Calculadora de barras colectoras
Esta calculadora de barras colectoras encuentra el tamaño de la barra de cobre o aluminio para una corriente de carga. Ingresa la corriente, el material de la barra y el espesor, y la calculadora de barras colectoras te da la sección que necesitas, el siguiente tamaño estándar de barra, la densidad de corriente real y una revisión por cortocircuito, para elegir la barra de un tablero o centro de carga en un solo paso.
Resultados
La herramienta Calculadora de barras colectoras forma parte de nuestra colección de Calculadoras de Cables y protección. Explora más Calculadoras de Cables y protección para dimensionar, convertir y revisar tu trabajo junto con esta herramienta.
Qué hace la calculadora de barras colectoras
Una barra colectora es una solera plana y sólida que conduce la corriente dentro de tableros, centros de carga y ductos de barras. Su tamaño debe ser suficiente para que la barra se mantenga dentro de su límite de temperatura a plena carga y resista el calor de un cortocircuito. La calculadora de barras colectoras divide la corriente de carga entre una densidad de corriente de diseño para obtener la sección requerida, la redondea al siguiente ancho estándar con el espesor que elijas y revisa la barra contra la corriente de cortocircuito durante el tiempo de la falla.
Fórmula de barra colectora
El primer paso de cualquier cálculo de barras colectoras es la sección a partir de la densidad de corriente:
I es la corriente de carga y J la densidad de corriente permitida. Con varias barras por fase el calor se disipa peor, así que la calculadora divide entre un factor de barras en paralelo de 0.9 para dos barras, 0.82 para tres y 0.73 para cuatro. La revisión por cortocircuito usa la fórmula adiabática:
Aquí k vale 122 para cobre y 81 para aluminio, los valores de una barra que empieza a 90 °C y puede llegar a 200 °C durante la falla. La mayor de las dos áreas define el tamaño de la barra.
Ejemplo con la calculadora de barras colectoras
Un alimentador de tablero lleva 800 A en barras de cobre de 10 mm de espesor, con una falla de 25 kA durante 1 segundo:
Manda la corriente de carga. La siguiente barra estándar de 10 mm es de 80 x 10 mm, que da 800 mm² y una densidad de corriente real de 1.0 A/mm². La barra pesa 7.17 kg por metro. En aluminio, la misma corriente necesita 1,000 mm², es decir, una barra de 100 x 10 mm.
Cómo usar la calculadora de tamaño de barra colectora
Ingresa la corriente a plena carga del circuito en amperios y elige cobre o aluminio. Deja la densidad de corriente en 0 para usar los valores típicos de diseño de 1.2 A/mm² para cobre y 0.8 A/mm² para aluminio, o ingresa tu propio valor de una especificación. Elige el espesor de la barra y cuántas barras van en paralelo por fase. Para la revisión por cortocircuito, ingresa la corriente de falla esperada en kA y su duración, normalmente 1 segundo. Presiona Calcular.
Cómo leer la capacidad de corriente de barra colectora
La barra recomendada es la barra estándar más pequeña que cumple tanto la carga como la revisión por cortocircuito. Una densidad de corriente real cercana al valor de diseño indica que la barra está bien aprovechada; un valor mucho menor significa que el cortocircuito o el salto al siguiente ancho estándar subió el tamaño. El dimensionamiento por densidad de corriente es una regla práctica de diseño: la capacidad de corriente final de la barra colectora depende del gabinete, la ventilación, la temperatura ambiente, la separación de las barras y la pintura, así que confirma el diseño de un tablero con las tablas del fabricante o una prueba de elevación de temperatura según IEC 61439.
Cuándo hacer un cálculo de barras colectoras
- Dimensionar barras principales y de distribución en un tablero de baja tensión
- Elegir barras de cobre o aluminio para un ducto de barras
- Revisar si las barras existentes aguantan una carga mayor
- Revisar el cortocircuito en barras después de cambiar un transformador
- Comparar una barra gruesa con dos barras más delgadas en paralelo
Errores comunes en el cálculo de barras colectoras
- Usar capacidades al aire libre dentro de un gabinete. Los tableros cerrados se calientan más, así que usa una densidad de corriente de diseño.
- Olvidar el cortocircuito. Una barra dimensionada solo por carga puede fallar en un cortocircuito.
- Tratar dos barras como el doble. Las barras en paralelo comparten el calor y llevan menos del doble de corriente.
- Ignorar las uniones. Las uniones atornilladas son puntos calientes y necesitan suficiente traslape y torque.
Consejos para el tamaño de barra colectora
- Mantén la densidad de corriente cerca de 1.2 A/mm² para cobre en tableros cerrados.
- Usa varias barras delgadas en lugar de una barra muy ancha para corrientes altas.
- Revisa los soportes de las barras por las fuerzas de cortocircuito además del calentamiento.
- Dimensiona un alimentador de cable con sus propias reglas de ampacidad, no con la densidad de corriente de la barra.
Barra de cobre contra barra de aluminio
El aluminio conduce cerca del 61% de lo que conduce el cobre, así que una barra de aluminio necesita aproximadamente 1.5 veces la sección para la misma corriente. Aun así pesa cerca de la mitad que la barra de cobre, por eso los ductos de barras largos suelen usar aluminio. El cobre gana donde el espacio es reducido, en las uniones atornilladas y donde las barras llevan corrientes de falla altas. Para comparar costo y manejo, la calculadora de peso de cobre da el peso de cualquier tramo de barra de cobre.
Ampacidad de barra colectora en tableros reales
El método de densidad de corriente da un buen primer tamaño, pero la ampacidad real de la barra colectora depende de cómo sale el calor de la barra. Las barras verticales se enfrían mejor que las planas horizontales, las barras pintadas irradian más calor que las desnudas y las barras dentro de un tablero cerrado a 40 °C de ambiente llevan mucho menos que la misma barra al aire libre. La corriente alterna también se concentra en los bordes de las barras anchas, así que arriba de unos 2,000 A varias barras más delgadas en paralelo, separadas una distancia igual a su espesor, funcionan mejor que una sola barra muy ancha. El nivel de cortocircuito viene del transformador de alimentación, que la calculadora de corriente de falla estima a partir de sus kVA y su impedancia.
Tabla de tamaño de barra colectora por densidad de corriente (barras de 10 mm)
| Corriente de carga | Cobre a 1.2 A/mm² | Aluminio a 0.8 A/mm² | Cobre, 2 barras por fase |
|---|---|---|---|
| 250 A | 25 x 10 mm | 40 x 10 mm | 2 x 12 x 10 mm |
| 400 A | 40 x 10 mm | 50 x 10 mm | 2 x 20 x 10 mm |
| 630 A | 60 x 10 mm | 80 x 10 mm | 2 x 30 x 10 mm |
| 800 A | 80 x 10 mm | 100 x 10 mm | 2 x 40 x 10 mm |
| 1,250 A | 120 x 10 mm | 160 x 10 mm | 2 x 60 x 10 mm |
| 1,600 A | 160 x 10 mm | 200 x 10 mm | 2 x 80 x 10 mm |
| 2,000 A | 200 x 10 mm | 2 x 160 x 10 mm | 2 x 100 x 10 mm |
Preguntas frecuentes: Calculadora de barras colectoras
¿Cómo se calcula el tamaño de una barra colectora?
Divide la corriente de carga entre la densidad de corriente, por ejemplo 800 A ÷ 1.2 A/mm² = 667 mm², y elige la siguiente barra estándar, aquí 80 x 10 mm en cobre.
¿Qué densidad de corriente se usa para barras de cobre?
Unos 1.2 A/mm² es un valor de diseño común para cobre dentro de gabinetes y 0.8 A/mm² para aluminio. Las barras abiertas y bien ventiladas pueden trabajar más alto.
¿Cuántos amperios aguanta una barra de cobre de 50 x 10?
A 1.2 A/mm², una barra de 500 mm² se dimensiona para 600 A. Su capacidad térmica al aire libre es mayor, pero el gabinete y el calor ambiente la reducen.
¿Por qué revisar la barra colectora por cortocircuito?
Una falla calienta la barra en una fracción de segundo. Si la sección es muy pequeña, la barra puede pasar su límite de temperatura y ablandarse o dañar el aislamiento y los soportes.