¿Cómo determinar el número de disyuntores en un panel?

¿Cómo encontrar la cantidad de disyuntores en un centro de carga y un tablero de distribución según la carga calculada para el hogar?

En los EE. UU. y Canadá, el voltaje de suministro común para los edificios residenciales y los hogares es de 120 V y 240 V según NEC y CEC. Este suministro monofásico (en realidad, un sistema de fase dividida) tiene tres cables (activo 1, activo 2 y neutro) desde el transformador de distribución hasta la caja del medidor y el panel de servicio principal, es decir, el interruptor principal.

Los niveles de voltaje disponibles en un centro de carga monofásico de 120 V/240 V y una caja de panel instalada en el hogar son los siguientes:

• Voltaje entre Vivo 1 (cualquiera de Negro o Rojo) y Neutro (Blanco) =120V Monofásico
• Voltaje entre Caliente 1 (Negro) y Caliente 2 (Rojo) =240 V monofásico (voltaje de fase dividida)
• Voltaje entre Neutro (Negro) y Tierra (Verde o Conductor Desnudo) =0V.

Nota:Los códigos de colores de cableado de NEC se utilizan para la declaración anterior.

La siguiente figura muestra la configuración básica de un suministro monofásico de 120 V/240 V conectado a un espacio de 24 interruptores o circuitos de carga en el centro de carga, caja de interruptores o tablero. Esto también muestra que la fase única de 120 V está disponible entre negro y blanco (cualquiera de Hot 1 o Hot 2) y White (Neutral) mientras que la fase dividida de 240 V está disponible a través de Black &Red (Hot 1 y Hot 2). La cantidad requerida de alambres y cables depende del circuito de carga y la configuración del dispositivo, es decir, parte del circuito de 240 V no necesita un cable neutro mientras que otros sí.

En un centro de carga, un interruptor automático de un solo polo de 120 V ocupa una sola posición, mientras que un interruptor automático de dos polos de 240 V adquiere dos posiciones en el centro de carga.

Determinación del número de disyuntores/circuitos en el tablero

Nota 1: El siguiente ejemplo se basa en VA (voltios x amperios), que se conoce como potencia aparente. Puede usar la potencia activa o real (en Watts) que es igual a Potencia aparente x factor de potencia o VA x PF ya que el factor de potencia en edificios residenciales es casi la unidad (1). En este caso, la potencia aparente en VA es igual a la potencia real en W “Watts”.

Nota 2: Se recomienda consultar el ejemplo anterior para dimensionar un centro de carga y un tablero de distribución, ya que hemos usado la misma terminología para este ejemplo.

Ejemplo:

Determinar la cantidad adecuada de interruptores y circuitos en un centro de carga o tablero de distribución para un 1500 ft ² (139,35 m ² ) plano de planta de la casa que tiene los siguientes circuitos de carga:Considere que el factor de potencia es la unidad "1".

• Iluminación general =4,5 kVA
• Aire acondicionado =6 kVA
• Rango eléctrico =8,4 kVA
• Calentador eléctrico =7,2 kVA
• Secadora =3,6 kVA
• Lavavajillas =1,2 kVA
• Disposición de basura =0,96 kVA
• Dos circuitos de Pequeños Electrodomésticos en cocina para frigorífico, persiana, etc.
• 20 % de expansión y carga futura, etc.

Solución:

Circuitos de iluminación general:

Los circuitos de iluminación son generalmente de 120 V con 15 A o 20 A. Para encontrar la cantidad de interruptores y el espacio en el centro de carga, debemos calcular la corriente de carga utilizando la fórmula básica de potencia de la siguiente manera:

I =P / V

Dónde:

• I =corriente en amperios
• P =Potencia en Watts (o kVA donde P.F =1)
• V =Voltaje en voltios

Poner los valores:

I =4500 VA / 120V

I =37,5 A

Estos son los amperajes totales necesarios para los circuitos de iluminación. Se puede usar un disyuntor de 15 A o 20 A con un cable del tamaño adecuado e interruptores y enchufes adecuados. En su mayoría, se utilizan interruptores de 15A para los puntos de iluminación, de esta manera, dividiremos el total de amperios de iluminación entre 15A para determinar el número de circuitos de iluminación.

37,5 A / 15A =2,5A (redondeado a 3).

Significa que usaremos 3 números de disyuntores de iluminación .

Pequeños Electrodomésticos

En el ejemplo dado, hay dos circuitos de carga de electrodomésticos pequeños, es decir, 2 números de interruptor de circuito de 120 V y 20 A.

Circuitos de Lavandería

Solo se necesita 1 número de circuitos de 20 A y 120 V para una secadora de ropa en el ejemplo dado.

Circuitos de electrodomésticos grandes:

Nos referimos a los grandes electrodomésticos que funcionaban con disyuntores bipolares de 240 V. Todos los acondicionadores de aire, estufas/cocinas eléctricas, calentadores eléctricos, secadoras de ropa, etc. funcionan con un circuito de 240 V y, por lo tanto, se consideran individualmente. Tenga en cuenta que el disyuntor bipolar de 240 V ocupa dos espacios (posición) en la caja de disyuntores. Ahora busquemos la cantidad requerida de disyuntores en el centro de carga (basado en amperios) para electrodomésticos grandes dividiendo la clasificación de kVA del dispositivo entre 240 V.

Aire acondicionado

Usando la fórmula actual básica como se indicó anteriormente

I =P / V

I =6 kVA / 240V

I =25A .

Por lo general, la clasificación de amperios de un disyuntor debe seleccionarse al 125 % (factor de 1,25) para la carga continua, es decir, calentadores eléctricos y acondicionadores de aire, etc. acondicionador,

125% x 25A =31,25 A.

De esta manera, el siguiente y más cercano disyuntor disponible como 35A debe usarse para un acondicionador de aire de 6kVA. Tenga en cuenta que el mismo (125 %) se aplica al tamaño del cable, es decir, tanto el cable de 35 A como el disyuntor deben usarse para una carga de 31,25 amperios especificada para aire acondicionado y cualquier otra carga continua y simultánea.

Circuito del calentador eléctrico

Igual que el cálculo anterior, la clasificación de amperios del calentador eléctrico de 7,2 kVA es la siguiente:

I =7,2 kVA / 240V =30A

Multiplicando el factor de seguridad por 125%.

1,25 x 30A =37,5A

Como la ampacidad del disyuntor no debe exceder la clasificación actual del conductor utilizado para ello. Un disyuntor de 40 A a lo largo de un tamaño de cable de 40 A (el tamaño estándar siguiente y más cercano) se debe usar para un circuito de calentador eléctrico clasificado para 7200 VA.

Circuito de autonomía eléctrica:

Usando el método anterior de cálculos básicos, es un circuito de 35 A, 240 V (8,4 kVA/240 V). Ahora con factor de seguridad

1,25 x 35A =43,75A

El siguiente y más cercano disponible y tamaño recomendado de disyuntor y tamaño de cable es 50A para estufa eléctrica 8400VA, 240V.

Circuito de secadora de ropa

La secadora de ropa es de 15A, 240V (3,6kVA / 240V). Multiplicando el factor de seguridad:

125 % x 15A =18,75A

El tamaño de cable y disyuntor recomendados es 20A , 240V bipolar.

Circuito de eliminación de basura

Tanto el triturador de basura como el lavavajillas son circuitos de 120 V. El triturador de basura es de 10A, circuito de 120V (1.2kVA/120V). Con factor de seguridad:

125 % x 10A =12,5A

El próximo disyuntor y tamaño de cable disponible y adecuado es 15A, 120V unipolar.

Circuito Lavavajillas

El lavavajillas es de 8A, circuito de 120V (0,96kVA/120V). Con factor de seguridad:

125 % x 8A =10A.

El tamaño adecuado del disyuntor unipolar, 120 V, 10 A se necesita con el mismo tamaño de cable.

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Número total de espacios para interruptores automáticos en la caja de interruptores:

Ahora, podemos calcular el número total de espacios requeridos para los interruptores automáticos en el centro de carga como se muestra en la tabla a continuación.

Circuito	Cantidad	Disyuntor	Voltaje	Espacio requerido
Iluminación general	3	15A	120V	3
Pequeños electrodomésticos	2	20A	120V	2
Lavandería	1	20A	120V	1
Aire acondicionado	1	35A	240V	2
Calentador eléctrico	1	40A	240V	2
Cocina eléctrica	1	50A	240V	2
Secadora	1	20	240V	2
Disposición de basura	1	15	120V	1
Lavavajillas	1	10	120V	1
				16

Según el cálculo del ejemplo anterior, se requiere un mínimo de 16 espacios del centro de carga. Debido a la futura expansión y al 20 % de puntos de carga adicionales, una caja de panel de 20 espacios es la opción adecuada  para estar seguro como se muestra en la siguiente figura.

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