Instalación de un disyuntor GFCI bipolar en un panel de 120/240 V:una guía de cableado completa y segura

Cómo instalar un disyuntor GFCI 2-P, 20 A – 240 V para circuitos derivados

Disyuntor GFCI de 2 polos

Se utiliza un disyuntor GFCI (interruptor de circuito de falla a tierra) bipolar para proporcionar protección contra sobrecorriente y protección contra falla a tierra para cargas de 240 V o circuitos derivados de múltiples cables (MWBC) de 120/240 V. Las aplicaciones típicas incluyen calentadores de agua eléctricos, jacuzzis, spas, equipos HVAC, bombas para piscinas y ciertos circuitos de receptáculos en lugares húmedos o al aire libre según los requisitos de NEC.

A diferencia de los disyuntores estándar de 2 polos, un disyuntor GFCI de 2 polos monitorea continuamente el equilibrio de corriente entre los conductores sin conexión a tierra (calientes) y el conductor neutro. Si se detecta un desequilibrio superior a 5 mA, indica que hay una fuga de corriente a tierra, por lo tanto, el disyuntor GFI se dispara instantáneamente para reducir el riesgo de descarga eléctrica.

Un disyuntor GFCI se diferencia de un disyuntor estándar. Protege circuitos de 240 V (dos conductores calientes de 120 V suministrados desde Hot 1 o Hot 2) y ofrece protección contra sobrecorriente y fallas a tierra.

Un GFCI 2-P requiere una conexión neutral al disyuntor, es por eso que tiene un cable flexible blanco incorporado que se conecta a la barra colectora neutral en el panel principal. En el caso de circuitos de 120/240 V (como la serie NEMA 14, por ejemplo NEMA 14-50), el neutro del lado de carga está conectado al GFCI, no a la barra colectora neutra en el panel principal. Si no se requiere el neutro del lado de carga en un circuito de 240 V (como un receptáculo NEMA 6-20), solo el cable flexible blanco se conecta a la barra colectora neutra. De esta manera, un GFCI protege todo el circuito derivado, no solo los receptáculos individuales. En resumen, un GFCI proporciona protección contra sobrecorriente y falla a tierra.

Un disyuntor GFCI de 2 P requiere una conexión neutral para funcionar correctamente. Por este motivo, está equipado con un conductor pigtail blanco incorporado, que debe conectarse a la barra de neutro del panel principal.

En circuitos de 120/240 V (como los que suministran receptáculos de la serie NEMA 14 (p. ej., NEMA 14-50), el conductor neutro del lado de carga debe terminar en el terminal neutro del disyuntor GFCI, no en la barra colectora neutra del panel. Esto permite que el GFCI monitoree el equilibrio de corriente entre los conductores sin conexión a tierra (vivos) y el conductor neutro.

Para circuitos de 240 V que no requieren un neutro (como los que suministran un receptáculo NEMA 6-20), la única conexión neutra es el cable flexible blanco que va del disyuntor GFCI a la barra colectora neutra. En este caso no se utiliza ningún conductor neutro del lado de carga.

Con este método de cableado, el disyuntor GFCI proporciona protección contra falla a tierra para todo el circuito derivado en lugar de solo para receptáculos individuales. En resumen, un disyuntor GFCI proporciona protección contra sobrecorriente (como un disyuntor) y protección contra falla a tierra para el personal.

Características:

• Número de polos: 2 polos:se conecta a dos líneas (L1 y L2), es decir, ambos conductores calientes (negro y rojo). Ambas líneas están unidas mecánica y eléctricamente.
• Voltaje: Opera y protege circuitos derivados de 240 V. (Línea a línea).
• Clasificación de amperaje: Comúnmente disponible en 15A, 20A, 25A y 30A.
• Cableado: Dos 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 en un suministro de 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 en uno o ambos conductores calientes.
• Aplicación: Se utiliza según los requisitos de NEC para iluminación estándar, enchufes, receptáculos, enchufes y electrodomésticos de carga pequeña a mediana ubicados en áreas exteriores o húmedas.

Requisitos NEC para GFCI

NEC 210.8(A) requiere protección con interruptor de circuito de falla a tierra (GFCI) para receptáculos monofásicos de 125 a 250 voltios, de 15 y 20 amperios instalados en ubicaciones específicas. Estas ubicaciones incluyen, entre otras, baños, garajes, áreas al aire libre, sótanos, cocinas, áreas de lavandería y espacios similares identificados por el Código.

De acuerdo con NEC 210.8(A), tanto las unidades residenciales como las no residenciales deben proporcionar protección GFCI para todos los tomacorrientes y receptáculos de 120/240 voltios instalados en las ubicaciones enumeradas en 210.8(A)(1) a 210.8(A)(11). Este requisito se aplica a circuitos derivados monofásicos con capacidad nominal de 150 voltios o menos a tierra.

Además, se requiere protección GFCI para diversas ocupaciones y equipos como se especifica en todo el NEC. Las secciones relevantes del Código 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 bipolar en un panel de 120/240 V

Para instalar o reemplazar un disyuntor GFCI 2-P en un panel monofásico de 120/240 V, siga los siguientes sencillos pasos.

Paso 1:Desenergice el panel: Apague el interruptor principal o el disyuntor principal y verifique la ausencia de voltaje utilizando un probador sin contacto.

Advertencia: Nunca toque los conductores de entrada de servicio ni las terminales del disyuntor principal, ya que permanecen energizados incluso cuando el disyuntor principal está APAGADO.

Paso 2:Instale el disyuntor: Los disyuntores GFCI son específicos del fabricante, como Square D – Q/Homeline o BR/CH, etc. Asegúrese de que el disyuntor esté listado y aprobado para el modelo de panel. Cuando esté seguro, coloque el disyuntor en ambas barras colectoras para que enganche L1 y L2.

Paso 3:conecte los cables de la siguiente manera:

• Vivo 1 (L1) como cable negro al terminal 1 del disyuntor
• Vivo (L2) como cable rojo al terminal 2 del disyuntor
• Cargue el neutro como cable blanco al terminal neutro del disyuntor GFCI (si está presente)
• Coleta enrollada blanca del disyuntor a la barra colectora neutra en el panel
• Tierra del equipo (EGC) como conductor de cobre verde o desnudo a la barra colectora de tierra en el panel

Paso 4:Prueba y reinicio: Vuelva a colocar la cubierta del panel y restablezca la energía. Para probar e inspeccionar;

• Presione el PRUEBA botón en el disyuntor GFCI. El interruptor debe dispararse inmediatamente.
• Reinicie el disyuntor y verifique el funcionamiento adecuado de la carga.

Se puede instalar un disyuntor GFCI de 2 polos en un sistema monofásico de 3 cables de 120/240 V CA, en la porción de 120/240 V CA de un sistema trifásico de 4 cables de 240/120 V (pierna alta) o en un sistema trifásico de 4 cables de 208 Y/120 V.

Para un disyuntor GFCI de 2 polos, no se requiere una carga neutra en circuitos de 240 V. Sin embargo, la línea blanca neutra (pigtail) debe estar conectada al neutro del panel para que el dispositivo funcione correctamente.

Para circuitos de 120/240 V donde se requiere neutro, el neutro de carga debe conectarse desde el terminal neutro del GFCI, no desde la barra colectora neutra.

Cableado de 240 V, disyuntor GFCI de 2 polos sin neutro

En el diagrama de cableado proporcionado, se instala un disyuntor GFCI bipolar de 15 A, 240 V para proteger un receptáculo de 15 A, 250 V (NEMA 6-15R). De acuerdo con la tabla 310.16 de NEC, el tamaño de conductor adecuado para un circuito derivado de 15 A que alimenta un receptáculo NEMA 6-15R es cobre #14 AWG. El conductor de conexión a tierra del equipo (EGC) también debe ser #14 AWG, como se especifica en la tabla NEC 250.122.

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Cableado del disyuntor GFCI 2-P, 15 A-240 V

Cableado de 120/240 V, disyuntor GFCI de 2 polos con neutro

En el diagrama de cableado proporcionado, se conecta un disyuntor GFCI bipolar de 50 A, 120/240 V para proteger un receptáculo de 50 A, 120/250 V (NEMA 14-50R). Como los circuitos necesitan un cable neutro, el neutro del lado de carga se conecta desde el terminal neutro del GFCI, no desde la barra colectora neutra en el panel principal.

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De manera similar, el siguiente diagrama de cableado muestra cómo instalar un disyuntor GFCI de 2 polos y 40 A en un panel de spa de 120/240 V para jacuzzi. Como se mencionó anteriormente, el cable neutro blanco del lado de carga de GFCI no es necesario para la mayoría de los circuitos dedicados de 240 V y 208 V. Si es necesario según los requisitos del circuito, el neutro del lado de carga se conecta desde el terminal neutro GFCI. Mientras tanto, el pigtail blanco incorporado debe conectarse a la barra neutra del panel principal.

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Además, el siguiente diagrama de cableado ilustra la instalación de una caja de panel de spa que contiene un disyuntor GFCI bipolar de 50 A, 120/240 V. El panel del spa se alimenta aguas abajo de un disyuntor bipolar estándar de 50 A instalado en el panel principal de 120/240 V.

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Excepto por el ejemplo de 20 A que se muestra, se puede instalar un disyuntor GFCI de 2 polos para otras clasificaciones de circuito y puede alimentar varios receptáculos NEMA utilizados en sistemas monofásicos de 240 V o 120/240 V como:

• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para tomacorriente de 15 A – 250 V
• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para tomacorriente de 20 A – 250 V
• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para receptáculo de 20 A – 125/250 V
• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para receptáculo de 30 A – 250 V
• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para receptáculo de 30 A – 125/250 V
• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para receptáculo de 50 A – 250 V
• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para 50 A y 40 A – Spa y jacuzzi de 120/240 V
• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para receptáculo de 50 A – 125/250 V
• Cableado de un disyuntor GFCI de 2 polos para receptáculo de 60 A – 125/250 V

Es bueno saberlo:

• El voltaje entre L1 y L2, es decir, dos Hots, p.e. Caliente 1 y Caliente 2 =240 V fase a fase.
• Para cargas de 240 V sin neutro, el terminal neutro (si está presente) del disyuntor no se utiliza (como los receptáculos NEMA 6-15. 6-20).
• Para carga de 120/240 V con neutro, el terminal neutro del disyuntor está conectado al neutro de la carga (no a la barra colectora neutra en el panel principal), como NEMA 14-30. 14-50 receptáculos.

Instrucciones, precauciones y códigos

• Según la Tabla NEC – 310.16, Tabla – 210.24(1) y NEC 240.4(D)(4), el tamaño de cable adecuado es cobre 12 AWG (o aluminio #10 AWG) para usar con un tomacorriente de 20 A y protegido por un GFCI/disyuntor de 20/120 V.
• Según la tabla NEC 250.122, utilice el mismo tamaño de cable de cobre #12 AWG para tierra (EGC).
• El tamaño correcto del disyuntor es un disyuntor bipolar de 20 A o GFCI para un tomacorriente de 20 A-125 V – NEC 210.21(B)(2).
• Para un circuito GFCI de 2 polos y 20 A, puede usar NM-B (Romex) para ubicaciones interiores y secas, UF-B para tendidos exteriores o subterráneos, y conductores THHN/THWN cuando se instalan en conductos.
• Se puede utilizar un GFCI/disyuntor bipolar de 20 A para una carga continua de 16 A (que dura 3 horas o más) y una carga no continua máxima de 20 A:210.19(A), 210.20(A), 215.2(A), 215.3 y 230.42(A).
• Un disyuntor/GFCI de 2 polos y 20 amperios a 240 voltios puede manejar una carga no continua de 4800 vatios (20 A × 240 V). Para uso continuo, limite la carga a aproximadamente 3840 vatios (80 % de 1800 W).
• No utilice un tomacorriente de 20 A en un disyuntor de 15 A. Si hay más de un receptáculo en el mismo circuito, se le puede permitir usar un tomacorriente de 15 A en un disyuntor de 20 A. En otras palabras, es un código utilizar un tomacorriente de 15 A en un disyuntor de 20 A (NEC 210.21(B)(2)), pero no está permitido utilizar un tomacorriente de 20 A en un disyuntor de 15 A.

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:

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