Cableado profesional de un disyuntor GFCI trifásico de 3 polos para paneles de 3 Φ

Cómo instalar un disyuntor GFCI trifásico de 3 polos con y sin neutro

Se utiliza un disyuntor de circuito de falla a tierra (GFCI) trifásico de 3 polos para brindar protección contra falla a tierra para cargas trifásicas alimentadas desde una estrella (Y) de 4 cables, trifásica de 120/208 V o cualquier otro sistema de suministro trifásico. Estos disyuntores se instalan comúnmente en paneles de distribución comerciales e industriales para proteger equipos como motores, unidades HVAC, electrodomésticos de cocina comerciales, bombas y receptáculos especiales ubicados en ambientes húmedos o peligrosos.

A diferencia de los disyuntores tripolares estándar, un disyuntor GFCI de 3 polos monitorea continuamente la suma vectorial de corriente en todos los conductores de fase (y neutro, si está presente). Si se detecta un desequilibrio que excede el umbral de disparo del GFCI, indica una fuga de corriente a tierra, por lo tanto, el disyuntor GFCI se dispara y desconecta todos los conductores no conectados a tierra simultáneamente.

Características:

• Número de polos: 3 polos:se conecta a tres líneas (L1, L2 y L3), es decir, todos los conductores activos Hot 1, Hot 2 y Hot 3 (negro, rojo y azul). Todas las líneas están unidas mecánica y eléctricamente.
• Voltaje: Funciona y protege circuitos derivados trifásicos de 208 V, 240 V, 480 V o 600 V. (Línea a línea).
• Clasificación de amperaje: Comúnmente disponible en 15 A a 100 A con 65 kA de clasificación de interrupción y protección de 5 mA a 30 mA en gabinetes para exteriores NEMA 1 y NEMA 3R.
• Cableado: Tres conductores calientes del disyuntor, un cable de tierra (+ un neutro si es necesario) de la barra colectora de tierra/neutro se conectan al circuito derivado trifásico en un suministro de 120 V o 240 V. El cable flexible blanco incorporado en el disyuntor GFCI siempre se conecta a la barra colectora neutra en el panel principal.
• Operación: Se dispara cuando hay una sobrecarga, un cortocircuito o una falla a tierra, incluso en una sola línea, y dispara todos los conductores sin conexión a tierra a la vez.
• Aplicación: Se utiliza según los requisitos de NEC para cargas pesadas, es decir, motores, HVAC, encimeras comerciales, soldadoras, compresores de aire, tomacorrientes/receptáculos y electrodomésticos industriales, especialmente ubicados en áreas exteriores o húmedas.

Requisitos NEC para la instalación de GFCI

NEC 210.8(A) requiere protección con interruptor de circuito de falla a tierra (GFCI) para circuitos derivados y receptáculos instalados en ubicaciones específicas. Estas ubicaciones incluyen, entre otras, baños, garajes, áreas al aire libre, sótanos, cocinas, áreas de lavandería, piscinas, spas y otros espacios similares identificados por el Código.

Según NEC 210.8(B) para unidades no residenciales, todos los receptáculos alimentados por circuitos derivados trifásicos con clasificación de 150 V o menos a tierra y 100 A o menos deben tener protección GFCI.

Además, según NEC 210.8(D) para aparatos específicos, se requiere protección GFCI para circuitos derivados o tomacorrientes (incluidos equipos cableados) que suministran aparatos específicos con una clasificación de 150 V o menos a tierra y 60 A o menos, ya sean monofásicos o trifásicos.

Además, el NEC exige protección GFCI para diversas ocupaciones, equipos e instalaciones especiales en todo el Código. Las secciones relevantes incluyen, entre otras, los Artículos 210.8, 406.3, 424.44, 426.28, 427.22, 511.12, 517.17, 517.20, 525.23, 530.44, 547.28, 555.35, 620.6, 625.54, 680.5, 680.21, 680.22, 680.23, 680.27, 680.32, 680.43, 680.44, 680.51 a 680.59, 680.62 y 680.71.

Cableado de un disyuntor GFCI trifásico de 3 polos

Para instalar o reemplazar un disyuntor GFCI trifásico de 3 polos en un panel trifásico, siga los siguientes sencillos pasos.

Paso 1:desconecte la fuente de alimentación principal

Desenergice el panel y aplique bloqueo/etiquetado antes de trabajar. Verifique la ausencia de voltaje en todas las barras colectoras utilizando un probador sin contacto. Nunca toque las terminales de servicio entrantes; permanecen energizados a menos que la desconexión aguas arriba esté abierta.

Paso 2:Verificar la configuración del panel

Confirme que el panel esté clasificado para 120/208 V, trifásico, estrella de 4 cables, 120/208/240 V (pierna alta) o cualquier otro sistema de suministro trifásico como 480 V o 600 V.

El centro de carga trifásico está equipado con barras colectoras trifásicas (A-B-C), es decir, L1, L2 y L3 y una barra colectora neutra/tierra donde está conectado a tierra y conectado en la desconexión del servicio (no en los subpaneles).

Paso 3:Instale el disyuntor GFCI de 3 polos

Los disyuntores GFCI de 3 polos se ajustan a 3 barras colectoras y extraen corriente de cada barra colectora. Monte el disyuntor en las barras colectoras de la fase A-B-C. Asegúrese de que el disyuntor se asiente completamente y bloquee en su lugar.

Paso 4:Conecte los conductores de fase (lado de carga)

Conecte los conductores de carga de la siguiente manera:

• Fase A (L1) al terminal del disyuntor A
• Fase B (L2) al terminal B del disyuntor
• Fase C (L3) al terminal C del disyuntor

Apriete todos los terminales al par especificado por el fabricante.

Paso 5:Conexión a tierra y neutro (si es necesario)

Para cargas trifásicas de 208 V, 3 polos, 3 hilos sin neutro, el conductor neutro no llega a la carga.

Para cargas de 208/240 V, trifásicas, tripolares y de 4 hilos con neutro, el conductor neutro desde el terminal del disyuntor (no desde la barra colectora neutra) va hasta la carga.

El cable flexible neutro blanco o gris integrado en el GFCI no es una carga neutra, alimenta los componentes electrónicos del GFCI, por lo tanto, debe conectarse a la barra colectora neutra.

Como última conexión de cables, conecte el conductor de puesta a tierra del equipo (EGC) desde la carga a la barra colectora de tierra en el panel principal trifásico.

Paso 6:Probar/Descansar y Verificar

Restablezca la energía y encienda el disyuntor. Presione el botón TEST en el disyuntor GFCI para verificar el funcionamiento adecuado, ya que debe dispararse inmediatamente. Reinicie el disyuntor después de una prueba exitosa.

Diagrama de cableado de un disyuntor GFCI trifásico, de 3 polos y de 3 hilos en un panel de 3 Φ, 120/208 V

El siguiente diagrama de cableado muestra un disyuntor GFCI trifásico de 20 A, 208 V, 3 polos sin neutro en un panel de 120/208 V utilizado para proteger un aparato trifásico de 208 V.

En un sistema de 120/208 V, el cable flexible neutro aún debe estar conectado al neutro del panel. Si no es necesario, no es necesario conectar el neutro de carga a un circuito de 208 V.

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Un panel en Y trifásico de 3 cables y 120/208 V ofrece:

• L1 a L2 =208 V – Monofásico
• L2 a L3 =208 V – Monofásico
• L1 a L3 =208 V – Monofásico
• L1, L2 o L3 (cualquiera 1 activo) a neutro =120 V – monofásico
• L1, L2 y L3 =208V – Trifásico

Los códigos de colores utilizados para conductores calientes en 120/208V son los siguientes:

• L1 =Negro
• L2 =Rojo
• L3 =Azul
• Neutro =Blanco / Gris
• Suelo =Desnudo o Verde/con franja amarilla

Diagrama de cableado de un disyuntor GFCI trifásico, de 3 polos y de 4 hilos en un panel de 3 Φ, 120/208 V

El siguiente diagrama de cableado muestra un disyuntor GFCI trifásico de 100 A, 208 V, 3 polos con neutro utilizado para proteger un circuito derivado trifásico de 208 V.

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Se utiliza la misma configuración de cableado para conectar un receptáculo NEMA 18-60 clasificado para funcionamiento trifásico, 208Y/120V. El receptáculo sin conexión a tierra se alimenta a través de un disyuntor GFCI de 3 polos con un conductor neutro, como se muestra a continuación.

Diagrama de cableado de un disyuntor GFCI trifásico, de 3 polos y de 4 hilos en un panel de 3 Φ, 120/208/240 V (delta de tramo alto)

El siguiente diagrama de cableado muestra un disyuntor GFCI trifásico, tripolar y de 80 A con neutro utilizado en un panel de 120/208/240 V (delta de tramo alto) para proteger un circuito de carga trifásico de 240 V.

En un sistema de 120/240 V, el cable flexible neutro aún debe estar conectado a la barra colectora neutral del panel. Si no es necesario, no es necesario conectar el neutro de carga a un circuito de 240 V.

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Un sistema Delta de tramo alto (120/208/240 V, trifásico de 4 cables) ofrece:

• L1 a L2 =240 V – Monofásico
• L2 a L3 =240 V – Monofásico
• L1 a L3 =240 V – Monofásico
• L1 o L3 a Neutro =120 V – Monofásico
• L1, L2 y L3 =240V – Trifásico
• L2 (pierna alta) a neutro ≈ 208 V – Monofásico

Los códigos de color utilizados para conductores calientes en delta de tramo alto de 120/208/240 V son los siguientes:

• L1 =Negro
• L2 =Naranja (pata alta o salvaje)
• L3 =Azul
• Neutro =Blanco / Gris
• Suelo =Desnudo o Verde/con franja amarilla

Además, la siguiente configuración de cableado ilustra la conexión de un receptáculo NEMA 15-60 clasificado para funcionamiento trifásico de 120/208/240 V. El receptáculo se alimenta a través de un disyuntor GFCI tripolar, sin conductor neutro, como se muestra a continuación.

Es bueno saberlo:

• El cableado de un disyuntor tripolar en un panel Delta de tramo alto (120/208/240 V) requiere atención cuidadosa debido al tramo alto (palo salvaje), que transporta un voltaje más alto (208 V a neutro).
• No utilice L2 (tramo alto o tramo de potencia) para circuitos de 120 V porque el tramo de alimentación al neutro mide 208 V (monofásico)
• La marca de la pierna alta debe ser clara. El tramo alto (L2) debe ser naranja y estar colocado en la fase central del panel según NEC 110.15 y 408.3(E).

Instrucciones, precauciones y códigos

• El tamaño de cable adecuado para los conductores de fase se determina utilizando la tabla NEC – 310.16.
• El conductor de puesta a tierra del equipo (EGC) está dimensionado según la tabla NEC 250.122.
• La clasificación y el tamaño del disyuntor deben coincidir o exceder la carga o los receptáculos calculados según el artículo 210.21(B)(2) y 430 de NEC (si son circuitos de motor).
• Con un disyuntor/GFCI de 3 polos, los tipos de cable apropiados incluyen THHN/THWN-2 (cobre, aluminio o aluminio revestido de cobre). Utilice THHN/THWN-2 para interior (conducto), THWN-2 o XHHW-2 para exteriores o lugares húmedos, o cable flexible SOOW (interior/exterior), cable tipo SER o MC para cable de alimentación y tipo UF-B o USE-2 para alimentador subterráneo.

Advertencia:

• Asegúrese de desconectar el suministro de energía apagando el disyuntor en el panel principal antes de realizar cualquier trabajo eléctrico.
• Si no está seguro, comuníquese con un electricista autorizado para que lo haga de acuerdo con los códigos de área locales.
• 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 el formato incorrecto. ¡Así que por favor! Ten cuidado porque la electricidad es demasiado peligrosa.

Recursos:

Instalaciones de cableado de disyuntores estándar y disyuntores GFCI

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• Cómo conectar un disyuntor de 2 polos
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