Cableado de un subpanel para 120 V y 240 V con GFCI – NEC – EE. UU.
¿Qué es un Panel Principal?
Según NEC (Código Eléctrico Nacional: Definiciones del artículo 100), un panel principal (también conocido como panel, centro de carga, caja de interruptores y tablero de distribución, etc.) es un gabinete o caja de corte que contiene dispositivos de control y protección (como como disyuntores, fusibles, interruptores, etc.) utilizados para controlar y proteger los circuitos de luz, calor y potencia. El panel debe ser accesible solo desde el frente y debe instalarse/montarse contra la pared u otras estructuras sólidas.
Un panel principal es la primera línea de defensa contra sobretensiones eléctricas y otras fallas (cortocircuito, sobrecarga, sobrecorriente, etc.) que protege los aparatos eléctricos y previene descargas eléctricas e incendios peligrosos.
El panel principal está conectado directamente a los cables de alimentación (desde el medidor de energía y el transformador de distribución montado en el poste de servicios públicos). En aplicaciones residenciales, tres cables (es decir, negro como activo 1, rojo como activo 2 y blanco como neutro) ingresan al panel principal para proporcionar un voltaje de suministro monofásico de 120 V y 240 V.
Los dos cables calientes, es decir, L1 y L2, están conectados al disyuntor principal de dos polos, el neutro está conectado al terminal neutro en la caja del panel y el cable de tierra está conectado al cable de tierra (sistema de conexión a tierra/tierra). Tenga en cuenta que el terminal de la barra colectora neutra y el terminal de la barra colectora de tierra en el panel principal están conectados eléctricamente en un sistema de suministro de energía eléctrica monofásico de 240 V y 120 V.
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¿Qué es un subpanel?
Un subpanel (panel remoto en NEC) es un panel de servicio más pequeño derivado del panel principal a través de disyuntores de dos polos para distribuir de forma segura la energía eléctrica a las otras partes del edificio, la casa, el garaje o cualquier otra aplicación específica en las instalaciones.
Un subpanel hace el mismo trabajo que el panel principal, es decir, proporciona protección contra sobretensiones, descargas eléctricas y otras fallas eléctricas. El subpanel está alimentado por un disyuntor bipolar de 240 V en el panel principal a través de dos cables calientes (L1 y L2), un cable neutro “N” y un cable de tierra “G”.
Tenga en cuenta que no es necesario unir Tierra con Neutro en el panel secundario (ya que ya están unidos en el panel principal). Además, el neutro en el subpanel solo es necesario cuando hay circuitos de 120 V o disyuntores/tomacorrientes GFCI. Además, no se deben utilizar dos disyuntores GFCI separados para el mismo circuito para evitar condiciones de disparo no deseadas.
Hay muchos tipos de paneles principales y secundarios de diferentes fabricantes, como Eaton, Schneider, ABB, Siemens, etc., para diferentes aplicaciones, como interiores y exteriores (herméticos).
En resumen, un Subpanel se utiliza para proporcionar:
- Espacios de circuito adicionales para un funcionamiento suave
- Separar usos del control de energía eléctrica a los circuitos.
- Consideración de protección y seguridad con un sistema de distribución eléctrica seguro.
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Instalación de cableado de un subpanel de 60 A para 120 V y 240 V
El siguiente diagrama de cableado muestra la instalación de un subpanel de 60 A tanto para 120 V como para 240 V. Puede utilizar la clasificación actual según los requisitos del sistema, es decir, 50 A, 60 A, 100 A, 150 A, etc. Hemos utilizado 60A sólo con fines ilustrativos.
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Como se muestra, un disyuntor bipolar de 60 A se alimenta a través de las dos barras colectoras calientes del panel principal. Los cables de salida como (L1 = Vivo 1 (color negro) y L2 = Vivo 2 (color rojo)) del disyuntor de 2 polos conectados a las dos barras colectoras en el subpanel, a saber, L1 y L2.
De manera similar, los cables Neutro “N” y Tierra “G” del panel principal ingresan al subpanel y se conectan al terminal Neutro y al terminal de tierra respectivamente.
Este subpanel ahora puede suministrar 120 V y 240 V a los circuitos derivados mediante interruptores unipolares y bipolares (interruptores de 15 A, 20 A o 30 A).
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Tenga en cuenta que si la distancia entre el panel principal y el subpanel es superior a 140 pies, puede conectar la tierra al cable de tierra más cercano en lugar de tender un cable largo al subpanel. Si es así, también tendrá que aumentar el calibre del cable (por ejemplo, del calibre n.º 6 al calibre n.º 4, etc.).
Puede utilizar un cable de calibre n.° 6 para un disyuntor de 60 A desde el panel principal al subpanel. Tenga en cuenta que el neutro solo es necesario si hay disyuntores GFCI, tomacorrientes GFCI o circuitos monofásicos de 120 V.
- Las terminales del disyuntor principal siempre están calientes, sin importar si el interruptor principal está en APAGADO o ENCENDIDO. Sólo se pueden apagar tirando del contador de energía o del interruptor de seguridad entre el panel principal y el contador de energía.
- NEC no permite el uso de un disyuntor de 30 A para tomacorrientes e interruptores de 20 A, etc. Los enlaces se proporcionan en la NOTA de instrucciones (debajo de esta publicación) para dimensionar el disyuntor, los cables, los interruptores y los tomacorrientes, etc.
- un disyuntor bipolar de 240 V solo se puede utilizar para un solo aparato. Además, no se pueden usar 2 disyuntores unipolares para aparatos de 240 V a menos que el botón de ENCENDIDO/APAGADO esté conectado (es decir, un solo interruptor debe controlar la operación de ENCENDIDO/APAGADO de ambos disyuntores unipolares).
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Instalación de cableado de un subpanel de 150 A para solo 240 V
El siguiente diagrama de cableado muestra la instalación de un subpanel de 150 A para 240 V únicamente. Hemos utilizado el típico disyuntor de dos polos de 200 A en la caja del panel principal, mientras que la ampacidad total de los circuitos de carga es de 150 A.
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Como se muestra, un total de tres cables ingresan desde el panel principal (disyuntor de 2 polos) al subpanel de 240 V a través de Hot1 “L1”, Hot2 “L2” y Tierra “G”. Puede notar que no hay ningún cable neutro en el subpanel. Esto se debe a que solo utilizamos circuitos de 240 V donde ya no se necesita el neutro blanco.
Si tenemos que ejecutar circuitos monofásicos de 120 V o un disyuntor GFCI de 240 V de 2 polos, conectaremos el cable neutro blanco del panel de servicio principal a la caja del panel secundario.
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Tenga en cuenta que se deben usar cables de calibre n.° 3/0 para disyuntores de 200 A y cables de calibre n.° 1/0 para disyuntores de 150 A (NEC 2017 – Tabla 310.15(B)(16) y 310.15 (B)(7) “1- 7”.
Bueno saber:
- El cable neutro no es necesario en el subpanel en caso de que no haya disyuntores/tomacorrientes GFCI/AFCI o circuitos de carga de 120 V.
- No se deben utilizar dos GFCI/AFCI en el mismo circuito para evitar operaciones de disparo no deseadas.
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Instalación de cableado de un subpanel de 100 A para solo 120 V
El siguiente diagrama de cableado muestra la instalación de un subpanel de 100 A para 120 V únicamente. Hemos utilizado un disyuntor unipolar de 100 A en la caja de disyuntores principal solo con fines ilustrativos. Puede utilizar una clasificación más baja, por ejemplo, 60 A, 50 A, 40 A o incluso 30 A.
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Como se muestra, necesitamos los tres cables, es decir, Vivo 1 (como la Línea 1 del disyuntor unipolar), Neutro de la barra colectora Neutra y Tierra del terminal de tierra. Para obtener solo un voltaje de suministro de 120 V, deberá conectar el Hot 1 (como la línea en color negro) a ambos terminales calientes en el subpanel a través de un cable de puente (ver figura). De esta manera, el único cable caliente se conecta a ambos terminales calientes que alimentan puntos de carga de 120 V.
En la figura siguiente, tanto los disyuntores en miniatura como el disyuntor GFCI están conectados para alimentar los circuitos de carga mediante cables vivos, neutros y gerundios.
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Códigos de colores de cableado:
Tenga en cuenta que hemos utilizado el color rojo para el segundo cable caliente (como se practica generalmente) sólo con fines ilustrativos. Siga los códigos eléctricos nacionales, es decir, los códigos de colores del cableado NEC u otros códigos de colores aplicables relacionados con la práctica general o un área específica.
Hemos utilizado los códigos de colores de cableado de práctica general NEC + en este tutorial de la siguiente manera.
- Negro = Caliente 1 o Línea 1
- Rojo = Caliente 2 o Línea 2
- Blanco = Cable neutro
- Verde o Verde con amarillo raya = Conductor desnudo como cable de tierra protector
Los colores recomendados para cables calientes en sistemas de 240 V son negro y rojo o ambos como colores negros. Si se ha utilizado un cable blanco en 240V que lleva voltaje, se debe tapar con una tira negra o con un grifo enrollado alrededor del mismo. De esta manera, se puede identificar fácilmente como cable caliente que se utiliza como cable caliente y no como cable neutro.
No utilice verde, verde con franja amarilla o un conductor desnudo para aquellos cables que transportan voltaje. Utilice únicamente alambre de cobre para reducir la resistencia y el calor en lugar de alambres de aluminio en el cableado de la caja del panel principal.
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Precauciones de seguridad
- Desconecte la fuente de alimentación (y asegúrese de que esté realmente apagada) antes de dar servicio, reparar o instalar equipos eléctricos. Para ello, apague el interruptor principal de la unidad de consumo principal o del cuadro de distribución.
- Nunca se pare ni toque piezas mojadas o metálicas durante la reparación o instalación.
- Lea atentamente todas las precauciones e instrucciones y sígalas estrictamente mientras realiza este tutorial o cualquier otro trabajo práctico relacionado con trabajos eléctricos.
- Utilice siempre cables y alambres del tamaño adecuado, tomacorrientes e interruptores del tamaño adecuado y disyuntores del tamaño adecuado. También puede utilizar la calculadora de tamaño de alambres y cables para encontrar el tamaño de calibre correcto.
- Nunca intentes jugar con electricidad (ya que es peligroso y puede ser fatal) sin la orientación y el cuidado adecuados. Realice los trabajos de instalación y reparación en presencia de personas experimentadas, con amplios conocimientos y buenas prácticas, que sepan cómo manejar la electricidad.
- Hacer su propio trabajo eléctrico es peligroso y, en algunos casos, ilegal. Comuníquese con el electricista autorizado o el proveedor de suministro de energía eléctrica antes de practicar cualquier cambio/modificación en las conexiones del cableado eléctrico.
- El tablero de distribución no debe instalarse a 2,2 metros (7 pies = 84 pulgadas) del piso, debe protegerse de la corrosión y estar alejado de áreas acuosas. Todos los cables deben estar cubiertos en el panel (es decir, no deben colgar fuera del panel). Finalmente, debe haber una señal de seguridad cerca del cuadro de distribución.
- El autor no será responsable de ninguna pérdida, lesión o daño por la visualización o el uso de esta información o si prueba algún circuito en un formato incorrecto. ¡Así que por favor! Ten cuidado porque se trata de electricidad y la electricidad es demasiado peligrosa.
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