Guía Experta para Cablear Paneles Principales 208V y 120V Monofásicos y Trifásicos

Instalación de Cableado de Circuitos e Interruptores Monofásicos y Trifásicos, 120V y 208V en Panel Principal de Servicio

En EE. UU., 208V monofásico y trifásico es uno de los niveles de tensión estándar usados para aplicaciones comerciales. Puede derivarse de la configuración Estrella-Estrella (Estrella a Estrella), Delta-Estrella o Delta de Pata Alta de los devanados primario y secundario del transformador.

En esta publicación, consideraremos la conexión Estrella-Estrella para el cableado del panel de distribución monofásico y trifásico de 208V y adicionalmente 120V monofásico. El otro tipo de conexión se discutirá en próximas publicaciones.

Generalmente, los proveedores de suministro eléctrico instalan tres transformadores para obtener niveles de tensión de suministro de 208V y 120V. El lado primario de estos tres transformadores reductores está conectado al suministro de 7.2kV. Los transformadores reducen el nivel de tensión a los 208V y 120V deseados aplicables a edificios comerciales e instalaciones industriales.

En este tipo de configuración, los siguientes niveles de tensión están disponibles desde los transformadores comerciales.

• 208V Trifásico, 4 Hilos (Tres hilos calientes + Hilo de tierra)
• 208V Monofásico, 3 Hilos (Dos hilos calientes + Hilo de tierra)
• 120V Monofásico, 3 Hilos (Un hilo caliente + Hilo neutro + Hilo de tierra)

Esta es la configuración general y puede variar (es decir, el cableado posterior depende del requerimiento del aparato), por ejemplo, el hilo neutro puede ser necesario en circuitos monofásicos y trifásicos de 208V como se muestra en la figura siguiente.

La energía trifásica del secundario del transformador de distribución a través de cables aislados entra en la caja del medidor y el interruptor de seguridad y finalmente entra en el panel principal de distribución. Cada línea o hilo caliente conecta a una barra colectora separada en la caja del panel para distribución posterior. Interruptores automáticos de tres, dos y un polo pueden encajarse (es decir, pistas metálicas sostienen el IA firmemente) sobre tres barras colectoras que toman caliente de cada barra colectora.

En sistemas de cableado de 120V y 208V, 1-Fase y 3-Fase, los niveles de tensión disponibles son los siguientes dentro del panel principal de interruptores.

• Tensión entre tres hilos calientes (caliente 1, caliente 2 y caliente 3) = 208V Trifásico
• Tensión entre cualquier dos hilos calientes = 208V Monofásico
• Tensión entre cualquier hilo caliente y Neutro = 120V Monofásico.

Casi todas las cajas de panel diseñadas para Estrella y Delta por diferentes fabricantes son iguales, es decir, hay barras colectoras calientes para interruptores de tres polos y una barra colectora separada para Neutro y Tierra. Tenga en cuenta que todos los paneles de 208V-120V tienen el hilo neutro, especialmente en configuración Estrella, excepto si no hay necesidad de usar sistema monofásico de 120V o motores trifásicos especiales (como bomba de aguas residuales) que no necesitan hilo neutro.

Además, hay algunos casos en conexión Delta donde no se necesita neutro. Excepto esto, la tierra es necesaria en casi todas las configuraciones (ya sea Delta o Estrella), sin importar si el hilo neutro es necesario en el cableado o no aplicable a los circuitos.

• Artículo Relacionado: ¿Cómo Cablear 277V y 480V, 1-Fase y 3-Fase, Panel Principal de Servicio Comercial?

Cómo Cablear Circuitos e Interruptores Trifásicos de 208V

El siguiente tutorial muestra cómo cablear la instalación de caja de interruptores trifásicos de 208V en apartamentos comerciales o residenciales aplicables.

Como se muestra en la figura, un interruptor automático de tres polos está conectado a tres barras colectoras calientes (tres líneas o hilos calientes). Los tres hilos calientes salientes del interruptor automático tripolar, tierra (así como neutro si es necesario) se conectan a la carga trifásica como motor trifásico de 208V.

Si lo permiten los códigos locales, puede usar tres interruptores automáticos monopolar para circuitos trifásicos de 208V si todos están conectados a barras colectoras calientes separadas y los interruptores principales de todos los IA están conectados juntos (un interruptor debe encender/apagar todos los interruptores a la vez). Hemos mostrado este caso en la figura anterior.

En aparatos trifásicos de 208V, puede necesitar cuatro o cinco hilos donde tres son calientes y el resto son tierra y neutro. Por ejemplo, puede conectar tomas de 4-polosos, 4 hilos, sin tierra como 18-15R, 18-20R, 18-30R, 18-50R, 18-60R, L18-20R, L18-30R, etc. Estas tomas pueden conectarse sin hilos neutros. Lo mismo ocurre para protectores de sobretensión AG208C3 y puede seguir la misma conexión de cableado, es decir, cuatro hilos sin neutro. En algunos casos, se necesita neutro con tierra. Consulte el manual del usuario para la conexión adecuada.

Por otro lado, tomas de 5-polosos, 5 hilos, con tierra pueden conectarse a los tres hilos calientes y neutro + tierra como L21-20R y L21-30R, etc.

Cómo Cablear Circuitos e Interruptores Monofásicos de 208V

El siguiente tutorial muestra cómo cablear la instalación de caja de interruptores monofásicos de 208V para usos comerciales.

Como se muestra en la figura, conecte un interruptor automático bipolar a cualquier dos barras colectoras calientes (Caliente 1 y Caliente 2, o Caliente 2 y Caliente 3 o Caliente 3 y Caliente 1). Los dos hilos calientes salientes del interruptor automático bipolar, tierra (así como neutro si es necesario) se conectan a la carga monofásica como calentador de agua de 208V.

Hay un caso específico donde puede usar interruptores automáticos de tres polos para circuitos y cargas monofásicos de 208V. Para ello, simplemente conecte los dos hilos calientes de salida del IA y conéctelos al punto de carga. Conecte el neutro también si es necesario. De esta forma, un interruptor automático de tres polos alimentará un circuito monofásico de 208V como se muestra en la figura anterior.

Buena práctica: Es una buena práctica mantener el sistema en todos los sistemas trifásicos lo más equilibrado posible para una operación confiable de los transformadores. Si solo se instalan interruptores de tres polos en la caja de interruptores trifásica, es fácil manejar el sistema desequilibrado, pero la situación es compleja si se instalan interruptores de tres polos, dos polos y un polo.

Por ejemplo, un interruptor monofásico de 120V consumirá muy poca potencia comparado con el circuito de calentador de agua trifásico. De esta forma, uno de los transformadores suministrará más potencia comparado con los otros dos transformadores.

De manera similar, si la mayoría de los interruptores están instalados en la misma barra colectora, ocurrirá el mismo problema de sistema desequilibrado. Mientras que la gerencia intenta mantener la carga equilibrada y el mismo flujo de amperios en cada hilo caliente para una operación confiable de la planta de generación y sistema de distribución.

En caso de desequilibrio de tensión, el punto común en conexión Estrella (conocido como neutro que lleva la corriente resultante) se pone correctamente a tierra (sistema de puesta a tierra). Esto es porque las cargas no están prácticamente equilibradas como en casos ideales. Además, el tamaño del hilo neutro es menor que los tres hilos calientes (consulte los códigos de área local para más detalles).

Cómo Cablear Circuitos e Interruptores Monofásicos de 120V en Panel de 208V

El siguiente tutorial muestra cómo cablear la instalación de caja de interruptores monofásicos de 120V en caso de panel trifásico de 208V para aplicación residencial como iluminación o ventilador de techo, etc.

Como se muestra en la figura siguiente, conecte un interruptor automático monopolar a cualquier barra colectora caliente (Caliente 1, Caliente 2 o Caliente 3). El hilo caliente saliente del interruptor automático monopolar, neutro e hilo de tierra se conectan a la carga monofásica como toma de 120V, bombilla o ventilador de techo, etc.

Tenga en cuenta que en algunos casos, puede usar un interruptor de tres polos para monofásico de 120V si solo saca un solo hilo caliente de la salida del interruptor y conecta el hilo neutro de la barra colectora de neutro al punto de carga. Esto debe ser de acuerdo con la capacidad de amperaje del dispositivo conectado.

Cómo Cablear Cargas de 120V y 208V, 1-Fase y 3-Fase

La siguiente figura muestra las tres posibles conexiones de cableado en configuración trifásica de 208V.

• Un motor trifásico de 208V está conectado a las tres barras colectoras calientes más neutro y tierra.
• Un calentador de agua monofásico de 208V está conectado a caliente 1 y caliente 2 más hilo de tierra.
• Una toma estándar monofásica de 120V está conectada a caliente 1, neutro e hilo de tierra.
• Una toma L21-20R de 208V trifásica, 20A, está conectada a los tres hilos calientes más tierra y neutro.

Códigos de Color de Cableado para 208V:

En este tutorial, hemos usado diferentes colores de hilos solo para fines de ilustración. Por favor, siga los Códigos Eléctricos Nacionales, es decir, códigos de color de cableado NEC u otros códigos de color de área local.

Para circuitos monofásicos y trifásicos de 208V, hemos usado los códigos de color NEC + práctica general como sigue.

• Negro = Caliente 1 o Línea 1
• Rojo = Caliente 2 o Línea 2
• Azul = Caliente 3 o Línea 3
• Blanco = Hilo Neutro
• Verde = Conductor Desnudo como hilo de tierra

Los colores recomendados para hilos calientes en un sistema trifásico de 208V son Negro, Rojo y Azul para tres hilos calientes. Si se ha usado un hilo blanco en 208V para hilo caliente que transporta tensión, debe cubrirse con una banda negra o una cinta enrollada alrededor. De esta forma, puede identificarse fácilmente como hilo caliente usado como tal, y no como hilo neutro.

No use verde, verde con raya amarilla o conductor desnudo para hilos que transportan tensión. Use solo y exclusivamente cable de cobre para reducir la resistencia y el calor en lugar de hilos de aluminio en el cableado de la caja del panel principal.

Precauciones de Seguridad

• Desconecte la fuente de energía (y asegúrese de que esté realmente APAGADA) antes de dar servicio, reparar o instalar equipos eléctricos. Para ello, apague el interruptor principal en la caja del panel principal.
• Nunca se pare o toque partes mojadas y metálicas mientras repara o instala.
• Lea cuidadosamente todas las precauciones e instrucciones y sígalas estrictamente al hacer este tutorial o cualquier otro trabajo práctico relacionado con trabajos eléctricos.
• Siempre use el cable y alambre del tamaño correcto, tomas e interruptores de tamaño adecuado y tamaño apropiado de interruptores automáticos. También puede usar la calculadora de tamaño de cable y alambre para encontrar el calibre correcto.
• Nunca intente jugar con la electricidad (ya que es peligrosa y puede ser mortal) sin la guía y cuidado adecuados. Realice la instalación y reparación en presencia de personas experimentadas con vasto conocimiento y buena práctica que sepan cómo tratar con la electricidad.
• Hacer su propio trabajo eléctrico es peligroso así como ilegal en algunos casos. Contacte al electricista licenciado o al proveedor de suministro eléctrico antes de practicar cualquier cambio/modificación en conexiones de cableado eléctrico.
• El autor no será responsable por ninguna pérdida, lesión o daño derivado de la visualización o 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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