Guia Profissional:Instalando um Centro de Carga Inteligente 120/240V com Disjuntores Inteligentes

Instalação de fiação de disjuntores inteligentes monofásicos de 120/240 V em um painel elétrico inteligente

Na era da rápida evolução da tecnologia, os painéis convencionais e as caixas de disjuntores não são mais suficientes para a moderna automação residencial inteligente. Em vez disso, estão a surgir centros de carga inteligentes recentemente concebidos para melhorar a gestão de energia residencial, permitindo aos proprietários controlar todo o seu sistema eléctrico através de um smartphone.

No tutorial de fiação a seguir, demonstraremos como instalar um novo centro de carga inteligente ou atualizar um centro de carga padrão existente para um centro de carga inteligente. Esta atualização aumenta a conveniência, esteja você em casa ou fora. Com um centro de carga inteligente, você pode monitorar e controlar remotamente o sistema elétrico da sua casa, incluindo ligar e desligar disjuntores, programar operações, rastrear o histórico de uso de energia, otimizar o consumo de energia e, por fim, reduzir os custos de eletricidade.

O que é um centro de carga inteligente?

Um centro de carga inteligente é o painel elétrico residencial de última geração que combina distribuição de carga tradicional com controle digital avançado, monitoramento de energia e recursos de gerenciamento remoto. Basicamente, ele funciona como um centro de carga convencional para distribuir energia com segurança aos circuitos ramificados, mas adiciona conectividade por meio de controle remoto via smartphone usando Wi-Fi para controlar e gerenciar disjuntores inteligentes.

Clique na imagem ou abra em uma nova aba para ampliar



Isto transforma o painel elétrico de um ponto de distribuição passivo em uma plataforma interativa de gerenciamento de energia, proporcionando aos proprietários maior visibilidade e controle sobre o uso elétrico de sua casa.

Como funciona?

Uma placa de painel inteligente integra a funcionalidade tradicional do disjuntor com monitoramento digital, controle remoto e automação inteligente. No ecossistema Leviton, os disjuntores inteligentes de 2ª geração comunicam-se com um hub inteligente e o aplicativo My Leviton para relatar dados de energia em tempo real, enviar alertas e permitir o controle remoto ON/OFF de circuitos individuais.

Esses sistemas também oferecem suporte à detecção de anomalias, que notifica os usuários se uma carga se comporta de maneira anormal (por exemplo, tempos de execução longos ou nenhum consumo quando esperado) e podem monitorar o uso de energia em toda a casa, inclusive da rede e de fontes alternativas, como energia solar, baterias, eólicas ou geradores de backup usando chave de transferência automática (ATS), o que elimina a necessidade de painéis secundários e subpainéis dispendiosos.

Como ele difere de um painel padrão

Ao contrário de um painel padrão, que simplesmente abriga disjuntores mecânicos sem conectividade ou visibilidade remota, os centros de carga inteligentes fornecem informações e controle digital. Os painéis padrão não podem relatar o uso de energia, enviar alertas automatizados ou permitir a comutação remota de disjuntores.

Os centros de carga inteligentes conseguem isso combinando disjuntores avançados com um hub de comunicação, conectividade Wi-Fi e uma interface de aplicativo móvel, permitindo que os proprietários visualizem tendências históricas, recebam diagnósticos e gerenciem circuitos de qualquer lugar. Por outro lado, os painéis padrão permitem apenas a operação manual do disjuntor no local e não requerem rede ou aplicativo.

Vantagens e recursos

Os centros de carga inteligentes oferecem diversas vantagens distintas em relação aos painéis elétricos padrão:

• Controle remoto e agendamento: LIGUE/DESLIGUE circuitos ou programe seu funcionamento através do aplicativo My Leviton em um smartphone ou tablet.
• Caminho de instalação e atualização mais rápido: O sistema de disjuntor modular e totalmente plugável permite combinar disjuntores padrão e inteligentes, possibilitando atualizações econômicas ao longo do tempo.
• Monitoramento energético histórico e em tempo real: Acompanhe o consumo de toda a casa e do circuito individual por dia, semana, mês ou ano e estime os custos de energia.
• Detecção inteligente de anomalias: Alertas automáticos para atividades elétricas incomuns, como um freezer que não funciona ou cargas pesadas prolongadas.
• Integração flexível com energia de backup: Designe circuitos essenciais e não essenciais e libere cargas não críticas automaticamente quando um gerador de backup estiver ativo (com hardware compatível).

Especificações e classificações elétricas:

• Classificação da Amplitude do Barramento: 100 a 225A
• Tensão: 120/240 V – Alimentação CA monofásica – 60 Hz
• Material do barramento: Cobre, estanhado brilhante
• Classificação dos disjuntores: 15A a 60A para disjuntores secundários e 100A a 225A para disjuntores principais
• Espaços: 20, 30, 42 e 66
• Linhas de fornecimento: 3 AWG – 300 MCM Cu/Al
• Talão principal e linha neutra: 6 AWG – 300 MCM Cu/Al
• Terreno: 4 AWG – 2/0 AWG Cu/Al
• Classificação NEMA: NEMA 1 – Interno e NEMA 3 – Externo
• Montagem: Montagem em superfície e montagem embutida
• Compatibilidade: Hub LDATA, por ex. Leviton Whole Home Energy Monitor (LWHEM-2) Hub, LSMMA, LSBMA e dispositivos inteligentes da Leviton, por exemplo. disjuntores térmicos padrão, GFCI, AFCI, proteção contra surtos, proteção de função dupla (GFCI/AFCI) e GFPE.

Fiação de centros de carga inteligentes e disjuntores de 120/240 V

A construção interna de um centro de carga inteligente de 120/240 V é semelhante à de um painel padrão de 120/240 V, exceto que uma conexão neutra é fornecida em ambos os lados adjacentes aos barramentos quentes para cada disjuntor plug-on. Como resultado, não há necessidade de instalar rabichos de AFCI/GFCI ou disjuntores de 240 V de 2 pólos no barramento neutro principal.

Conforme mostrado na figura a seguir, o disjuntor principal 200A alimenta os dois barramentos quentes. Os barramentos principais de neutro e de aterramento dos equipamentos estão localizados nas laterais direita e esquerda do painel.

Distribuição de energia

A distribuição de energia em um centro de carga inteligente é a mesma de um painel monofásico tradicional de 120/240 V:

• Tensão entre Quente 1 e Neutro =120V (1 – Fase)
• Tensão entre Hot 2 e Neutro =120V (1 – Fase)
• Tensão entre Quente 1 e Quente 2 =240V (1 – Fase)
• Tensão entre neutro e terra =0V

Circuitos de 120 V de 1 pólo e 2 fios

Conforme ilustrado, o primeiro disjuntor inteligente unipolar de 2ª geração (lado superior direito) está conectado aos barramentos Hot 1 e Neutro. É usado para proteger um circuito de 120 V (por exemplo, uma tomada NEMA 5-15).

Os condutores do circuito são:

• Quente 1 (Preto)
• Neutro (branco)
• Aterramento do equipamento (cobre puro ou verde com faixa amarela)

Importante:O condutor neutro deve ser conectado do terminal neutro do disjuntor à carga. Não deve ser conectado ao barramento neutro principal do painel.

Circuitos de 240V de 2 pólos e 2 fios

Da mesma forma, o terceiro disjuntor inteligente de 2 pólos na mesma coluna é conectado ao Hot 1 e ao Hot 2 (e faz interface interna com o barramento neutro para monitoramento, se aplicável). É usado para proteger um circuito de 240 V que não requer condutor neutro (por exemplo, uma tomada NEMA 6-20).

Os condutores do circuito são:

• Quente 1 (Preto)
• Quente 2 (Vermelho)
• Aterramento do equipamento (cobre puro ou verde com faixa amarela)

Nesta configuração, nenhum condutor neutro é necessário para a carga.

Circuitos de 240 V de 2 pólos e 3 fios

O terceiro disjuntor inteligente de 2 pólos (lado esquerdo) está conectado aos barramentos Hot 1, Hot 2 e Neutro. É usado para proteger um circuito de 120/240 V (por exemplo, um receptáculo NEMA 14-50).

Os condutores do circuito são:

• Quente 1 (Preto)
• Quente 2 (Vermelho)
• Neutro (branco)
• Aterramento do equipamento (cobre puro ou verde com faixa amarela)

O condutor neutro à carga deve ser conectado ao terminal neutro do disjuntor e não ao barramento neutro principal dentro do painel.

Para tornar o sistema de fiação inteligente ainda mais inteligente, instale o Leviton Whole Home Energy Monitor (LWHEM) (conforme mostrado na fig usando um disjuntor padrão de 1 pólo para hub LDATA ou um disjuntor padrão não inteligente de 2 pólos para LWHEM-2), encaixe os disjuntores inteligentes de 2ª geração para carga, adicione centro de carga e registre disjuntores no aplicativo My Leviton.

Clique na imagem ou abra em uma nova aba para ampliar



É bom saber: Para uma operação adequada, use apenas disjuntores inteligentes, dispositivos GFCI/AFCI, tomadas e interruptores projetados para um sistema elétrico inteligente aterrado de 120/240 V CA e que sejam especificamente compatíveis com o fabricante designado do centro de carga inteligente (por exemplo, Leviton para este guia de fiação).

Fiação de disjuntores inteligentes de 1 e 2 pólos às tomadas inteligentes e padrão em um painel inteligente

Uma vantagem é que as tomadas padrão e inteligentes podem ser conectadas no mesmo painel inteligente.

Seguindo a sequência descrita acima, os pontos de carga listados abaixo são conectados aos disjuntores inteligentes no painel inteligente, conforme mostrado no diagrama de fiação.

• Tomada inteligente de 15A/125V (NEMA 5-15) através de um disjuntor inteligente de 1 pólo, 15A/120V usando fios #14-2
• Tomada padrão de 20A,250V (NEMA 6-20) através de um disjuntor inteligente de 2 pólos, 20A/240V usando fios #12 -2
• Tomada com classificação EV de 50A – 125/250V (NEMA 14-50) através de um disjuntor inteligente de 2 pólos, 20A/240V usando fios #6-3

Clique na imagem ou abra em uma nova aba para ampliar



Para maior clareza, o diagrama de fiação a seguir ilustra as conexões de disjuntores inteligentes de 120/240 V de 1 pólo e 2 pólos aos respectivos pontos de carga dentro de um centro de carga inteligente.

Clique na imagem ou abra em uma nova aba para ampliar

Terminação:Fio, AWG, comprimento de faixa e torque para fiação do centro de carga

A tabela a seguir fornece valores de referência para tamanho do fio (AWG), comprimento da tira condutora e níveis de torque necessários para terminação adequada durante a instalação do Smart Load Center.

Clique na imagem ou abra em uma nova aba para ampliar



Esta informação aplica-se exclusivamente aos centros de carga Leviton. Para centros de carga fabricados por outras marcas, consulte o manual de instalação específico e guia do usuário fornecido pelo respectivo fabricante ou consulte um eletricista credenciado.

Precauções e códigos:

• Desconecte a fonte de alimentação e verifique se ela está completamente desligada antes de fazer manutenção, reparar ou instalar qualquer equipamento elétrico. DESLIGUE o disjuntor principal no painel principal.
• Nunca toque nos parafusos do terminal acima do disjuntor principal. Esses terminais permanecem energizados o tempo todo, independentemente de o disjuntor principal estar na posição LIGADO ou DESLIGADO.
• Não toque em superfícies molhadas ou peças metálicas enquanto estiver trabalhando em circuitos energizados.
• Leia atentamente e siga rigorosamente todas as instruções de segurança relacionadas a este guia e a qualquer trabalho elétrico que você realizar.
• Sempre use a bitola de fio correta, tomadas e interruptores com classificação adequada e disjuntores de tamanho adequado. Uma calculadora de tamanho de fios e cabos pode ser usada para determinar o tamanho correto do condutor.
• Não use um disjuntor de 15A para circuitos de carga de 20A. Fazer isso pode tropeçar desnecessariamente sob uso normal (por exemplo, vários dispositivos consumindo 16A).
• Não use um disjuntor de 20A para circuitos de carga de 15A. Isso permitirá que o disjuntor flua até 20 A de corrente, o que excede a capacidade do fio e também não será capaz de proteger os condutores do circuito ramificado de 15 A.
• Não use uma tomada de 20 A em um disjuntor de 15 A. Se houver mais de um receptáculo no mesmo circuito, você poderá usar uma tomada de 15 A em um disjuntor de 20 A.
•  É código usar tomada de 15A em disjuntor de 20A (NEC 210.21(B)(2)), mas não é permitido usar tomada de 20A em disjuntor de 15A.
• Embora um disjuntor de 240 V de 2 pólos possa ser usado em circuitos de 120 V (o que não é uma boa prática), é estritamente proibido usar um disjuntor de 1 pólo para circuitos de 240 V.
• Não use disjuntor trifásico para monofásico e vice-versa.
• Não tente fazer instalações ou reparos elétricos sem conhecimento e treinamento adequados. Todo o trabalho deve ser realizado sob a supervisão de um indivíduo qualificado e experiente.
• Realizar trabalhos elétricos por conta própria pode ser perigoso e pode ser proibido em algumas jurisdições. Consulte um eletricista licenciado e/ou a autoridade elétrica local antes de modificar qualquer sistema de fiação.
• O autor não assume nenhuma responsabilidade por qualquer perda, ferimento ou dano resultante do uso indevido destas informações ou de práticas incorretas de fiação. A eletricidade apresenta riscos graves, portanto, tenha sempre extremo cuidado.

Recursos:

Tutoriais de fiação dos painéis principais relacionados

• Como conectar o painel principal de 120/240 V – Instalação da caixa do disjuntor
• Como conectar o painel principal de 120 V/208 V, monofásico e trifásico?
• Como conectar o painel principal monofásico e trifásico Delta de perna alta de 120/208/240 V?
• Como conectar o painel de serviço principal de 277/480 V, monofásico e trifásico?
• Como conectar o painel de serviço principal de 347/600 V, monofásico e trifásico?
• Como conectar um subpainel? Instalação do terminal principal para 120V/240V
• Como conectar uma caixa de painel de spa para uma banheira de hidromassagem usando 2P GFCI e disjuntor
• Instalação de fiação elétrica monofásica em casa – NEC e IEC
• Instalação de fiação elétrica trifásica em casa – NEC e IEC
• Como conectar um medidor de kWh monofásico – 120V/240V
• Como conectar um medidor trifásico? 120/208/240/277/347/480/600V

Fiação inteligente/padrão GFCI e disjuntores

• Como conectar um disjuntor monopolar
• Como conectar um disjuntor de 2 pólos
• Como conectar um disjuntor de 3 pólos
• Como conectar um GFCI de 1 pólo
• Como conectar um GFCI de 2 pólos
• Como conectar um GFCI trifásico e tripolar
• Como conectar um disjuntor tandem
• Como conectar disjuntores GFCI
• Como conectar um disjuntor AFCI

Fiação de tomadas inteligentes/gerais e receptáculos GFCI/AFCI

• Como conectar uma tomada? Diagramas de fiação de tomada
• Como conectar uma tomada GFCI?
• Como conectar uma chave combinada de 3 vias e uma tomada aterrada?
• Como conectar uma tomada 15A – 125V – receptáculo NEMA 5-15
• Como conectar uma tomada 20A – 125V – receptáculo NEMA 5-20
• Como conectar uma tomada de 15A – 250V – receptáculo NEMA 6-15
• Como conectar uma tomada de 20A – 250V – receptáculo NEMA 6-20
• Como conectar uma tomada 50A – 125/250V – receptáculo NEMA 14-50

Fiação dos interruptores

• Como conectar pólo único, lance único (SPST) como interruptor de 2 vias?
• Como conectar pólo único, lance duplo (SPDT) como interruptor de 3 vias?
• Como conectar poste duplo, interruptor de acionamento único? Fiação DPST
• Como conectar poste duplo, interruptor de acionamento duplo? Fiação DPDT
• Como conectar o interruptor duplo? Interruptor de 2 grupos e 1 via – IEC e NEC
• Como conectar um switch de 4 vias (NEC) ou um switch intermediário como 3 vias (IEC)?
• Como conectar a chave de transferência e comutação automática e manual – (1 e 3 fases)

Dimensionamento de disjuntores, fios e painéis

• Como dimensionar um centro de carga, painéis e quadro de distribuição?
• Como determinar a capacidade correta de um subpainel?
• Como encontrar o tamanho correto do fio para painel de serviço 100A 120V/240V?
• Como dimensionar um disjuntor?
• Como encontrar o tamanho adequado de fios e cabos em sistemas métricos e imperiais
• Como dimensionar um disjuntor e fios em AWG com EGC para carga?
• Como dimensionar condutores de entrada de serviço e cabos alimentadores?
• Como dimensionar condutores de alimentação com proteção contra sobrecorrente
• Como dimensionar condutores de circuito derivado com proteção?
• Como dimensionar o condutor de aterramento do equipamento (EGC)?
• Como dimensionar o condutor de eletrodo de aterramento (GEC)?
• Como dimensionar o jumper de ligação principal (MBJ)?
• Como dimensionar motores FLC, HP, tensão, tamanho do disjuntor e tamanho do fio
• Qual é o tamanho correto do fio para disjuntor e carga de 100A?
• Qual é o tamanho correto do fio para disjuntor e tomada 15A?
• Qual é o tamanho de fio adequado para disjuntor e tomada 20A?

Encontrando o número de disjuntores/tomadas em um circuito

• Como determinar o número de disjuntores em um painel?
• Como encontrar o número de tomadas em um único disjuntor?
• Como encontrar a classificação de tensão e amperagem do interruptor, plugue, tomada e receptáculo
• Como calcular o número de lâmpadas fluorescentes em um subcircuito final?
• Como calcular o número de lâmpadas incandescentes em um subcircuito final?
• Como determinar o número de circuitos ramificados de iluminação?
• Como determinar o número de circuitos ramificados? – 3 maneiras
• Como encontrar o número de luzes em um único disjuntor?

Tutoriais gerais de instalação de fiação:

• Como alternar o aquecedor elétrico de água entre 120V e 240V?
• Como conectar o termostato do aquecedor de água de 120 V - não simultâneo?
• Como conectar o termostato do aquecedor de água de 240 V - não contínuo?
• Como conectar o termostato do aquecedor de água simultâneo trifásico?
• Como conectar o temporizador duplo para circuitos de 120V/240V – Atraso ON/OFF
• Como conectar o temporizador ST01 com relé e contator para motores 120V/240V?
• Como conectar o temporizador de atraso ON/OFF multifuncional para motores de 120V/240V?
• Ainda mais tutoriais de instalação de fiação residencial