Instalación de cableado eléctrico trifásico en el hogar - NEC e IEC

Cómo cablear un tablero de distribución eléctrica trifásico y una unidad de consumo en el hogar

En nuestro tutorial de instalación de cableado eléctrico de hoy, mostraremos cómo cablear e instalar un Cuadro de distribución trifásico y unidad de consumo desde el poste de la red eléctrica hasta un contador de energía trifásico y un cuadro de distribución trifásico. También mostraremos que Cómo conectar circuitos de carga trifásicos y monofásicos en un sistema de distribución de cableado trifásico en el sistema de suministro eléctrico doméstico y comercial.

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¿Qué es la energía trifásica y monofásica?

En las plantas generadoras de energía, la energía trifásica es generada por un generador eléctrico o alternador. En un alternador, el voltaje y la corriente generados por tres bobinas independientes en el estator están separados por 120 grados entre sí. La energía generada por los alternadores luego se transmite y distribuye a través de las líneas de transmisión y distribución a la subdistribución. Tanto el suministro monofásico como el trifásico se distribuyen aún más mediante los tres transformadores monofásicos o una sola unidad de transformador trifásico (configurado en estrella "Y" o conexión en triángulo) instalado en el poste de servicios públicos cerca del área residencial o comercial.

Los niveles de tensión se incrementan mediante transformadores elevadores para la transmisión de energía. En el sistema de distribución, se reducen nuevamente el nivel de voltaje a través de un transformador reductor para su posterior utilización. RCD , MCB , MCCB , CC , DCR , RCBO , Fusibles, interruptores etc. se utilizan como dispositivos de control y protección en los circuitos MDB, DB, Sun y Final Sub. Por ejemplo,

En el Reino Unido y la UE, 11 kV del transformador reductor cableado en conexión Delta mediante (sistema trifásico de 3 cables) ingresa al transformador de distribución de 400 V/230 V cableado en estrella Conexión “Y” (Sistema Trifásico 4 Hilos).

En los EE. UU., 4,5k-7,2kV del transformador reductor cableado en conexión Delta a través del sistema trifásico de 3 cables ingresa al transformador de distribución de 240 V/120 V cableado en estrella Conexión (Sistema Bifásico, 3 Hilos). Para un sistema trifásico, el arreglo puede ser diferente para diferentes niveles de voltaje. Mostraremos el diagrama de cableado en las siguientes secciones de esta publicación.

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Como se necesita alta potencia en edificios industriales y comerciales, se conectan a la conexión trifásica Delta (trifásica, sistema de 3 cables, sin cable neutro) antes del transformador de distribución y luego administrar el voltaje y la corriente requerida de acuerdo con los requisitos del sistema en suministro trifásico y monofásico.

Por otro lado, los edificios que necesitan tanto baja como alta potencia en trifásicos y monofásicos se conectan al secundario del transformador de distribución. De esta manera, obtienen una conexión en Estrella trifásica (Sistema Trifásico de 4 Hilos con Hilo Neutro). En la conexión Star, los voltajes trifásicos de línea a línea (fase a fase) son de 400 V CA (en EE. UU., 208 V, 240 V, 480 V, etc.) y Línea monofásica a neutro (fase a neutro), hay 230 V CA (120 V, 208 V, 240 V, 277 V, 480 V, etc. en EE. UU.) .

En el suministro trifásico, los motores y los calentadores eléctricos grandes se pueden conectar directamente a las tres fases (no se necesita el neutro en todos los casos), mientras que en los circuitos de carga monofásicos (luz, ventilador, etc.) se puede conectar entre Fase y Neutro a través de dispositivos de protección adecuados, p. cable de puesta a tierra/tierra. En los EE. UU., la carga monofásica de 240 V se puede conectar a dos fases sin un cable neutro.

¿Por qué necesitamos una fuente de alimentación trifásica?

Para operar equipos y electrodomésticos de alta potencia, como motores eléctricos, compresores de aire y acondicionadores de aire de alta potencia, calentadores de agua, etc., necesitamos un suministro de energía trifásico en lugar de fuente de alimentación monofásica. En los hogares ordinarios (domésticos como residenciales), usamos principalmente una fuente de alimentación monofásica para operar cargas de iluminación, ventiladores, lavadoras, etc. Pero en algunos casos, p. industrias, motores de alto torque, edificios grandes y de varios pisos (industriales como comerciales), fuente de alimentación trifásica necesaria para operar y mantener los sistemas de alta potencia y voltaje.

En nuestras publicaciones anteriores sobre la instalación de cableado eléctrico monofásico en el hogar y ya sabemos qué es MDB, DB, subcircuito final, MCB, MCCB, CB y RCD, etc. Así nunca más lo repetiremos.

Niveles de voltaje trifásicos y monofásicos en los EE. UU.:NEC

En Estados Unidos y Canadá, se encuentran disponibles diferentes niveles de voltaje monofásico y trifásico, es decir, el voltaje monofásico está disponible para aplicaciones domésticas y residenciales, mientras que el voltaje trifásico se puede usar para aplicaciones industriales y comerciales.

Los siguientes son los niveles de voltaje disponibles en EE. UU. y Canadá.

Tensión trifásica en EE. UU.

• Tres puntos calientes (3 líneas) =​​208 V- 3-Φ
• Tres puntos calientes (3 líneas):delta de tramo alto =240 V, 3 Φ
• Tres puntos calientes (3 líneas):Delta =480 V- 3-Φ
• Tres puntos calientes (3 líneas):Y =600 V- 3-Φ

es decir,

• Entre L₁ , L₂ &L₃ =208 V, 240 V, 480 V o 600 V – (trifásico)

Tensión monofásica en EE. UU.

• Vivo a neutro =120 V – 1-Φ
• Vivo a neutro =208 V, (Delta de pierna alta) – 1-Φ
• Dos calientes =240 V – 1-Φ (fase dividida)
• Vivo a Neutro - Estrella =277V - 1-Φ
• 2 calientes + neutro – estrella =480 V – 1-Φ
• Vivo + Neutro - Estrella =347 V - 1-Φ

es decir,

• • L₁ a N =120 V, 208 V, 277 V, 347 V, 480 V o 600 V – (monofásico)
  • L₂ a N =120 V, 208 V, 277 V, 347 V, 480 V o 600 V – (monofásico)
  • L₃ a N =120 V, 208 V, 277 V, 347 V, 480 V o 600 V – (monofásico)

Nota:En el caso de Delta de ramal alto (tramo de potencia o ramal salvaje), hay disponible un voltaje monofásico adicional de 208 V entre ramal alto y neutro, así como 120 V y 240 V. disponible desde la caja del medidor hasta el centro de carga y la caja del panel.

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Sistemas de voltaje de suministro trifásicos y monofásicos "120 V, 208 V, 240 V, 277 V y 480 V" - NEC - EE. UU.

Delta de pierna alta Configuraciones (120 V, 208 V y 240 V)

Niveles de tensión monofásicos y trifásicos en el Reino Unido y la UE:IEC

El sistema trifásico es más simple en el Reino Unido y la UE en comparación con los EE. UU. y la mayoría de los países (p. ej., India, Pakistán, Emiratos Árabes Unidos y otros países árabes) siguen el mismo sistema de distribución de voltaje que el Reino Unido, la UE y los niveles de voltaje IEC. Tanto el voltaje trifásico como el monofásico están disponibles para aplicaciones residenciales y comerciales en la misma unidad de la siguiente manera.

Tensión trifásica en el Reino Unido y la UE

• Fase a Fase =400V
• Cualquier fase a neutro =230 V – (1-Φ)
• Entre Tres Fases =400V – (3-Φ)

Es decir,

• L₁ a L₂ =400 V – (trifásico)
• L₂ a L₃ =400 V – (trifásico)
• L₃  a L₁ =400 V – (trifásico)

Tensión monofásica en el Reino Unido y la UE

• Fase a Neutro =230V

es decir,

• L₁ a N =230 V – (monofásico)
• L₂ a N =230 V – (monofásico)
• L₃  a N =230 V – (monofásico)

Sistemas de suministro de energía monofásicos y trifásicos de 230 V y 400 V – IEC – Reino Unido y UE

Requisitos para la instalación de cableado trifásico

En este tutorial, necesitamos los siguientes accesorios de cableado para cablear energía trifásica en el hogar.

• Contador de energía trifásico:1 No
• MCCB de tres polos, 63A (100 o 250A en EE. UU.):1 No
• Doble polo:63 A, 30 mA Corriente de disparo (RCD/GFCI):3 No
• MCB de triple polo, 63 A (100-250 A en EE. UU.):3 números
• Unipolar, 20A, MCB:6 números
• Unipolar, 16A (20A en EE. UU.):MCB:3 números
• Unipolar, 10A (15A en EE. UU.):MCB:6 números
• Cajas de tablero de distribución:3 números
• Enlace de barra colectora para conexiones de cable neutro
• Tiras de cobre para conexión común MCB:3 números (segmento de barra colectora de cobre)
• Barra colectora de tira de cobre para conexión a tierra y tierra

¿Cómo cablear un tablero de distribución principal trifásico?

Por lo general, los proveedores de suministro y servicios eléctricos instalan un medidor de energía monofásico cuando la carga es inferior a 7,5 kW (10 HP) en áreas domésticas (unidad de consumo para el hogar). Si se supera el límite, se recomienda instalar un medidor de energía trifásico para las unidades de consumo. Cuando la carga supera los 7,5 kW, se recomienda el cableado eléctrico trifásico en áreas domésticas (hogares).

En este tutorial, asumimos que solo conectaremos carga monofásica (puntos de luz, ventiladores, TV, toma de corriente, CA, etc.) en la sección actual de la red eléctrica trifásica. instalación de cableado. En otras palabras, no encenderemos motores trifásicos porque en nuestras casas no tenemos ese tipo de cargas (trifásicas). Si existe una carga trifásica en su hogar, entonces puede hacerlo. Como podemos ver, la carga total supera el límite de la instalación de cableado eléctrico monofásico, ya que estaremos alimentando diferentes habitaciones y áreas en el hogar, es por eso que tenemos que cablear nuestra distribución en un sistema trifásico. Para cargas trifásicas directas, consulte las siguientes secciones de esta publicación.

Procedimiento práctico de cableado trifásico de tablero de distribución e instalación

Hemos aprendido el cableado eléctrico básico de bombillas, ventiladores, etc. (es decir, subcircuitos y subcircuitos finales) en nuestras publicaciones anteriores, así que siga los pasos a continuación para hacer lo mismo que mencionado a continuación.

• En primer lugar, conecte el contador de energía trifásico como se muestra en la fig. (si no está seguro de cómo cablear un medidor de energía trifásico, consulte este sencillo tutorial que muestra cómo cablear un medidor de energía trifásico).
• Conecte el MCCB (disyuntor de caja moldeada) como interruptor principal a las tres fases entrantes (R , Y , B ) del contador de energía trifásico. (Verifique el código de color del cableado para las diferentes áreas en la sección a continuación)
  
• Ahora conecte las tres fases salientes (R , Y , B ) de MCCB (disyuntor de caja moldeada) al DP (MCB de dos polos, RCD, SP (MCB de un solo polo y carga) como se muestra en la figura)
• Ahora conecte el RCD desde DP con fase (línea) y enlace neutro relacionado. Las líneas de fase de salida deben conectarse a los subcircuitos final y final. Se puede hacer lo mismo con los cables neutros.
  
• Finalmente, conecte los aparatos eléctricos con el terminal de conexión a tierra que conduce al electrodo de tierra en el sistema de puesta a tierra como se muestra en la figura a continuación.
• Siga los mismos pasos para los tres tableros de distribución para diferentes habitaciones y áreas.

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Es bueno saberlo: También puede usar un MCCB de cuatro polos o MCB en lugar de 3 polos MCCB/MCCB . Simplemente conecte el cable Neutro en la última ranura de ese MCCB (La letra N de Neutro está impresa en la placa de identificación). El cable neutro entrante y saliente, al igual que otras fases, debe conectarse a la tira de cobre (es decir, enlace a tierra o barra neutra en la caja del panel b) como se muestra en la fig.

Además, si necesita conectar una carga monofásica o necesita cablear una unidad de consumo separada o un panel de subservicio, lea las publicaciones anteriores sobre diagramas de cableado monofásico.

A continuación se proporciona el diagrama de instalación de cableado eléctrico de distribución trifásica según NEC e IEC.

Diagramas de instalación de cableado eléctrico trifásico - EE. UU. - NEC

Distribución trifásica de 208 V y cableado del panel.

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Distribución trifásica de 240 V (triángulo alto) y cableado del panel.

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Distribución trifásica de 480 V y cableado del panel.

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Es bueno saberlo:el código prohíbe el uso de tres disyuntores unipolares separados para circuitos de 208 V, 240 V o 480 V. Si aún desea conectar tres disyuntores SP como polo triple para un circuito trifásico, los interruptores de todos los disyuntores deben unirse y conectarse entre sí, es decir, todos los disyuntores SP deben encenderse y apagarse con el mismo interruptor común. Además, use el disyuntor, tamaño de cable, tomacorrientes e interruptores, etc., de la clasificación adecuada (consulte la nota inferior (instrucciones y precauciones) para obtener calculadoras y tutoriales sobre el tamaño del cable, dimensionamiento de tomacorrientes, interruptores y enchufes, etc.

Diagramas de instalación de cableado eléctrico trifásico – Reino Unido, UE – IEC

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Nota:se puede usar la misma descripción y detalles para los diagramas de cableado NEC e IEC como se menciona en la figura 1 general anterior.

Cableado trifásico de tablero de distribución dividido de 400 V con RCD:solo cargas de 3 Φ

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Cableado trifásico de tablero de distribución dividido de 400 V con RCD:cargas de 1 Φ desde suministro de 3 Φ

Cableado de tablero de distribución dividido, trifásico, 400 V con RCD:combinación de cargas de 3 Φ y 1 Φ

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Trifásico, 400 V, cableado de tablero de distribución típico con RCD para circuitos de carga de 3 Φ

Trifásico, 400 V, cableado de tablero de distribución típico con RCD para circuitos de carga de 3 Φ y 1 Φ

Es bueno saberlo: De acuerdo con las normas de cableado del IET (Instituto de Ingeniería y Tecnología):17.ª edición (BS 7671:2008 – 1:2011), se debe proporcionar una protección RCD en la unidad de consumo, excepto el sistema de alarmas contra humo y robo.

¿Cómo conectar cargas monofásicas de 120 V en un sistema de distribución de cableado monofásico? – NEC – EE. UU.

Los circuitos de carga trifásicos se pueden conectar directamente a los tres cables vivos. Tenga en cuenta que Neutral no es necesario en todos los casos. La carga monofásica se puede conectar a vivo y neutro (120 V) o dos cables vivos (240 V monofásico). A continuación se muestra el cableado de panel trifásico típico para EE. UU. y Canadá.

Instalación de cableado de circuitos y disyuntores trifásicos de 208 V en el panel de servicio principal.

Instalación de cableado de circuitos e interruptores trifásicos de 240 V (delta de ramal alto) en el panel de servicio principal.

Instalación de cableado de circuitos y disyuntores trifásicos de 480 V en el panel de servicio principal.

¿Cómo conectar cargas trifásicas de 400 V en un sistema de distribución de cableado trifásico? – IEC y Reino Unido

Como se mencionó anteriormente, las cargas trifásicas (motores trifásicos de 400 V) se pueden conectar directamente a las tres líneas, es decir, no es necesario conectarlas al punto neutro (en En algunos casos, se sigue necesitando el neutro en un sistema trifásico que depende del diseño del sistema. Consulte el manual del usuario antes de instalar dicho aparato). Para cargas monofásicas (luz de 230 V o 120 V CA, TV, toma de corriente, ventiladores, etc.), se pueden conectar al cable de fase y neutro como se muestra a continuación. Tenga en cuenta que el cable de conexión a tierra debe conectarse a los aparatos y equipos eléctricos conectados a sistemas de suministro monofásicos y trifásicos por seguridad, ya que evita riesgos de descargas eléctricas.

Cableado de puntos de carga trifásicos de 400 V y MCB con RCD y RCCB en el tablero de distribución

Cableado de carga trifásica de 400 V y MCB en el tablero de distribución de carga dividida y la unidad de consumo con RCD.

Cableado de circuitos de carga trifásicos típicos de 400 V y MCB en el tablero de distribución y la unidad de consumo.

Diagrama de cableado esquemático de un tablero de distribución trifásico

El siguiente diagrama de cableado de diseño típico muestra la instalación de un tablero de distribución trifásico y una unidad de consumo en un área residencial/comercial.

Códigos de color de cableado trifásico:IEC y NEC

Hemos utilizado Rojo para Phase, Live o Hot , Negro para Neutro y Verde para cable de tierra/tierra en el diagrama de cableado monofásico típico. Puede usar la región específica o los códigos de práctica general en el área local, es decir, IEC:Comisión Electrotécnica Internacional (Reino Unido , UE etc.) o NEC (Código Eléctrico Nacional [EE. UU. &Canadá ] vea la publicación detallada sobre Códigos de color de cableado NEC e IEC donde;

NEC – EE. UU.:

Tres fases de 208 V y 240 V CA (delta de tramo alto):

• Azul =Caliente 1 o Línea 1
• Naranja =Caliente 2 o Línea 2 (en el medio)
• Negro =Caliente 3 o Línea 3
• Blanco =Neutral
• Verde con Amarillo raya o conductor desnudo =tierra/tierra o Tierra de protección "PG".

Trifásica 277V y 480V AC:

• Amarillo =Caliente 1 o Línea 1
• Naranja =Caliente 2 o Línea 2 (en el medio)
• Marrón =Caliente 3 o Línea 3
• Blanco =Neutral
• Verde con Amarillo raya o conductor desnudo =tierra/tierra o Tierra de protección "PG".

Monofásico 120V CA:

• Negro =Caliente o Línea ,
• Blanco =Neutral
• Verde con Amarillo raya o conductor desnudo =tierra/tierra o Tierra de protección "PG".

Monofásico 240V AC:

• Negro =Caliente 1 o Línea 1
• Rojo =Caliente 2 o Línea 2
• Blanco =Neutral
• Verde con Amarillo raya o conductor desnudo =tierra/tierra o Tierra de protección "PG".

IEC y Reino Unido:

Trifásico 400V:

• Marrón =Fase 1
• Negro =Fase 2
• Gris =Fase 3
• Azul =Neutro
• Verde o Verde con Amarillo Franja =tierra o cable de tierra como tierra de protección (PE).

Monofásico 230V AC:

• Marrón =Fase o Línea
• Azul =Neutral
• Verde o Verde con Amarillo raya =Tierra/Suelo o Tierra protectora “PE”.

A modo de referencia, aquí están los antiguos códigos de color de cableado del Reino Unido (anteriores a 2004) que sigue siendo aplicable en otros países, es decir, India, Pakistán, Emiratos Árabes Unidos, KSA y otros países árabes.

400V Trifásico

• Rojo  =Fase 1
• Amarillo =Fase 2
• Azul =Fase 3
• Negro =Neutro
• Verde  =Tierra o cable de tierra.

Monofásico 230V

• Rojo  =Fase
• Negro =Neutro
• Verde  =Tierra o cable de Tierra.

Precauciones generales y  Instrucciones

• La electricidad es nuestra amiga y enemiga al mismo tiempo, si le das la oportunidad de matarte, recuerda, nunca la perderán. Lea todas las precauciones e instrucciones mientras realiza este tutorial en la práctica.
• Desconecte la fuente de alimentación (y asegúrese de que esté completamente APAGADA) antes de realizar tareas de mantenimiento, reparación o instalación de equipos eléctricos. Para ello, apague el interruptor principal en la unidad de consumo principal o en el cuadro de distribución.
• Nunca se pare ni toque piezas mojadas o metálicas durante la reparación o la 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 usar la calculadora de tamaño de cables y alambres para encontrar el tamaño de calibre adecuado.
• Nunca intentes jugar con electricidad (ya que es peligroso y puede ser fatal) sin la guía 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 e ilegal en algunos casos. Póngase en contacto con el electricista matriculado o el proveedor de suministro de energía eléctrica antes de practicar cualquier cambio/modificación en las conexiones de cableado eléctrico.
• El tablero de distribución no debe instalarse a 2,2 metros (84 pulgadas =7 pies) mientras que el interruptor de desconexión debe instalarse a 1,82 metros (72 pulgadas =6 pies) por encima del piso, debe protegerse de la corrosión y lejos de áreas con agua. Todos los alambres y cables deben estar cubiertos en el tablero del panel (es decir, no deben colgar fuera del panel). Finalmente, debe haber una señal de seguridad cerca del tablero 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 cualquier circuito en un formato incorrecto. ¡Así que por favor! Tenga cuidado porque todo se trata de electricidad y la electricidad es demasiado peligrosa.

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