Guia Passo a Passo: Ligação de Quadro de Distribuição 3-Fases e 1-Fase 400V/230V (UK e EU)

Ligação de Quadro de Distribuição Combinado 1-Fase e 3-Fases, 230V/400V: IEC-EU e UK

O que é um Quadro de Distribuição?

Um quadro de distribuição (também conhecido como painel elétrico, painel de disjuntores, quadro de painéis, caixa de disjuntor principal ou painel de serviço principal) é uma combinação de dispositivos e componentes de proteção usados para controlar e distribuir a energia elétrica de forma segura para os aparelhos. Contém múltiplos dispositivos de proteção como interruptor geral, MCB, MCCB, RCD, RCBO, seccionador, fusíveis e interruptores.

Quadros de distribuição são amplamente utilizados em aplicações industriais, comerciais, domésticas e residenciais. Podem ser usados para alimentação trifásica 400V CA, monofásica 230V ou ambas, monofásica e trifásica, ou seja, utilização e aplicações 400V e 230V.

A seguir, os diferentes tipos de quadros de distribuição usados para alimentação 3-Fases e 1-Fase em aplicações industriais e residenciais.

• Quadro de Distribuição Principal: É a primeira e principal caixa de disjuntores conectada ao cabo de serviço de 3 Fases e 1 Neutro do secundário do transformador de distribuição instalado no poste da concessionária. Antes de entrar no painel principal, o cabo de serviço é conectado ao medidor de energia trifásico e a um interruptor seccionador.
• Quadro de Distribuição Secundário: É um tipo de quadro de distribuição secundário alimentado pelo quadro principal para fornecer energia em uma área selecionada do edifício, como um andar específico em um prédio de vários andares.
• Quadro de Distribuição Final: Como o nome sugere, é um tipo de quadro de distribuição usado para fornecer alimentação elétrica aos circuitos finais e subfinais monofásicos e trifásicos, como o quadro de interruptores em um cômodo para controle de iluminação e ventilador de teto, ou painel de controle de motores trifásicos.

Neste tutorial, mostraremos como ligar um quadro de distribuição combinado de monofásico e trifásico e conectar a carga a diferentes pontos com a ajuda de múltiplos componentes de proteção.

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Alimentação Monofásica e Trifásica no UK e EU

Em um sistema de alimentação monofásica, todas as tensões têm o mesmo padrão senoidal e requerem apenas dois fios para completar o circuito. Já em um sistema de alimentação trifásica, existem 3 tensões senoidais com diferença de fase de 120° e requerem 3 ou 4 condutores dependendo da configuração.

Em um sistema monofásico, a tensão fornecida é igual à diferença de tensão entre fase e neutro, ou seja, 230V. Em sistema trifásico, a tensão fase-fase é igual a √3 vezes a tensão de fase, ou seja, 400V. Enquanto qualquer tensão Fase-Neutro é igual à tensão monofásica.

No sistema de distribuição de energia para aplicações residenciais e comerciais, a energia de 11kV é fornecida pelo transformador conectado em Delta. O enrolamento secundário deste transformador é conectado ao lado primário (em Delta) do transformador de distribuição montado no poste. O secundário do transformador de distribuição é ligado em Y ou Estrela. Dessa forma, a tensão reduzida (de 11kV para 400 e 230V) pode ser obtida da seguinte forma.

• Tensão entre Fase (ou qualquer Linha) e Neutro = 230V CA Monofásica
• Tensão entre Três Fases (Linhas) = 400V CA Trifásica

Para ambos os sistemas de alimentação monofásica e trifásica, os quatro fios (três como Fases e um como Neutro)

A maioria dos países segue os mesmos níveis de tensão para ambos os sistemas de alimentação monofásica e trifásica usados no UK e EU. Por outro lado, a tensão de alimentação residencial e comercial é totalmente diferente da IEC. Por exemplo:

Tensão Monofásica no UK e EU

• Fase a Neutro = 230V

Tensão Trifásica no UK e EU

• Fase a Fase = 440V
• Qualquer Fase a Neutro = 230V Monofásica
• Entre Três Fases = 440V Trifásica

Tensão Monofásica nos EUA e Canadá

• Fase a Neutro = 120V,
• Fase a Neutro = 208V, (delta perna alta)
• 2 Fases = 240V (fase dividida),
• Fase a Neutro = 277V
• Fase a Neutro = 480V

Tensão Trifásica nos EUA e Canadá

• Três Fases = 208V
• Três Fases = 240V
• Três Fases = 480V

Bom saber:

Carga Balanceada e Desbalanceada no Sistema 3-Fases e 1-Fase

Em um sistema de carga trifásica balanceada, todas as cargas podem ser conectadas diretamente às três linhas sem Neutro. Por outro lado, o Neutro é necessário no sistema de carga desbalanceada. Isso porque o Neutro é usado para retornar a corrente desbalanceada através dele para o sistema de alimentação, mas essas cargas como motores e aquecedores de água são projetadas com fator de potência consistente e têm a mesma impedância e resistência em cada linha. Dessa forma, a corrente resultante é quase zero, logo não precisa conectar o fio Neutro com as três linhas.

No caso de sistema de carga desbalanceada (que leva a tensão instável e corrente inesperada, podendo levar a falha do sistema e até risco de choque elétrico), o neutro é usado para retornar a corrente desbalanceada à fonte de tensão de alimentação.

Agora vamos ver como gerenciar os circuitos de carga trifásica e monofásica em um quadro de distribuição 230V/400V.

Como Ligar Carga 1-Fase em um Quadro de Distribuição?

Como discutido anteriormente, uma carga monofásica pode ser conectada entre qualquer Fase (das três) e Neutro. Em outras palavras, a carga monofásica. O circuito de carga 230V pode ser conectado via Fase, Neutro e Terra/Proteção. Lembre-se que é boa prática evitar sistema desbalanceado, ou seja, recomenda-se não instalar todas as cargas monofásicas na mesma Fase ou Linha (L1, L2 ou L3).

Conforme mostrado na fig-1 para combinação de quadro de distribuição monofásico e trifásico, as cargas monofásicas são conectadas através de RCD, MCB e RCBO da seguinte forma.

No lado direito do banco de disjuntores

• Três MCBs de 1 polo
• Dois RCBOs de 1 polo
• Um RCD de 2 Polos

No lado esquerdo do banco de disjuntores

• Dois MCBs de 1 polo
• Um RCBO de 1 Polo

Como Ligar Carga 3-Fases em um Quadro de Distribuição?

A carga trifásica pode ser conectada diretamente aos disjuntores de três ou quatro polos, RCBO ou RCD. Lembre-se que o Neutro também é necessário em alguns casos para sistemas de carga trifásica.

Por exemplo, um motor trifásico e outras cargas balanceadas podem ser conectados diretamente às três fases (L1, L2 e L3) e fio de terra. Por outro lado, o Neutro é necessário para retornar a corrente desbalanceada em caso de sistema desbalanceado.

A fig-1 a seguir mostra a ligação de cargas trifásicas para o sistema de alimentação 440V.

No lado direito do banco de disjuntores

• Um MCB de 3 polos

No lado esquerdo do banco de disjuntores

• Um MCB de 3 polos
• Um RCD de 4 polos

Ligação de Quadro de Distribuição 400/230V – Antigos Códigos de Cores UK

Como a maioria dos países (como Índia, Paquistão, Filipinas, UAE etc.) ainda segue os antigos códigos de cores de ligação UK (antes de 2004) para sistemas de alimentação monofásica e trifásica. A mesma ligação de conexão acima para pontos de carga 1-F e 3-F é mostrada abaixo com antigos códigos de cores UK.

Ligação de Circuitos de Carga 400V 3-F e 230V 1-F no Quadro de Distribuição

Em uma combinação de quadro de distribuição monofásico e trifásico (400V/230V), os circuitos de carga monofásica 230V devem ser conectados via três fios, ou seja, Fase (qualquer fase ou linha), Neutro e Terra de Proteção ao Aterramento. Na alimentação monofásica, a tensão entre fase e neutro é 230V CA.

Uma carga trifásica pode ser conectada diretamente a todas as três fases (Tensão entre todas as três fases são 440V). Lembre-se que Neutro nem sempre é necessário nesta configuração. Por exemplo, um motor trifásico é conectado diretamente às três linhas sem fio Neutro. Já no caso de spa e piscina, o fio Neutro é necessário com as três fases. Para instalação adequada, consulte o manual do aparelho e guia do usuário fornecido pelo fabricante ou contate um eletricista licenciado.

Na figura a seguir, a proteção para circuitos de carga monofásica e trifásica é a seguinte.

Cargas Monofásicas 230V

• Lâmpada via MCB Unipolar
• Máquina de Lavar via RCBO Unipolar
• Aquecedor de Água via RCD Bipolar

Cargas Trifásicas 400V

• Motor Trifásico via MCB Tripolar (Três Fios)
• Controle de Spa e Piscina 3 Fases (Cinco Fios: Três Fases, 1 Neutro e 1 Terra)

Códigos de Cores IEC – 3 e 1-F, 400V/230V: UK e EU

Utilizamos os seguintes códigos de cores de ligação IEC para tensão de alimentação trifásica 400V e monofásica 230V aplicáveis no UK e EU.

Códigos de Cores IEC para 400V, 3-Fases, Sistema 4 Fios

• Marrom = Linha 1 ou Fase 1
• Preto = Linha 2 ou Fase 2
• Cinza = Linha 3 ou Fase 3
• Azul = Neutro
• Verde ou Verde com Listra Amarela = Terra ou fio de proteção (PE).

Códigos de Cores IEC para 230V, 1-Fase, Sistema 2 Fios

• Marrom = Linha ou Fase
• Azul = Neutro
• Verde ou Verde com Listra Amarela = Terra ou fio de proteção (PE).

Antigos códigos de cores UK para ligação monofásica e trifásica.

Trifásico 400V

• Vermelho = Fase 1
• Amarelo = Fase 2
• Azul = Fase 3
• Preto = Neutro
• Verde = Terra ou fio de proteção.

Monofásico 230V

• Vermelho = Fase
• Preto = Neutro
• Verde = Terra ou fio de proteção.

Instruções e Precauções de Segurança

• Desligue a alimentação elétrica (e certifique-se de que está realmente DESLIGADA) antes de fazer manutenção, reparo ou instalação de equipamentos elétricos. Para isso, desligue o interruptor geral na unidade de consumidor principal ou quadro de distribuição.
• Nunca fique em pé ou toque em partes molhadas e metálicas durante reparo ou instalação.
• Leia atentamente todas as advertências e instruções e siga-as estritamente ao realizar este tutorial ou qualquer outro trabalho prático relacionado a obras elétricas.
• Sempre utilize cabo e fio de tamanho adequado, tomadas e interruptores de tamanho correto e disjuntores de tamanho apropriado. Você também pode usar a calculadora de tamanho de fio e cabo para encontrar a bitola correta.
• Nunca tente brincar com eletricidade (pois é perigosa e pode ser fatal) sem orientação e cuidado adequados. Faça a instalação e reparo na presença de pessoas experientes com vasto conhecimento e boa prática que saibam lidar com eletricidade.
• Fazer seu próprio trabalho elétrico é perigoso e ilegal em alguns casos. Contate o eletricista licenciado ou o fornecedor de energia elétrica antes de praticar qualquer mudança/modificação nas conexões de ligação elétrica.
• O quadro de distribuição não deve ser instalado a 2,2 metros acima do piso, deve ser protegido contra corrosão e longe de áreas úmidas. Todos os fios devem estar cobertos no painel (não devem ficar pendurados fora do painel). Por fim, deve haver uma placa de segurança próxima ao quadro de distribuição.
• O autor não se responsabiliza por quaisquer perdas, ferimentos ou danos decorrentes da exibição ou uso desta informação ou se você tentar qualquer circuito em formato incorreto. Por favor, tenha cuidado porque se trata de eletricidade e eletricidade é muito perigosa.

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