250.66 y NTC 2050.
Fórmulas para la Calculadora de la puesta a tierra de transformadores según NEC y NTC 2050 – NEC, NTC 2050
El cálculo de la puesta a tierra de transformadores implica determinar el tamaño adecuado del conductor de puesta a tierra y del electrodo de puesta a tierra. Las fórmulas y criterios se basan en la corriente máxima del secundario del transformador y en las tablas normativas.
Fórmula para la corriente secundaria del transformador
Isec = (S × 1000) / (√3 × Vsec)
- Isec: Corriente secundaria en amperios (A)
- S: Potencia nominal del transformador en kilovoltamperios (kVA)
- Vsec: Tensión secundaria en voltios (V)
Para transformadores monofásicos, la fórmula es:
Isec = (S × 1000) / Vsec
Selección del calibre del conductor de puesta a tierra (NEC 250.66 / NTC 2050)
El tamaño del conductor de puesta a tierra se determina según la sección transversal del conductor de fase más grande conectado al transformador, utilizando la tabla 250.66 de NEC o la tabla 250-66 de NTC 2050.
El calibre del conductor de puesta a tierra se selecciona de la tabla según el área del conductor de fase.
- Para conductores de fase de hasta 110 mm² (3/0 AWG), el conductor de puesta a tierra debe ser al menos 8 AWG (cobre).
- Para conductores de fase de 110 mm² a 175 mm² (250 kcmil), el conductor de puesta a tierra debe ser al menos 4 AWG (cobre).
- Para conductores de fase de 175 mm² a 285 mm² (400 kcmil), el conductor de puesta a tierra debe ser al menos 2 AWG (cobre).
- Para conductores de fase mayores, consultar la tabla correspondiente.
Fórmula para la resistencia máxima del electrodo de puesta a tierra
Relectrodo ≤ 25 Ω
- Relectrodo: Resistencia del electrodo de puesta a tierra en ohmios (Ω)
Si la resistencia es mayor a 25 Ω, se debe instalar un electrodo adicional según NEC 250.53(A)(2) y NTC 2050.
Fórmula para la longitud mínima de la varilla de puesta a tierra
Lvarilla ≥ 2.4 m (8 pies)
- Lvarilla: Longitud de la varilla de puesta a tierra en metros (m)
El diámetro mínimo de la varilla de cobre es de 15.9 mm (5/8 pulgadas), según NEC 250.52(A)(5) y NTC 2050.
Variables comunes y su explicación
- S (kVA): Potencia nominal del transformador. Valores típicos: 15, 30, 45, 75, 112.5, 150, 225, 300, 500, 750, 1000 kVA.
- Vsec (V): Tensión secundaria. Valores comunes: 208, 240, 480, 13,200 V.
- Isec (A): Corriente secundaria calculada.
- Calibre del conductor: Según tabla NEC 250.66 / NTC 2050, en AWG o kcmil.
- Material del conductor: Cobre o aluminio (el cobre es preferido por su conductividad y durabilidad).
- Tipo de electrodo: Varilla, placa o malla de cobre/acero galvanizado.
- Resistencia del electrodo: No debe exceder 25 Ω.
Ejemplos del mundo real sobre la Calculadora de la puesta a tierra de transformadores según NEC y NTC 2050 – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Transformador de 500 kVA, 480 V
Supongamos que se instala un transformador trifásico de 500 kVA con una tensión secundaria de 480 V. Se requiere calcular el calibre mínimo del conductor de puesta a tierra y el tipo de electrodo adecuado, cumpliendo con NEC 250.66 y NTC 2050.
- Paso 1: Calcular la corriente secundaria.
- Paso 2: Determinar el calibre del conductor de fase más grande. Supongamos que se utiliza un conductor de 500 kcmil de cobre.
- Paso 3: Consultar la tabla NEC 250.66 / NTC 2050 para el calibre del conductor de puesta a tierra.
Para un conductor de fase de 500 kcmil, la tabla indica un conductor de puesta a tierra de 250 kcmil (cobre).
- Paso 4: Seleccionar el electrodo de puesta a tierra.
Se recomienda una placa de cobre de al menos 3.2 mm de espesor o una varilla de cobre de 15.9 mm de diámetro y 2.4 m de longitud.
- Paso 5: Verificar la resistencia del electrodo.
La resistencia debe ser ≤ 25 Ω. Si no se cumple, instalar un electrodo adicional.
Ejemplo 2: Transformador de 75 kVA, 208 V
Se instala un transformador trifásico de 75 kVA, 208 V. Se requiere calcular el conductor de puesta a tierra y el electrodo.
- Paso 1: Calcular la corriente secundaria.
- Paso 2: Supongamos que el conductor de fase es de 3/0 AWG (85 mm²).
- Paso 3: Según la tabla, el conductor de puesta a tierra debe ser al menos 4 AWG (cobre).
- Paso 4: Seleccionar el electrodo: varilla de cobre de 15.9 mm de diámetro y 2.4 m de longitud.
- Paso 5: Verificar la resistencia del electrodo (≤ 25 Ω).
Si la resistencia es mayor, instalar una segunda varilla a una distancia mínima de 1.8 m de la primera.
Consideraciones adicionales y recomendaciones prácticas
- Siempre verificar la última edición de NEC y NTC 2050 para asegurar el cumplimiento normativo.
- Realizar mediciones de resistencia de puesta a tierra con instrumentos calibrados.
- Utilizar conductores y electrodos certificados y de alta calidad para garantizar la durabilidad del sistema.
- En suelos de alta resistividad, considerar el uso de mallas o placas de mayor superficie.
- Documentar todos los cálculos y mediciones para auditorías y mantenimientos futuros.
Para más información técnica y normativa, consulta los siguientes recursos:
La correcta puesta a tierra de transformadores es fundamental para la seguridad, la protección de equipos y el cumplimiento legal. Utiliza siempre herramientas de cálculo confiables y sigue las mejores prácticas de ingeniería eléctrica.