El secundario de un transformador es donde se confunden dos tareas normativas. El NEC 450.3(B) dimensiona el dispositivo que protege el devanado del transformador; no dice nada sobre los conductores que salen de las terminales secundarias, y el NEC 240.4(F) establece claramente que esos conductores no se consideran protegidos por el dispositivo primario, salvo en un transformador monofásico de 2 hilos a 2 hilos o delta-delta de 3 hilos. Eso deja el tramo secundario en manos del NEC 240.21(C), cinco tolerancias basadas en la longitud, cada una con su propio piso de ampacidad — un décimo del calibre del dispositivo primario a 10 pies, un tercio a 25 pies, cada uno multiplicado por la relación de tensión primario-secundario. Canadá no usa la longitud en absoluto: la regla 26-256(2)(a) del CEC fija un piso fijo de 125% de la corriente secundaria nominal. En un secundario de 150 kVA, 208Y/120 V, esa es la diferencia entre un piso de 346 A y un piso de 520 A — y, en general, entre a lo sumo 83% de la corriente secundaria nominal y un piso fijo de 125%. Estas son las reglas detrás de la corriente secundaria y los calibres de dispositivos que produce la calculadora de dimensionamiento y protección de transformadores.
¿Por qué el dispositivo primario no protege los conductores secundarios?
Un transformador cambia tanto la tensión como la corriente, de modo que una falla secundaria llega al dispositivo primario reducida por la relación de transformación y modificada por la conexión del devanado. En un transformador delta-estrella, una falla secundaria monofásica no presenta a ese dispositivo una corriente proporcional, razón por la cual el NEC 240.4(F) no permite asumir la protección. Solo los casos simétricos se libran de esto — un transformador monofásico con secundario de 2 hilos, y un transformador trifásico delta-delta con secundario de 3 hilos — y para esos casos el NEC 240.21(C)(1) permite que el dispositivo primario proteja el alimentador secundario, siempre que la protección cumpla con el 450.3 y no exceda la ampacidad del conductor secundario multiplicada por la relación de tensión secundario-primario.
Todo otro transformador necesita un dispositivo de sobrecorriente secundario o una de las tolerancias basadas en longitud que se describen a continuación. El interruptor principal secundario suele estar presente de todos modos: el NEC 408.36 exige que un panel de distribución esté protegido por un dispositivo de sobrecorriente con un calibre no mayor al del panel, ubicado dentro de él o en su lado de alimentación.
¿Qué permite realmente el NEC 240.21(C)?
Cinco subsecciones siguen al 240.21(C)(1), cada una asociando una longitud máxima con un piso de ampacidad y una condición de terminación. La numeración a continuación corresponde al NEC 2023; las referencias canadienses remiten a la CSA C22.1.
| Subsección | Longitud máxima | Ampacidad mínima del conductor secundario | Condiciones clave |
|---|---|---|---|
| 240.21(C)(2) | 10 pies | Carga calculada, y el calibre del dispositivo alimentado; donde los conductores salen del gabinete de derivación, 1/10 × OCPD primario × relación de tensión | No exceder el equipo alimentado; alojados en tubería o gabinete metálico |
| 240.21(C)(3) | 25 pies | No menor que el calibre de corriente secundaria del transformador | Solo instalaciones industriales, mantenimiento por personas calificadas |
| 240.21(C)(4) | Ilimitada | Dimensionados según la carga y la terminación | Conductores exteriores; protegidos contra daño físico; dispositivo único integrado al desconectador; desconectador fácilmente accesible, afuera o adentro, lo más cerca posible del punto de entrada, incluidos los conductores considerados exteriores según el 230.6 |
| 240.21(C)(5) | 25 pies, primario más secundario combinados | Según la regla de derivación de alimentador invocada | Conductores secundarios de un transformador derivado de un alimentador |
| 240.21(C)(6) | 25 pies | 1/3 × OCPD primario × relación de tensión | Interruptor automático único o juego de fusibles que limita la corriente de carga a la ampacidad del conductor permitida por el 310.14 (tabla 310.16); protegidos contra daño físico |
Dos aspectos aquí son determinantes. Primero, los pisos del (C)(2) y del (C)(6) varían con el dispositivo de sobrecorriente primario, no con la carga — una decisión tomada aguas arriba fija el cobre mínimo aguas abajo. Segundo, el NEC 240.4(B), la tolerancia de calibre superior que permite a un interruptor de 100 A proteger conductores de 95 A en un circuito ordinario, es aquí prácticamente inaplicable, porque cada regla de derivación exige de forma independiente que el calibre del dispositivo de terminación sea igual o menor a la ampacidad del conductor.
Un ejemplo resuelto: 150 kVA, 480 V a 208Y/120 V, a 20 pies
Tomemos un transformador de distribución trifásico tipo seco que alimenta un panel de distribución de 208Y/120 V a 20 pies de distancia, protegido en ambos devanados. Los conductores son de cobre con terminaciones a 75 °C, permitidas por encima de 100 A según el NEC 110.14(C)(1)(b).
- Corrientes de devanado. 150 000 ÷ (√3 × 208) = 150 000 ÷ 360.3 = 416 A en el secundario; 150 000 ÷ (√3 × 480) = 150 000 ÷ 831.4 = 180 A en el primario.
- Calibres de dispositivos, reportados. La tabla 450.3(B) del NEC da un dispositivo primario de 450 A (250% × 180.4 = 451 A, redondeado hacia abajo al calibre estándar del NEC 240.6(A)) y un interruptor principal secundario de 600 A (125% × 416.4 = 520 A, redondeado hacia arriba según la nota 1). Ambos se calculan paso a paso en Dimensionamiento de la protección contra sobrecorriente del transformador; este artículo comienza donde ese termina.
- Relación de tensión. 480 ÷ 208 = 2.31.
- El piso del 240.21(C)(6) a 20 pies. (1 ÷ 3) × 450 × 2.31 = 150 × 2.31 = 346 A.
- La prueba de terminación. El interruptor principal único de 600 A no debe exceder la ampacidad del conductor, y el 240.4(B) no ofrece alivio. El mínimo determinante es entonces 600 A, no 346 A.
- Selección del conductor. Según la tabla 310.16 del NEC, cobre a 75 °C: 350 kcmil = 310 A, así que dos juegos en paralelo dan 2 × 310 = 620 A ≥ 600 A. Dos juegos de 300 kcmil darían 2 × 285 = 570 A, lo cual es insuficiente.
I = kVA × 1000 ÷ (√3 × V)
Ampacidad mínima, regla de 25 pies = OCPD primario ÷ 3 × (V primario ÷ V secundario)
Ampacidad mínima, regla de 10 pies = OCPD primario ÷ 10 × (V primario ÷ V secundario)
A 8 pies, se aplicaría en cambio el NEC 240.21(C)(2). Su piso del décimo, 0.1 × 450 × 2.31 = 104 A, se vuelve determinante solo donde los conductores salen del gabinete en el que se hace la derivación; dentro de él, el 240.21(C)(2) exige la carga calculada y el calibre del dispositivo alimentado. En cualquier caso, prevalece la terminación de 600 A — las reglas de longitud relajan el piso, nunca la concordancia entre el dispositivo y el conductor.
¿Dónde se vuelve realmente determinante el piso del tercio?
El piso a 25 pies solo se activa cuando un panel modesto cuelga de un transformador grande. Supongamos ambos devanados protegidos y el dispositivo primario fijado en el calibre estándar justo por debajo del 250%:
| Transformador (480 V a 208Y/120 V) | Corriente primaria a plena carga | OCPD primario al 250% | Piso a 10 pies, conductores que salen del gabinete | Piso a 25 pies |
|---|---|---|---|---|
| 75 kVA | 90 A | 225 A | 52 A | 173 A |
| 150 kVA | 180 A | 450 A | 104 A | 346 A |
| 500 kVA | 601 A | 1200 A | 277 A | 923 A |
Esa unidad tipo seco de 500 kVA consume 500 000 ÷ (√3 × 208) = 1388 A, así que un panel de 800 A representa solo una parte de su carga. Coloque ese panel a 20 pies de distancia y la aritmética cambia: el interruptor principal de 800 A permitiría conductores de 800 A según la regla de 10 pies, pero el (C)(6) exige 1200 ÷ 3 × 2.31 = 923 A. Tres juegos en paralelo de 300 kcmil de cobre dan 3 × 285 = 855 A, lo cual es insuficiente; tres juegos de 350 kcmil dan 3 × 310 = 930 A y son suficientes. Eso es 8.8% más de ampacidad, obtenida con aproximadamente 17% más de cobre en área transversal, solo porque el tramo superó los 10 pies. Como la cifra primaria del 250% es un techo y no un objetivo, elegir un dispositivo primario más pequeño reduce directamente el piso.
En qué difiere Canadá: la regla 26-256 del CEC
El Código Eléctrico Canadiense (CSA C22.1) llega al mismo resultado de seguridad por un mecanismo distinto. La regla 26-256(1)(a) del CEC exige que los conductores primarios tengan una ampacidad no menor al 125% de la corriente primaria nominal, y la 26-256(2)(a) exige que los conductores secundarios tengan una ampacidad no menor al 125% de la corriente secundaria nominal. No hay reducción basada en longitud ni piso del tercio.
Manteniendo fija una sola máquina — 150 kVA, secundario 208Y/120 V, corriente secundaria nominal de 416 A — y aplicando ambos códigos a dos tensiones primarias se aísla la diferencia:
| Secundario 150 kVA, 208Y/120 V (416 A) | Piso del NEC 240.21(C)(6) a 25 pies | Piso de la regla 26-256(2)(a) del CEC, cualquier longitud |
|---|---|---|
| Primario 480 V — 180 A, dispositivo de 450 A | 346 A | 520 A |
| Primario 600 V — 144 A, dispositivo de 350 A | 337 A | 520 A |
| Base | 1/3 × OCPD primario × relación de tensión | 125% × corriente secundaria nominal |
| Dependencia de la longitud | Sí — 10 pies, 25 pies, o ilimitada en el exterior | Ninguna |
La fila de 600 V corresponde a la tensión de servicio común en los edificios canadienses: 150 000 ÷ (√3 × 600) = 144 A en el primario, un dispositivo de 350 A al 250%, una relación de 600 ÷ 208 = 2.88, y 350 ÷ 3 × 2.88 = 337 A. El mínimo canadiense para el conductor primario es 1.25 × 144.3 = 180 A; el mínimo secundario es 1.25 × 416.4 = 520 A en ambos casos.
La regla general se desprende de los dos porcentajes. El piso del NEC es un tercio de un dispositivo ya limitado al 250% de la corriente primaria, y la corriente primaria multiplicada por la relación de tensión es la corriente secundaria — así que el piso a 25 pies nunca puede superar 0.333 × 2.50 = 83% de la corriente secundaria nominal, y redondear el dispositivo hacia abajo a un calibre estándar lo reduce aún más. El CEC parte del 125% de esa misma corriente y se mantiene ahí: el piso del NEC se mueve con el dispositivo primario, el del CEC no se mueve con nada. En cuanto a la protección, la regla 26-254(1) del CEC limita el dispositivo primario al 125% de la corriente primaria nominal, la 26-254(2) permite que el alimentador primario llegue al 300% cuando un dispositivo secundario está fijado en no más del 125% de la corriente secundaria nominal, y la 26-254(3) permite el siguiente calibre estándar superior cuando el 125% no coincide con uno existente. Cuando la protección contra sobrecorriente del transformador se selecciona según las 26-250(1) o (2) o 26-254(3), la 26-256(4) remite los conductores a las reglas 14-100 y 14-104 — y la 14-104(1) limita el calibre del dispositivo a la ampacidad admisible de los conductores que protege, sujeto a la excepción del calibre estándar superior de la tabla 13 en el 14-104(1)(a). La tolerancia de derivación de calibre reducido de la regla 14-100, inciso (f), limita a 7.5 m la longitud combinada de un conductor primario más un conductor secundario. Confirme la subregla vigente con la CSA C22.1 y la autoridad competente (AHJ) o la ESA local.
Qué especificar
- Corriente secundaria a plena carga a la tensión secundaria real — la base de cada porcentaje anterior, y lo que produce la calculadora
- Calibre del dispositivo de sobrecorriente primario, porque los pisos del 240.21(C)(2) y (C)(6) se calculan a partir de él, no de la carga
- Longitud y trayecto del tramo — menor o mayor a 10 pies, menor o mayor a 25 pies, adentro o afuera, y si los conductores salen o no del gabinete de derivación
- Dispositivo de terminación — interruptor automático único o juego de fusibles, con calibre igual o menor a la ampacidad del conductor, sin recurrir al calibre superior del NEC 240.4(B)
- Calibre de temperatura de terminación — la columna de 75 °C de la tabla 310.16 del NEC según el 110.14(C)(1)(b) por encima de 100 A, y la ampacidad después del ajuste por temperatura ambiente o relleno de tubería
- Calibre del panel o tablero de distribución y de su interruptor principal, para cumplir con el NEC 408.36, además de la corriente de falla disponible y la capacidad interruptiva (AIC) y capacidad de corriente de cortocircuito (SCCR) correspondientes, según corriente de falla disponible y capacidades de cortocircuito
- Base normativa en el plano — la subsección del NEC 240.21(C) o la subregla 26-256 del CEC nombrada explícitamente, con la protección física señalada donde el (C)(2) o el (C)(6) lo exija
Dónde encaja Entogo
Entogo fabrica transformadores de distribución trifásicos tipo seco y tipo pedestal (pad-mounted), así como los tableros y paneles de distribución de baja tensión que alimentan, en su propia fábrica en la región de Toronto, diseñados y fabricados conforme a ANSI/IEEE C57, UL 1561 / UL 1562, UL 67 y UL 891; certificables UL (cULus) / CSA a solicitud. Como el transformador y el conjunto donde terminan sus conductores secundarios se diseñan juntos, el calibre del interruptor principal secundario, la ampacidad del bus y las disposiciones de terminación se establecen como una sola especificación en lugar de conciliarse en obra.
Calcule las corrientes de devanado y los calibres de dispositivos en la calculadora de dimensionamiento y protección de transformadores, luego aplique el piso del 240.21(C) o el porcentaje de la 26-256 al tramo. Convierta el resultado en una especificación con el configurador de transformadores, explore la gama de transformadores y subestaciones, o vea la misma coordinación dentro de una línea integrada en subestaciones y distribución eléctrica. Para la decisión de dimensionamiento que precede a todo esto, vea cómo dimensionar un transformador.
Los conductores secundarios de un transformador premian un hábito más que una fórmula: nombrar la regla antes de elegir el cable. Establezca primero si el dispositivo primario puede acreditarse según el 240.4(F), elija la subsección que corresponda a la longitud del tramo, calcule el piso a partir del dispositivo y la relación de tensión, y luego verifique el dispositivo de terminación contra la ampacidad del conductor. En Canadá, omita la pregunta de la longitud y parta del 125%.
