Guía Profesional para la Instalación de Cableado Monofásico Doméstico (Normas NEC e IEC)

Cómo Cablear un Cuadro de Distribución Monofásico y una Unidad de Consumo en el Hogar

Cableado de Distribución y Panel Monofásico 120V/230V en Viviendas

La instalación de cableado monofásico es el tipo de cableado más común en edificios residenciales. En el suministro monofásico (230V en Reino Unido, UE y 120V y 240V en EE. UU. y Canadá), hay dos cables de entrada desde los postes de la red eléctrica hasta el contador de energía kWh: uno es la Línea (Fase, Vivo o Live) y el otro es el Neutro. Desde el contador, se conectan directamente al cuadro de distribución principal (unidad de consumo).

En este tutorial paso a paso, mostraremos cómo instalar una unidad de consumo monofásica en el hogar, desde el poste de la red hasta un contador monofásico y un cuadro de distribución monofásico, y luego cómo conectar cargas monofásicas en el sistema de distribución de cableado monofásico en la instalación eléctrica doméstica.

Antes de entrar en detalles, es necesario conocer qué es un suministro Monofásico y Trifásico, sus aplicaciones, así como el papel del ID (Interruptor Diferencial), PIA (Interruptor Magnetotérmico), IGA (Interruptor General Automático), Cuadro General de Mando y Protección (CGMP), Circuitos Finales y Derivados, Fusibles, Interruptores, etc., temas ya tratados en nuestros tutoriales previos de instalaciones eléctricas.

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Niveles de Tensión Monofásica y Trifásica en EE. UU. – NEC

En EE. UU., Canadá (siguiendo NEC y CNC) y países que siguen IEC (Reino Unido, UE, India, Pakistán, Emiratos Árabes, Arabia Saudí, Filipinas, Sudáfrica, Nigeria, Indonesia, etc.), existen diferentes niveles de tensión para aplicaciones domésticas (residenciales) y comerciales (industriales). La siguiente figura al final de esta sección ayudará a comprender fácilmente la diferencia entre los niveles de tensión monofásica y trifásica según NEC e IEC.

En EE. UU., para monofásico 120V y bifásico o 240V, el devanado secundario del transformador de distribución montado en el poste tiene toma central (center-tapped): dos hilos calientes (Hot 1 y Hot 2) y el central como Neutro. Así, la tensión entre Fase y Neutro es 120V monofásica y entre las dos fases (Hot 1 y Hot 2) es 240V monofásica (fase dividida).

Niveles de Tensión Monofásica en EE. UU.

• Línea o Fase a Neutro = 120V
• Fase a Neutro = 208V (Delta de Pata Alta / High Leg Delta)
• Dos Fases = 240V (fase dividida / split phase)
• Fase a Neutro = 277V
• Fase a Neutro = 480V

Niveles de Tensión Trifásica en EE. UU.

• Tres Fases = 208V
• Tres Fases = 240V
• Tres Fases = 480V

Es decir:

• L₁ a N = 120V, 208V, 277V u 480V – (1-F)
• L₂ a N = 120V, 208V, 277V u 480V – (1-F)
• L₃ a N = 120V, 208V, 277V u 480V – (1-F)

Y:

• L₁ a L₂ = 208V, 240V u 480V – (3-F)
• L₂ a L₃ = 208V, 240V u 480V – (3-F)
• L₃ a L₁ = 208V, 240V u 480V – (3-F)

Niveles de Tensión Monofásica y Trifásica en Reino Unido, UE – IEC

En un sistema de distribución trifásica (Conexión Estrella, es decir, 3 Fases, 4 Hilos); los transformadores de potencia y distribución pueden cablearse en Estrella (Y) o Triángulo (Delta). Por ejemplo, la configuración básica en Reino Unido es 230V/400V, donde el primario del transformador en el poste va en Delta y el secundario en Estrella (Y).

Así, la tensión entre cualquier fase y neutro es 230V monofásica, mientras que entre tres líneas son 400V trifásicos.

Niveles de Tensión Monofásica en Reino Unido y UE

• Fase a Neutro = 230V

Tensión Trifásica en Reino Unido y UE

• Fase a Fase = 400V
• Cualquier Fase a Neutro = 230V Monofásica
• Entre Tres Fases = 400V Trifásica

Es decir:

• L₁ a N = 230V – (1-F)
• L₂ a N = 230V – (1-F)
• L₃ a N = 230V – (1-F)

Y:

• L₁ a L₂ = 400V – (3-F)
• L₂ a L₃ = 400V – (3-F)
• L₃ a L₁ = 400V – (3-F)

Requisitos para la Instalación de Cableado Monofásico en Vivienda

Materiales Requeridos	Cantidad
Contador de Energía Monofásico	1
MCCB Bipolar: 63A a 100A	1
Interruptor Diferencial (ID/RCD/GFCI) Bipolar: 63A, 30mA Corriente de Disparo	3
PIAs (MCB) Bipolares: 63A	3
PIAs (MCB) Unipolares: 20A	6
PIAs (MCB) Unipolares: 16A (15A en EE. UU.)	3
PIAs (MCB) Unipolares: 10A (15A en EE. UU.)	6
Cajas para Cuadros de Distribución	3
Tiras de cobre para conexión común de PIAs	3 (Segmentos de barra colectora Cu)
Barra colectora de cobre para Enlace de Tierra	1 (Segmento de barra colectora Cu)

Cómo Cablear el Cuadro de Distribución Principal Monofásico

Para cablear e instalar una unidad de consumo monofásica para la distribución del suministro eléctrico en varias secciones de una vivienda, siga los pasos a continuación:

1. Conecte los cables de entrada Fase y Neutro (L y N) desde el poste de la compañía eléctrica al contador monofásico. Si no está seguro, consulte nuestro tutorial paso a paso sobre Cómo Cablear un Contador de Energía Monofásico.
2. Conecte los cables de entrada Fase y Neutro (L y N) al Interruptor Magnetotérmico de Caja Moldeada Bipolar "MCCB" (2 polos) como se muestra en la Fig. 1. Este actuará como interruptor general para todas las secciones de la vivienda.
3. Conecte el MCCB a los PIAs Bipolares, IDs (RCD), PIAs Unipolares respectivamente para cada sección y los cables de salida hacia los circuitos derivados y finales. Repita los mismos pasos para cada sección (3 cuadros de interruptores en nuestro caso). Asegúrese de la correcta conexión de hilos de Neutro y Fase en todo el sistema como se muestra en la Fig. 1. Si tiene dudas, los códigos de color para IEC y NEC se proporcionan abajo.
4. Ahora, conecte los dispositivos y electrodomésticos con el terminal de enlace de tierra que conduce al electrodo de tierra en el sistema de toma de tierra, como se muestra en la Fig. 1.
5. Repita los mismos pasos para los tres cuadros de distribución y unidades de consumo de otras secciones (sótano, garaje, etc.).

Si debe instalar un sistema de distribución monofásico en diferentes secciones alrededor de la vivienda (gran superficie), tenga en cuenta lo siguiente:

1. Como se muestra en la Fig. 1, utilice interruptores generales y cuadros separados para cada sección (3 secciones distintas en nuestro caso). Así, el suministro eléctrico no se interrumpirá en otras secciones si uno de los interruptores (CB o PIA) dispara por fallo (cortocircuito, etc.). Todo el sistema se apagaría de golpe si conectamos la carga de cada sección (ventiladores, luces, etc.) directamente al cuadro principal.
2. Si usamos un solo circuito en lugar de tres para cada sección, circulará alta corriente por todo el circuito si la carga de una sección aumenta, provocando sobrecalentamiento de cables y riesgo de incendio. Además, por mayor corriente, la caída de tensión aumenta y los aparatos pueden no recibir la tensión nominal, funcionando mal.
3. Use el calibre de cable adecuado y el interruptor general dimensionado. El interruptor general debe soportar la carga de todas las secciones. Lo mismo para los interruptores bipolares (DP) y unipolares (SP) en los cuadros de distribución secundarios, que deben manejar la carga (puntos de luz, lavadora, ventiladores, etc.) de la sección correspondiente para circuitos derivados y finales.

Diagramas de Instalación Eléctrica Monofásica según Códigos de Color NEC

Distribución y cableado de panel monofásico 120V y 240V en vivienda.

Distribución y cableado de panel monofásico 120V y 208V en vivienda.

Distribución y cableado de panel monofásico 120V, 208V y 240V (Delta Pata Alta) en vivienda.

Distribución y cableado de panel monofásico 277V y 480V en vivienda.

Importante: Va contra el código usar dos interruptores unipolares separados para circuitos de 208V o 240V. Si aún desea conectar dos PIAs unipolares como bipolar para 240V, las palancas de ambos deben estar unidas y conectadas (common trip), es decir, ambos deben encenderse y apagarse con la misma palanca común. Además, use el interruptor dimensionado, sección de cable, enchufes e interruptores adecuados (consulte las notas al final para calculadoras y tutoriales sobre dimensionamiento de cables, enchufes, interruptores y tomas).

Diagramas de Instalación Eléctrica Monofásica según Códigos de Color IEC

Distribución y cableado de unidad de consumo monofásica 230V en multi-secciones de vivienda.

Haga clic en la imagen para ampliar

Cableado de unidad de consumo y cuadro de distribución monofásica 230V con ID (RCD).

Cableado de unidad de consumo y cuadro de distribución monofásica 230V de Carga Dividida (Split Load).

Cableado de unidad de consumo y cuadro de distribución monofásica 230V de Doble Carga Dividida (Dual Split Load).

Importante: Según el Reglamento de Cableado IET (Institution of Engineering and Technology): 17ª Edición (BS 7671:2008 – 1: 2011), la protección mediante ID (RCD) debe proporcionarse en la unidad de consumo, excepto para sistemas de alarmas de humo e intrusión.

Cómo Conectar Cargas Monofásicas 120V en un Sistema de Distribución 1-F – NEC, EE. UU. y Canadá

No hay mucha diferencia en el cableado IEC y NEC para PIAs monofásicos y cableado asociado, excepto para 240V. En otras palabras, una carga monofásica de 120V puede conectarse directamente al PIA unipolar mediante tres hilos: Negro como Fase, Blanco como Neutro y Verde con banda amarilla o conductor desnudo como tierra de protección.

En cableado monofásico 240V, la carga se conecta al PIA bipolar mediante tres o cuatro hilos (el Neutro siempre es necesario en ese caso y depende del diseño del sistema): Negro como Fase 1, Rojo como Fase 2, Blanco como Neutro (opcional) y Verde/amarillo o desnudo para tierra.

A continuación, diagramas típicos de cableado monofásico para distribución de potencia en el hogar (EE. UU. y Canadá).

Instalación de Circuitos y PIAs Monofásicos 120V en Panel Principal

Instalación de Circuitos y PIAs Monofásicos 120V y 240V en Panel Principal

Instalación de Circuitos y PIAs Monofásicos 120V y 208V en Panel Principal

Instalación de Circuitos y PIAs Monofásicos 120V, 208V y 240V (High Leg Delta) en Panel Principal

Instalación de Circuitos y PIAs Monofásicos 277V y 480V en Panel Principal

Cómo Conectar Cargas Monofásicas 230V en un Sistema de Distribución 1-F – IEC y Reino Unido

Para cargas monofásicas (230V o 120V) como lavadoras, TV, enchufes, puntos de luz, ventiladores, etc., pueden conectarse directamente a los hilos de Fase y Neutro mediante cableado y control adecuados como se muestra a continuación. Nota: El hilo de tierra debe conectarse a cada uno de los aparatos y equipos conectados tanto a sistemas monofásicos como trifásicos para evitar descargas eléctricas y riesgos.

Cableado de carga monofásica 230V y PIA en cuadro de distribución y unidad de consumo con ID (RCD).

Cableado de carga monofásica 230V Split Load y PIA en cuadro de distribución y consumidor.

Cableado de carga monofásica 230V Dual Split Load y PIA en cuadro de distribución y consumidor.

Diagrama de Cableado del Cuadro de Distribución Monofásico en Vivienda

A continuación se muestra el diagrama de distribución de una instalación de unidad de consumo monofásica en una zona residencial.

Códigos de Color de Cableado Eléctrico – NEC e IEC

Hemos usado Rojo para Fase, Vivo o Live, Negro para Neutro y Verde para Hilo de Tierra en los diagramas típicos. Puede usar los códigos específicos de su región o los de práctica general: IEC – Comisión Electrotécnica Internacional (Reino Unido, UE, etc.) o NEC (National Electrical Code [EE. UU. y Canadá], vea el post detallado sobre Códigos de Color NEC e IEC:

NEC – EE. UU.:

Monofásico 120V CA:

• Negro = Fase (Hot) o Línea
• Blanco = Neutro
• Verde con banda Amarilla o conductor desnudo = Tierra/Protección "PG"

Monofásico 240V CA:

• Negro = Fase 1 (Hot 1) o Línea 1
• Rojo = Fase 2 (Hot 2) o Línea 2
• Blanco = Neutro
• Verde con banda Amarilla o conductor desnudo = Tierra/Protección "PG"

Trifásico 208V y 240V CA (Delta Pata Alta):

• Azul = Fase 1 (Hot 1) o Línea 1
• Naranja = Fase 2 (Hot 2) o Línea 2 (central)
• Negro = Fase 3 (Hot 3) o Línea 3
• Blanco = Neutro
• Verde con banda Amarilla o conductor desnudo = Tierra/Protección "PG"

Trifásico 277V y 480V CA:

• Amarillo = Fase 1 (Hot 1) o Línea 1
• Naranja = Fase 2 (Hot 2) o Línea 2 (central)
• Marrón = Fase 3 (Hot 3) o Línea 3
• Blanco = Neutro
• Verde con banda Amarilla o conductor desnudo = Tierra/Protección "PG"

IEC y Reino Unido:

Monofásico 230V CA:

• Marrón = Fase o Línea
• Azul = Neutro
• Verde o Verde con banda Amarilla = Tierra o Tierra de Protección "PE"

Trifásico 400V:

• Marrón = Fase 1
• Negro = Fase 2
• Gris = Fase 3
• Azul = Neutro
• Verde o Verde con banda Amarilla = Tierra o hilo de tierra como protección (PE).

Como referencia, aquí están los Códigos de Color ANTIGUOS del Reino Unido (Antes de 2004), aún aplicables en otros países como India, Pakistán, Emiratos Árabes, Arabia Saudí y otros países árabes.

400V Trifásico

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

230V Monofásico

• Rojo = Fase
• Negro = Neutro
• Verde = Tierra o hilo de tierra.

Precauciones Generales e Instrucciones

• La electricidad es nuestra amiga y enemiga a la vez; si le da la oportunidad de matarle, no la desaprovechará. Lea todas las precauciones e instrucciones antes de realizar este tutorial en la práctica.
• Desconecte la alimentación (y verifique que está realmente APAGADA) antes de manipular, reparar o instalar equipos eléctricos. Para ello, apague el interruptor general en la unidad de consumo o cuadro de distribución principal.
• Nunca se pare o toque partes mojadas o metálicas mientras repara o instala.
• Lea atentamente todas las precauciones e instrucciones y sígalas estrictamente al realizar este tutorial o cualquier otro trabajo práctico relacionado con electricidad.
• Siempre use el cable y conductor de tamaño adecuado, enchufes e interruptores de tamaño correcto y interruptores magnetotérmicos (PIA) de calibre idóneo. Puede usar calculadoras de sección de cable para encontrar el calibre correcto.
• Nunca intente manipular la electricidad (es peligrosa y puede ser mortal) sin la guía y cuidado adecuados. Realice la instalación y reparación en presencia de personas experimentadas con amplio conocimiento y buena práctica.
• Realizar su propio trabajo eléctrico es peligroso e ilegal en algunos casos. Contacte con un electricista autorizado o la compañía suministradora antes de modificar conexiones de cableado eléctrico.
• El cuadro de distribución no debe instalarse a más de 2,2 metros (84 pulgadas = 7 pies) mientras que el interruptor de desconexión debe instalarse a 1,82 metros (72 pulgadas = 6 pies) del suelo, debe estar protegido de la corrosión y alejado de zonas húmedas. Todos los cables deben estar cubiertos dentro del cuadro (no deben colgar fuera). Finalmente, debe haber una señal de seguridad cerca del cuadro de distribución.
• El autor no se hace responsable de pérdidas, lesiones o daños derivados del uso de esta información o si intenta algún circuito en formato incorrecto. ¡Por favor, tenga cuidado porque se trata de electricidad y la electricidad es demasiado peligrosa!

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