Evolución de los centros de carga eléctrica

Los centros de carga como los conocemos actualmente son una innovación relativamente nueva. Canalizar la electricidad hacia los hogares ha sido fundamental en el avance hacia la vida moderna.

Hoy en día, el centro eléctrico que dirige el flujo de energía eléctrica dentro del hogar es el Centro de carga, que se compone de numerosos disyuntores individuales para administrar la distribución de energía en los circuitos eléctricos de toda la casa. Irónicamente, los centros de carga como los conocemos actualmente son una innovación relativamente nueva.

Evolución de los centros de carga

Aunque Thomas Edison desarrolló una versión preliminar de un interruptor de circuito a fines del siglo XIX, los fusibles fueron el medio principal de protección contra sobrecorriente durante la primera mitad del siglo XX.

Al principio, una «caja de fusibles» contenía un par de fusibles y un interruptor de cuchilla para administrar la energía. Todo esto cambió a principios de la década de 1950 cuando se agregaron electrodomésticos al hogar y se necesitaron amplificadores adicionales para satisfacer sus necesidades energéticas.

Para poner esto en perspectiva, antes de la década de 1950, una aplicación común era el portafusible de 120 VCA, 30 A (2 fusibles / circuitos e interruptor de clado de cuchilla). Durante las décadas de 1950 y 1960, el portafusible todavía se usaba, pero en una capacidad mayor a 240 VCA, portafusibles de 60 A (4 fusibles / circuitos en un panel).

Si bien algunos fabricantes lanzaron disyuntores residenciales a fines de la década de 1940 y principios de la de 1950, no fue hasta 1955 cuando un fabricante lanzó un disyuntor «QO» de apertura rápida que se convirtieron en el estándar de facto en nuevas construcciones.

De 1955 a 1960, el centro de carga, como normalmente lo imaginamos, se convirtió en estándar.

El interruptor de circuito de falla a tierra (GFCI) se introdujo en la década de 1970, pero se prefirió la versión de receptáculo conveniente a una solución de panel. Las cosas se mantuvieron en el status quo durante años hasta 2002, cuando los requisitos de protección del interruptor de circuito por falla de arco (AFCI) se agregaron al Código Eléctrico Nacional® (NEC®) en los EE. UU.

Diez años más tarde, en 2012, dos importantes fabricantes de centros de carga introdujeron el disyuntor neutro enchufable, que eliminó el cable flexible neutro. Este fue un gran paso hacia adelante, ya que los pigtails solían requerir mucha mano de obra y tiempo durante la instalación y obstruían las canaletas en el centro de carga.

El desarrollo y la introducción de un producto AFCI / GFCI integrado se lanzó oficialmente al mercado justo a tiempo para alinearse con el NEC 2014, que requiere protección AFCI en la cocina y el área de lavandería.

Claramente, el paso adelante más significativo en la evolución del centro de carga se produjo en 2018 con el lanzamiento del Centro de carga de Leviton.

Con su diseño completamente enchufable, este panel revolucionario brinda a los contratistas la capacidad de instalar unidades más rápido.

Desde la perspectiva del propietario, los interruptores automáticos del centro de carga de Leviton con luces indicadoras LED integradas facilitan la identificación de problemas cuando se dispara un interruptor automático.

Los interruptores automáticos de Leviton también cuentan con una manija basculante que es más fácil de accionar, y el panel general en blanco clásico cuenta con una apariencia elegante y moderna con una ventana de observación opcional para verificaciones de estado de un vistazo.

Este aspecto actualizado funciona bien con muchos interiores, por lo que el centro de carga ya no está diseñado para estar escondido en el sótano o en el cuarto de servicio. Además, es una adición atractiva a las unidades de apartamentos donde el centro de carga generalmente se coloca en la cocina o en el área de estar.

Poco después del lanzamiento inicial del Centro de carga de Leviton, Leviton introdujo la opción de actualizaciones de funcionalidad inteligente mediante la instalación de disyuntores inteligentes y un centro de datos.

Los propietarios de viviendas que elijan Smart Circuit Breakers pueden conectarse a la aplicación My Leviton y disfrutar de un fácil acceso a los datos de su centro de carga a través de un teléfono inteligente, tableta o computadora de escritorio.

La funcionalidad inteligente permite a los usuarios ver el consumo de energía en tiempo real, calcular los costos de energía mensuales aproximados, saber cuándo y por qué se dispara un disyuntor, apagar un disyuntor de forma remota y mucho más.

Desde sus humildes comienzos hasta la integración inteligente, el centro de carga ha evolucionado claramente para satisfacer las necesidades de energía y seguridad, así como los deseos, de los propietarios de viviendas de hoy.

Fundamentos del centro de carga

Cada edificio y hogar utiliza electricidad para iluminación, receptáculos y cargas de electrodomésticos. Un centro de carga se utiliza en aplicaciones residenciales y comerciales ligeras para distribuir la electricidad suministrada por la empresa de servicios públicos en toda la casa o edificio para alimentar todos los circuitos derivados.

Cada circuito derivado está protegido por el disyuntor alojado en el centro de carga. En el caso de un cortocircuito o una sobrecarga en un circuito derivado, el disyuntor cortará la alimentación antes de que se produzcan posibles daños a la propiedad o lesiones personales.

Los centros de carga están diseñados, fabricados y probados de acuerdo con los últimos estándares aplicables, que incluyen:

• Underwriters Laboratories (UL)
• Asociación Canadiense de Normas (CSA)
• Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA)
• Código Eléctrico Nacional (NEC)

¿Cuál es la diferencia entre un centro de carga y un panelboard?

Un centro de carga proporciona una funcionalidad similar en un sistema de distribución de energía en comparación con un panelboard.

En lo que respecta a los estándares UL y NEC, no hay diferencia entre un tablero y un centro de carga. En América del Norte, la industria eléctrica se refiere a tableros de distribución más pequeños y de menor costo que se venden principalmente en aplicaciones residenciales como centros de carga.

Los tableros suelen ser más profundos que los centros de carga y pueden acomodar tanto interruptores automáticos atornillados como interruptores enchufables, donde un centro de carga solo usa interruptores enchufables.

La historia y el propósito de su centro de carga

Un centro de carga ayuda a brindar seguridad al propietario y al personal de mantenimiento al albergar todos los circuitos derivados en un gabinete, lo que ayuda a evitar que entren en contacto con partes eléctricas energizadas.

Los centros de carga utilizan disyuntores enchufables para distribuir de forma fiable la electricidad a los circuitos de una casa o un edificio pequeño.

Plug-on, se refiere a cómo el interruptor de circuito se conecta a la barra colectora del centro de carga. El centro de carga puede brindar seguridad contra fallas a tierra y de arco mediante el uso de disyuntores especiales o electrónicos.

Los centros de carga han recibido diferentes nombres a lo largo de los años. Por ejemplo, una caja de fusibles, una caja de interruptores, un tablero o un panel de distribución. Históricamente, los hogares usaban paneles de fusibles para distribuir energía, pero hoy en día los centros de carga con disyuntores cerrados son el estándar de la industria.

¿Dónde se utilizan los centros de carga?

Los centros de carga tienen una amplia gama de aplicaciones, desde viviendas unifamiliares hasta productos de equipo original (OEM). Van desde 40 a 600 amperios y de 2 a 120 circuitos.

Residencial unifamiliar

Por lo general, tiene uno o más centros de carga para distribuir energía dentro de la casa. Comúnmente ubicado en el garaje, sótano o al aire libre dependiendo de la geografía.

Los apartamentos, condominios y casas adosadas multifamiliares residenciales son los más comunes para el uso de un centro de carga para distribuir energía. Comúnmente instalado dentro de productos de medición de grupo.

Comercial ligero

Los centros de carga proporcionan distribución de energía en edificios comerciales ligeros, como centros comerciales, edificios de oficinas y almacenes.

Los centros de carga de renovación también se pueden usar para actualizar y reemplazar equipos de distribución más antiguos.

Equipos originales (OEM), los OEM de maquinaria utilizan centros de carga como un medio para distribuir energía en sus sistemas eléctricos.

Existen múltiples formas de instalar un centro de carga

Entrada de servicio o panel principal de interruptores

• El punto en el que el poder entra en la casa o edificio
• Solo puede haber una placa de calle de servicio por vivienda o edificio
• Las barras neutras y de tierra se pueden unir

Panel secundario o lengüeta principal solamente

• Utilizada agua abajo de la placa de calle de servicio
• Ideal cuando se agregan servicios eléctricos adicionales a una casa o edificio existente
• Por lo general, alimentado desde un circuito derivado alojado en el panel de entrada de servicio
• Se requiere una barra neutra aislada y aislada, y una barra de tierra dedicada

Empotrado

• Por lo general, empotrado entre montantes en la pared para ahorrar espacio

Montados en superficie

• Montado en la superficie de la pared
• Normalmente, se aplica en edificios, sótanos o garajes.

¿Cuál es la diferencia entre una orejeta principal solamente y un centro de carga del disyuntor principal?

Los centros de carga pueden estar equipados con un interruptor principal o un diseño de orejeta principal solamente (MLO). En un centro de carga con un diseño de interruptor principal, los cables de alimentación entrantes se conectan directamente al interruptor principal.

El disyuntor principal proporciona un nivel de protección contra sobre corriente para todos los circuitos derivados, así como un único medio de desconexión para todas las cargas alimentadas por el centro de carga.

Los centros de carga solo de orejetas principales generalmente se aplican aguas abajo de un panel de disyuntores principal y, a menudo, se los denomina subpanel.

Para los centros de carga de terminales principales únicamente, los cables entrantes terminan en el lado de la línea de los terminales que están conectados directamente al bus, no existe ningún dispositivo de sobrecorriente principal dentro del panel.

¿Para qué se utiliza un panel de orejetas principal?

Las unidades de terminales principales se utilizan principalmente como panel de distribución donde hay un interruptor principal aguas arriba en el sistema.

Hay situaciones en las que se utilizan un interruptor de circuito retroalimentado y un clip de retención (requerido por NEC®) para convertir un centro de carga de orejeta principal en un centro de carga de interruptor principal.

Guía de Compras para un Centro de Carga

Antes de que pueda comenzar a buscar un nuevo centro de carga, hay algunas cosas que debe considerar.
Primero, querrá consultar con su proveedor de servicios eléctricos y la autoridad de inspección eléctrica local para conocer los requisitos específicos.

También deberá determinar la capacidad de amperaje, o ampacidad, de su centro de carga actual, así como la cantidad de circuitos de 1 y 2 polos dentro.

Si necesita agregar circuitos y/o espacio para crecer, ahora es el momento de abordar estos factores.
Finalmente, deberá determinar el amperaje de su servicio eléctrico existente proporcionado por la empresa de servicios públicos. Si sus necesidades eléctricas serán mayores que su servicio actual, es posible que deba aumentar o actualizar su servicio.

Disyuntores principales frente a paneles de orejetas principales

Cada hogar tiene al menos un interruptor muy grande que sirve como interruptor de «desconexión del servicio».

En otras palabras, tiene la capacidad de desconectar el suministro eléctrico de la casa. Una desconexión del servicio también debe proporcionar protección contra sobrecorriente y cortocircuito.

Para uso residencial, un interruptor principal es el tipo más común de desconexión del servicio. En algunos casos está al aire libre, combinado con o ubicado cerca del recinto del medidor de servicio eléctrico.

Sin embargo, en la mayoría de las casas residenciales unifamiliares, está incorporado dentro del centro de carga.

Por lo tanto, un centro de carga del interruptor principal tiene un interruptor principal instalado de fábrica que sirve como desconexión del servicio y controla la alimentación de todos los circuitos derivados dentro del gabinete.

Cambiar este interruptor a la posición de «apagado» corta la alimentación de todos los circuitos al mismo tiempo; sin embargo, un centro de carga de orejetas principales no incluye un interruptor principal. Solo tiene orejetas o terminales para los cables que lo alimentan.

Los centros de carga de las orejetas principales a veces se denominan paneles «sub» o «subalimentación».

A veces se instalan junto a un panel principal para proporcionar circuitos adicionales cuando el panel de interruptores principal está lleno, o se pueden instalar lejos del panel principal para proporcionar una desconexión local para circuitos en un edificio separado, garaje o habitación adicional.

Centro de carga interior y centro de carga exterior

Los centros de carga se enumeran para uso en interiores o exteriores.

Ambos tipos están diseñados para evitar el acceso a componentes electrificados, pero los centros de carga para exteriores están diseñados para soportar la exposición directa a la intemperie.

Elija un centro de carga apto para exteriores para la instalación en áreas expuestas a la lluvia y la nieve.

Ampacidad

Todos los centros de carga están clasificados por ampacidad. La ampacidad se refiere a la corriente continua máxima que su centro de carga ha sido diseñado para manejar.

Es fundamental determinar la ampacidad necesaria para su hogar antes de proceder a seleccionar un disyuntor principal o un panel de conexiones. Tenga en cuenta que no es tan simple como sumar las clasificaciones de amperios de los interruptores en el panel.

El voltaje de entrada es también importante determinarlo a la hora de escoger el centro de carga. Centro de carga 110 se refiere a manejo de 110VAC y centro de carga 220 se refiere a manejo de 220VAC de entrada

Existen numerosos recursos disponibles para calcular las necesidades totales de energía eléctrica, también denominada carga.

Si no está seguro de sus necesidades de energía, comuníquese con la autoridad de inspección eléctrica local para obtener orientación o busque un profesional eléctrico calificado.

Para casas antiguas, el servicio de 100 amperios es común, mientras que el servicio de 200 amperios es común para casas más nuevas.

Para casas muy grandes y casas con mayores necesidades eléctricas, el servicio de 400 amperios es común. Sin embargo, el servicio generalmente se enruta a través de dos o más centros de carga de 200 amperios.

Espacios y circuitos máximos

Los centros de carga también se clasifican en términos de la cantidad de interruptores automáticos de 1 polo de tamaño estándar que admitirá el centro de carga. Un interruptor de 1 polo controla un solo circuito derivado de 120 voltios.

Los circuitos derivados son los que proporcionan energía a todo en su hogar: luces, tomacorrientes, electrodomésticos, etc. Los circuitos residenciales típicos son de 1 polo (120 voltios) para luces y tomacorrientes, o de 2 polos (240 voltios) para electrodomésticos como estufas eléctricas, secadoras o calentadores de agua.

Los centros de carga también se clasifican en términos de la cantidad máxima de circuitos que admitirán. Algunos centros de carga están diseñados para interruptores especiales que son dos interruptores de 1 polo unidos, pero tienen el mismo tamaño que un interruptor de 1 polo estándar y ocupan solo un espacio en el centro de carga.

Dependiendo de la marca, estos se conocen como interruptores dobles, en tándem o de tamaño medio.

Debido a que estos interruptores permiten que quepan dos circuitos en el espacio de un interruptor de tamaño completo, un centro de carga puede tener una capacidad de circuito máxima mayor que su número de espacios.

Consulte con su inspector eléctrico local para determinar si dichos interruptores están permitidos para su aplicación.

Disyuntores

Para la mayoría de las aplicaciones residenciales, los disyuntores están diseñados para aplicaciones monofásicas de 120 o 120/240 voltios. Un disyuntor de 120 voltios será un disyuntor unipolar, mientras que los disyuntores de 240 voltios nominales serán un disyuntor bipolar que ocupará dos espacios en el panel.

Los interruptores automáticos se clasifican en amperios. Es fundamental que la clasificación de amperios del cableado conectado al disyuntor sea igual o mayor que la clasificación de amperios del disyuntor.

No puede usar un disyuntor que tenga un amperaje más alto que el cableado instalado.

Tipos de disyuntores

Disyuntor estándar

Evita los efectos de sobrecorriente en el sistema de cableado que podrían provocar el derretimiento del aislamiento y riesgos de incendio. Además, los interruptores estándar previenen los efectos de los cortocircuitos y actúan como desconectadores para desenergizar un circuito.

Todos los interruptores evitan los efectos de sobrecorriente y condiciones de cortocircuito, pero solo ciertos tipos de interruptores pueden proteger contra condiciones de falla de arco o falla a tierra.

Interruptor de circuito por falla de arco (AFCI, por sus siglas en inglés)

Previene los incendios que pueden resultar de un arco eléctrico, evitando así daños catastróficos a la propiedad y posibles lesiones. El disyuntor AFCI hace esto desenergizando el circuito cuando ocurren arcos localizados.

Interruptores de circuito de falla a tierra (GFCI)

Proporcionan protección al personal, evitando la electrocución y salvando así vidas. Cuando el disyuntor GFCI detecta una fuga de corriente, el circuito se desactiva, lo que evita la posibilidad de electrocución.
Los interruptores automáticos de doble función

Combinan toda la funcionalidad de los interruptores automáticos AFCI y GFCI al evitar incendios por arco eléctrico y electrocución. Los códigos eléctricos locales especificarán qué ubicaciones de la casa requieren qué tipo de interruptor.

Consulte estos códigos para saber cuándo se necesitaría un disyuntor de doble función.

Los interruptores en tándem son interruptores estándares que tienen la mitad del tamaño del interruptor tradicional. Deberá verificar el diagrama de cableado en el panel para confirmar que el panel en el que está trabajando acepta interruptores en tándem.

Marcas más reconocidas en Centros de Cargas

Entre las marcas más reconocidas de centros de cargas tenemos:

• bticino centros de carga
• Eaton
• GE
• Leviton
• Menards
• SquareD
• Schneider Electric
• Siemens

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Fuente:Leviton, Eaton, Menards, The Home Depot.