Tabla de ampacidad de la barra colectora de aluminio: tamaños, aumento de temperatura y consejos de selección

Contenido

1 Lo que realmente significa el número de ampacidad
2 Tabla de ampacidad de la barra colectora de aluminio: tamaños comunes
3 Cómo el aumento de temperatura mueve cada número
4 Cuatro condiciones que reescriben silenciosamente el gráfico
5 Aluminio versus cobre: lectura conjunta de dos gráficos
6 Una forma práctica de utilizar el gráfico
7 Preguntas frecuentes
8 El resultado final para los compradores

Pregunte a dos catálogos qué puede soportar una barra de aluminio de 100 × 10 mm y obtendrá dos respuestas diferentes: 800 A de uno y 965A de otro. Ambos pueden tener razón, porque una tabla de ampacidad de barra colectora de aluminio no es una propiedad exclusiva del metal; es el resultado de suposiciones fijas: aumento de temperatura, temperatura ambiente, orientación de montaje y envolvente. Lea esas suposiciones antes de que los números y el gráfico se conviertan en la herramienta de dimensionamiento más rápida que tenga. Ignórelos, y una barra que parece adecuada sobre el papel puede calentarse en sus uniones, oxidarse, aflojarse y fallar años antes de que termine su vida útil. Esta guía explica lo que realmente indica el cuadro, brinda valores indicativos para los tamaños que más preguntan los compradores y muestra cómo las instalaciones reales mueven esos números.

Lo que realmente significa el número de ampacidad

La ampacidad es la corriente continua que transporta una barra mientras su temperatura se estabiliza en un aumento determinado por encima de la temperatura ambiente. La mayoría de los gráficos de aluminio se dibujan con un aumento de 30 °C sobre una temperatura ambiente de 40 °C (una barra que se sitúa cerca de los 70 °C), mientras que otros utilizan 50 °C o 65 °C. El aumento es toda la historia: el calor generado es I²R, y la temperatura deja de subir en el momento en que las pérdidas igualan el calor que desprende la barra. Cambia la subida permitida y cambias la respuesta.

A los compradores debería importarles porque todo lo que rodea la barra tiene un límite más bajo que la propia barra. Los estándares de montaje suelen limitar el aumento de barras colectoras desnudas y uniones atornilladas a unos 60 K, un poco más para superficies chapadas; las clases de aislamiento envejecen más rápido cuando hacen calor; y una parte desnuda a 70 °C es incómoda de tocar. Por lo tanto, un gráfico dibujado con un aumento de 30 °C incluye un espacio libre que un gráfico con un aumento de 65 °C no incluye: el mismo metal, el mismo tamaño, dos clasificaciones diferentes.

Tabla de ampacidad de la barra colectora de aluminio: tamaños comunes

La siguiente tabla enumera las clasificaciones indicativas para barras rectangulares individuales en aluminio de grado eléctrico (series 1350 o 6101), 60 Hz CA, montadas en el borde al aire libre con un aumento de 30 °C en una temperatura ambiente de 40 °C. Los valores son redondeados y deliberadamente conservadores; Los datos de prueba certificados siempre rigen el diseño final.

Barra simple de aluminio, 60 Hz CA, montada en el borde al aire libre, elevación de 30 °C sobre 40 °C ambiente. Valores indicativos: los datos certificados del fabricante rigen la selección final.
Tamaño de la barra (mm)	Equivalente (pulg.)	Sección transversal (mm²)	Ampacidad indicativa (A)
25 × 3	1 × 1/8	75	≈135
25×6	1 × 1/4	150	≈190
40×5	1,6 × 3/16	200	≈270
50×6	2 × 1/4	300	≈375
63 × 6	2,5 × 1/4	378	≈470
80 × 10	3 × 3/8	800	≈770
100 × 10	4 × 3/8	1.000	≈965

Vale la pena destacar dos patrones. Las barras pequeñas muestran una mayor corriente por milímetro cuadrado porque tienen más superficie de enfriamiento en relación con su sección transversal, y ensanchar una barra ayuda más que engrosarla: la clasificación crece con el ancho y aproximadamente con la raíz cuadrada del espesor. El siguiente cuadro hace que la relación tamaño-ampacidad sea fácil de ver de un vistazo.

Ampacidad aproximada por tamaño de barra (ancho × espesor, mm) con un aumento de 30 °C, 60 Hz CA, montada en el borde.

Las barras rectangulares son sólo una geometría, por supuesto. Para patios de distribución y subestaciones de alto voltaje, a menudo se prefieren los conductores tubulares porque su forma proporciona más superficie de enfriamiento y mejor rigidez en tramos largos. La gama de barras colectoras tubulares de aleación de aluminio de Wopeng sigue la misma lógica térmica que la tabla anterior, y cada tamaño se confirma con la carga y la luz del proyecto.

Aluminum Alloy Tubular Bus Bar for Substation Projects

Barra colectora tubular de aleación de aluminio para proyectos de subestaciones Disponibles en aleaciones 6063G, LF-21Y, 6R05 y 2A14, estas barras colectoras tubulares sirven como conductores de sobrecorriente en subestaciones de hasta 1000 kV. Su fundición sin costuras y su buen enfriamiento por convección se adaptan a las condiciones de luz y carga discutidas anteriormente. Ver producto →

Cómo el aumento de temperatura mueve cada número

La misma barra de 100 × 10 mm se lee de manera muy diferente a medida que cambia la elevación permitida. Debido a que una barra desprende calor en proporción a su diferencia de temperatura con respecto al aire circundante, la ampacidad sigue la raíz cuadrada del aumento como una aproximación de trabajo.

Ampacidad aproximada de una barra de aluminio de 100 × 10 mm a medida que aumenta el aumento de temperatura permitido.

Ese tercer punto merece precaución. Un aumento de 70 °C en un día de 40 °C coloca el listón cerca de 110 °C, más allá de lo que toleran las uniones atornilladas ordinarias, el aislamiento estándar y la mayoría de las clasificaciones de gabinetes. Los gráficos de gran altura asumen aleaciones, recubrimientos o diseños de contactos específicos. Para tableros de distribución y electroductos cotidianos, trate la columna de aumento de 30 °C como base de planificación y deje que la temperatura ambiente haga la reducción: un día más caluroso reduce el aumento permitido, y con él la corriente.

Cuatro condiciones que reescriben silenciosamente el gráfico

Dos barras idénticas pueden diferir en un 30 por ciento en el campo. Cuatro correcciones representan la mayor parte de la brecha y se multiplican, no suman.

Factores de corrección aproximados para los valores del gráfico. Multiplique, luego redondee hacia abajo y verifique con datos de prueba.
Condición de instalación	Multiplicador indicativo
Montado en el borde al aire libre (base de gráfico)	1.00
Barra plana (horizontal)	≈0,90
Bar encerrado en una carcasa de vía de autobús.	≈0,70–0,80
Dos barras paralelas, espaciadas un ancho de barra	≈1,80 en total
Ambiente 50 °C en lugar de 40 °C con la misma temperatura máxima de barra	≈0,85

Orientación de montaje

Los gráficos suponen barras montadas en los bordes, donde el aire se desliza libremente a lo largo de las caras anchas. Coloque la misma barra plana y la cara superior atrapará una película caliente, lo que reducirá la producción en aproximadamente un 10 por ciento (más cuando las fases se apilan muy juntas).

CA versus CC

A frecuencia industrial, la corriente alterna se acumula hacia la superficie de la barra a través del efecto de piel; La profundidad de la piel en aluminio es de aproximadamente 11 a 12 mm. Por lo tanto, las secciones con un grosor superior a aproximadamente 20 mm transportan CA de manera menos eficiente que CC, y las clasificaciones de CC resultan ligeramente más altas. El efecto es menor en barras pequeñas y real en las pesadas.

barras paralelas

Duplicar conductores nunca duplica la clasificación. Dos barras paralelas protegen las superficies de la otra, por lo que un par espaciadas a un ancho de barra entrega aproximadamente 1,8 veces una sola barra; un espacio más estrecho lo reduce aún más, un espacio más amplio lo recupera.

Cerramiento y aislamiento

Una barra dentro de una vía de bus pierde convección libre e irradia hacia las paredes cercanas, razón por la cual las clasificaciones cerradas siempre se ubican por debajo de los valores del gráfico al aire libre. El aislamiento completo también agrega una capa térmica: con una barra colectora tubular fundida con resina epoxi, la resina es parte del diseño térmico y dieléctrico, y la clasificación probada por el fabricante (no una tabla genérica) es el número a especificar.

Barra colectora tubular de fundición de resina epoxi Esta barra colectora completamente encapsulada utiliza resina epoxi inyectada al vacío con blindaje integrado y conductores de cobre sin oxígeno. Debido a que la resina agrega resistencia térmica, su clasificación probada por el fabricante es la cifra correcta para especificar en tablas genéricas al aire libre. Ver producto →

Aluminio versus cobre: lectura conjunta de dos gráficos

Por sección transversal igual, el aluminio conduce alrededor del 61 por ciento tan bien como el cobre: el punto de referencia SIGC que se visualiza a continuación. Ese único número explica la mayor parte de la diferencia entre cualquier gráfico de aluminio y cualquier gráfico de cobre.

Aluminio: 61% del cobre.
Brecha de conductividad: 39%

Conductividad eléctrica por sección transversal igual; 100% IACS = estándar internacional de cobre recocido.

En la práctica, una barra de aluminio del mismo tamaño transporta aproximadamente entre el 60 y el 65 por ciento de la corriente de una barra de cobre con el mismo aumento. Para igualar una clasificación de cobre, especifique aproximadamente 1,6 veces la sección transversal, generalmente agregando ancho o alto manteniendo los espesores estándar. Incluso entonces, el aluminio pesa aproximadamente la mitad que la barra de cobre que reemplaza, lo que hace que los soportes sean más livianos y la instalación sea más rápida, una de las razones por las que el aluminio tubular domina los patios de distribución al aire libre.

La aleación también cambia el gráfico. Las aleaciones de magnesio y aluminio intercambian un poco de conductividad por rigidez y resistencia, que es precisamente lo que exigen los tramos largos en los patios de distribución de voltaje extra alto: la barra colectora tubular de magnesio y aluminio de voltaje ultra alto que producimos existe exactamente para esa compensación.

Ultra-high Voltage Magnesium-Aluminum Alloy Tubular Bus Bar

Barra colectora tubular de aleación de magnesio y aluminio de voltaje ultraalto Fabricada mediante fundición en caliente y perforación-laminación en tubos sin costura, esta barra colectora de magnesio y aluminio intercambia algo de conductividad por rigidez y resistencia. Esta compensación se adapta a tramos largos en patios de distribución de voltaje ultra alto de 220 kV a 1000 kV. Ver producto →

Una forma práctica de utilizar el gráfico

Primero fije las condiciones: corriente de carga continua, temperatura ambiente, aumento permitido, orientación de montaje y tipo de gabinete.
Lea la calificación base para el tamaño de su candidato en el cuadro.
Aplique factores de corrección para la orientación, el recinto y el ambiente, luego redondee hacia abajo, nunca hacia arriba.
Verifique los límites mecánicos por separado: las fuerzas de cortocircuito, la deflexión del tramo y el espaciado de los soportes están fuera de lo que cubre la ampacidad.
Diseñe las uniones deliberadamente: el área de contacto, el revestimiento, el par de apriete de los pernos y el tipo de arandela deciden si el valor de la tabla sobrevive en las conexiones.
Confirme el tamaño final con los datos de prueba certificados del fabricante antes de realizar el pedido.

Para obtener una imagen de selección más completa (aleaciones, geometrías tubulares y opciones de aislamiento), nuestra guía para Seleccionar la barra colectora tubular de aleación de aluminio adecuada recorre la decisión paso a paso.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos amperios puede transportar una barra colectora de aluminio por mm²?

Los tamaños rectangulares comunes oscilan entre aproximadamente 1 y 1,8 A/mm² con un aumento de 30 °C, con mayor densidad en las barras más pequeñas. Para cargas continuas dentro de gabinetes, muchos ingenieros llevan a cabo una cifra de planificación conservadora de 0,8 a 1,0 A/mm², consistente con la regla de larga data de aproximadamente 700 A por pulgada cuadrada (≈1,1 A/mm²) como techo continuo.

¿Puedo sustituir una barra de cobre por una de aluminio del mismo tamaño?

No uno por uno. A igual tamaño, el aluminio transporta aproximadamente el 60 por ciento de la corriente del cobre, por lo que se necesita aproximadamente 1,6 veces la sección transversal. Presuponga también la capa de óxido de aluminio y la fluencia: las superficies de contacto chapadas y las arandelas elásticas son parte de un cambio adecuado.

¿Por qué los gráficos de ampacidad de diferentes fuentes no coinciden?

Diferentes suposiciones: aleación, aumento de temperatura, ambiente, orientación, envolvente, emisividad de la superficie, incluso CA versus CC. Dos gráficos sólo son comparables cuando sus condiciones coinciden, así que consulte las notas a pie de página antes de los números.

¿Una barra más gruesa siempre transporta más corriente?

Sí, pero menos de lo que cabría esperar. La calificación crece con la raíz cuadrada del espesor, por lo que duplicar el espesor agrega aproximadamente un 40 por ciento, mientras que duplicar el ancho casi duplica la calificación. Las barras anchas y delgadas superan térmicamente a las altas y gruesas.

El resultado final para los compradores

Un gráfico de ampacidad de la barra colectora de aluminio es un punto de partida, no un veredicto. Lee primero sus condiciones, aplica las correcciones que impone tu instalación y deja que los datos certificados confirmen el último kilómetro. Las barras elegidas de esta manera se mantienen frías donde realmente fallan: en las uniones.

Si está haciendo coincidir el valor de un gráfico con un proyecto en vivo, póngase en contacto con nuestro equipo de ingeniería con su carga actual, condiciones ambientales, orientación y detalles del gabinete, y confirmaremos el tamaño con productos probados en lugar de tablas genéricas.