Requisitos de puesta a tierra para instalaciones multipanel y multiservicio

Descripción general: mi pregunta finalmente se reduce a averiguar cuántos cables puedo colocar correctamente en un conducto existente.

Hay muchas preguntas relacionadas con el cableado y los paneles secundarios de conexión a tierra, pero no estoy seguro de si la adición del aspecto de medición lo hace más complicado o no.

Trasfondo: Estoy actualizando mi servicio a 200 amperios. En el futuro, puedo obtener un vehículo eléctrico, y nuestra empresa de servicios públicos tiene un precio especial si carga durante ciertas horas del día, y para estar en ese programa, necesita un medidor separado para eso. Por lo tanto, cuando reemplace el medidor existente y el panel de interruptores, quiero asegurarme de que me he fijado para el éxito si/cuando agregue el nuevo medidor más adelante.

Actualmente tengo un subpanel en mi garaje separado. Si tuviera que hacer este medidor especializado, ese panel se convertiría en un panel principal alimentado por el medidor EV. Sin embargo, tengo una luz en el garaje, que se enciende desde dentro de la casa.

La siguiente es una ilustración de cómo creo que debería configurarse el sistema. De lo que no estoy seguro es de las conexiones de puesta a tierra entre cada sistema de medidores. Según mi lectura, lo que he dibujado es legítimo, y está bien unir las conexiones a tierra del panel incluso cuando están en diferentes medidores. Otros en línea han dicho que cada 'servicio', la casa y los medidores EV, deben tener sus propios sistemas de cableado de conexión a tierra independientes, lo que significa 2 conexiones al medidor de agua y 4 varillas de tierra por la casa. Personalmente, eso parece una tontería, pero quiero estar seguro. El área principal que resulta en un problema es el llenado del conducto.

Al cargar un EV, me gustaría bombear tanto jugo al panel EV como sea práctico. Si de hecho tengo que pasar dos cables de tierra de calibre 8 en el conducto, es posible que solo pueda hacer 50-60 amperios continuamente, en lugar de 75 o 100 como me gustaría. El conducto de 1-1/4 no es enorme, y con 6 conductores que transportan corriente allí, tengo que reducir la capacidad en un 80 por ciento. Con 3 cables de 14 g, 3 cables de 2 g y un cable de 6 g, me estoy acercando bastante al límite máximo de llenado del 40 %.* Cuando se calculan todas las reducciones de temperatura y de llenado, es posible que tenga que reducir el tamaño de mis conductores EV.

Diagrama del cableado esperado

¿Así que qué es lo? ¿Todo puede compartir la conexión a tierra o necesito tener varios sistemas de conexión a tierra para cada sistema medido?

* Estoy buscando un cable neutro más pequeño, luego podría colocar dos cables de 1 g para 110 amperios nominales, pero aún no he hecho los cálculos sobre si eso estaría a la altura del código, pero en ese escenario yo' d ser una cantidad muy delgada bajo la regla de llenado del 40%.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Respuestas (2)

Utilice cables de tierra de cobre desnudo.

Los terrenos no necesitan aislamiento, así que no desperdicie el relleno.

Considere usar un alimentador de cobre .

¿Cobre? Para comedero!!?? Extraño, lo sé. El cobre es caro y un mal conductor en la mayoría de las medidas. Pero cuando el relleno de conductos es el bien escaso, el volumen es la medida que cuenta, y según esa medida, el cobre es el mejor conductor del mundo por volumen porque es muy denso. (bueno, la plata es un 2% mejor, una ganancia insignificante por un costo extremo, por lo que no vale la pena mencionarlo, al igual que no mencionamos que el sodio es un 5% mejor que el aluminio y también explota).

Para la reducción térmica , solo cuente los cables que cuenten.

Para el relleno, todos los cables cuentan. Pero térmicamente...

Si 2 cables juntos, por diseño, no pueden fluir con más ampacidad que la nominal para 1 cable, cuentan como 1 cable:

  • No está permitido usar tierra intencionalmente para la corriente, por lo que las tierras no cuentan.

  • En fase dividida o MWBC, el neutro solo maneja corriente diferencial. Corriente neutra + el conductor caliente menor debe = el conductor caliente mayor. Así que neutral no cuenta en estos.

    • A menos que sea un circuito de "2 puntos calientes de 3, + neutro" en alimentación trifásica . Allí, el neutral tiene algo de corriente con 2 puntos calientes al máximo, por lo que neutral cuenta allí.
  • Los 2 viajeros juntos, solo 1 está caliente a la vez, por lo que los 2 cuentan como 1.

En casi todos los casos, esto se reduce a 2 cables por circuito.

Disminuya la calificación más alta que pueda correr el cable .

Hay una tabla, 310.15 (B) (16), que proporciona ampacidades de cables basadas en clasificaciones térmicas. Diferentes cables tienen diferentes clasificaciones, al igual que las terminaciones.

  • Digamos que sale de un disyuntor de 75C usando un cable de 90C a un enchufe NEMA de 60C. ¿Para qué ampacidad puede romper? El número 60C, porque el zócalo es el factor limitante.
  • Pero cuando está haciendo reducción de potencia de llenado de conducto, ¿de qué ampacidad se reduce? 60C? No, el enchufe no está dentro del conducto . 75C? ídem _ Usted reduce 90C.

Así que digamos que tiene #3 Cu THWN con 6 conductores que cuentan. 80% de reducción de 115A (90C) = 92A de reducción. Redondee al siguiente tamaño de disyuntor, ese es un disyuntor de 100A. Suponga que su EVSE es de 79 amperios, 92A definitivamente puede transportar 79A. Debe reducir el EVSE un 125 %, es decir, 98,75 A, ¡y boom! disyuntor 100A. Todo es feliz.

No corras neutral con cosas que no necesitan neutral

Los EVSE no necesitan neutral. Al menos si un EVSE necesita neutral, no lo compre. Debido a que eso es muy perezoso de su parte, están ahorrando 50 centavos comprando una fuente de alimentación de controles solo de 120V en lugar de una de 120+240V.

Las luces de garaje tampoco necesitan fase dividida de 120+240 V. Si realmente tiene una luz de 2880 vatios, utilice solo 240 V y elimine el neutro de la tubería.

"Oh, pero tendré un subpanel allí"; entonces debe usar un buen "lenguaje de diseño" para comunicar a los subsiguientes imbéciles que aquí no hay neutral. Primero, agregue una barra de conexión a tierra accesoria al subpanel y utilícela para conectar a tierra y no la barra neutra provista de fábrica . En segundo lugar, haría un letrero con cartón pesado y lo cortaría con pequeños dedos de peine que pueden entrar en la barra neutral, y el letrero dice "¡No hay cargas de 120 V! Neutral no disponible en este panel" o algo así. Para obtener puntos de bonificación, quite todos los pernos de seguridad de la barra neutra. Has hecho tu parte. Si alguien insiste en meter una carga de 120V en ese panel, no es problema tuyo.

¿Qué hace el panel "principal" tan lejos de su medidor?

No me convence la idea de salir del parquímetro con una carrera larga y sin fusibles hasta el panel principal de EVSE en el garaje. No puedo citar capítulo y verso, pero apuesto a que no es Código. Poner el panel principal de EVSE en el medidor hará que este recorrido se convierta en un circuito derivado y no en un servicio, y los 240 V sin neutro tienen más sentido. En ese momento no vas a ningún panel, simplemente vas directamente al EVSE. (a menos que quiera detenerse primero en un supresor de picos de grasa).

También me siento incómodo al mezclar los cables de servicio del servicio 1 con los cables del circuito derivado del servicio 2. Eso parece que puede ser un codevio, pero de nuevo no puedo bastante capítulo y verso.

Múltiples servicios pueden usar el mismo sistema de electrodos de puesta a tierra.

Tengo 2 servicios sentados uno al lado del otro que toman el mismo terreno Ufer. Su red de conductos EMT se conecta no solo entre sí, sino también con el servicio de 480 V. Y están en un edificio de metal. No podía separarlos sin realmente intentarlo, y si lo intentara, todo lo que haría sería crear un riesgo de descarga en las almohadillas aislantes.

Vuelca la rama de iluminación. Apáguelo del sub del garaje existente.

Ese pequeño interruptor de luz es un montón de problemas. Necesitas 3 cables (2 viajeros 1 retorno) para alimentar esa cosa. Pero eso es lo que se necesita antes de que aparecieran los interruptores inteligentes.

Así que convierta la luz del garaje en un interruptor inteligente (en el garaje). Use un interruptor inteligente asociado dentro de la casa que use señalización inalámbrica o de línea eléctrica (asegúrese de que esté alimentado por el mismo poste en su panel).

Si eso no funciona, vaya a un "Plan B". Reemplace los tres #14 con tres #18 y controle la luz desde un relé GE RR7 en el garaje. Ahora puede cablearlo en el conducto con el cable n.º 18 (aunque todavía NM-B fuera del conducto). Los interruptores se reemplazan con interruptores de encendido momentáneo. Empujar hacia arriba arroja el relé "encendido". Al empujar hacia abajo, el relé se "apaga". No utilice 3 vías estándar, que funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana y sobrecalentarán el relé.

Aquí está el truco. Este es un cableado de bajo voltaje (24 V). No está permitido colocar cableado de bajo voltaje en la misma tubería con el cableado principal, a menos que todo el cableado de bajo voltaje se encuentre dentro de los métodos de cableado de Clase I clasificados para 120/240 V. Eso significa que puede colocar los #18 en el conducto, pero no puede colocar el cable del termostato 18/3 fuera del conducto hacia los interruptores; para eso, debe cambiar a 14/3 NM-B, que es un método de cableado de Clase I.

Tener los enchufes de EV solo como enchufes, alimentados por un panel por medidor, y no tener un neutral en absoluto para ellos, es una opción que no había considerado. Eliminar ese neutral puede abrir suficiente espacio para tener cargadores de 100 A a EV, lo que me permite alimentar el subpanel con quizás hasta 50 A para otras cosas, una opción atractiva. Tendré que revisar las matemáticas, pero estoy bastante interesado en la idea.
La opción de interruptor inteligente también es una buena idea, es algo que pensé "debe haber algo allí", pero los detalles de las cosas de bajo voltaje son un área con la que no estoy familiarizado. Podría ser una buena idea hacer tanto el interruptor inteligente como el concepto de "salida única de 240" juntos para obtener el máximo jugo.
Tu codevio spidey sense re: los conductores mezclados están muertos por cierto (230.7 es la sección de Código que estabas buscando, pero no pudiste encontrar)

Un mástil, sin caja dúplex, dos metros de red, sin problemas

El principal problema con su propuesta, tal como está en su publicación, es que NEC 230.7 prohíbe que los conductores de servicio y los que no sean de servicio se mezclen en la misma canalización o cable:

230.7 Otros Conductores en Canalizaciones o Cables. Los conductores que no sean conductores de acometida no deben instalarse en la misma canalización de acometida o cable de acometida en el que están instalados los conductores de acometida.

Como resultado de esto, deberá proporcionar una desconexión del servicio en el medidor para la alimentación EV. La forma más sencilla de hacer esto es convertirlo también en un medidor principal; aunque se podría usar un gabinete de disyuntor separado para eso, eso solo ocuparía espacio y crearía más problemas con la conexión a tierra y la conexión de la entrada del servicio. Sin embargo, dado que no desea utilizar un conjunto empaquetado de multímetros tipo "caja dúplex", esto significa que necesitaremos dos medidores principales separados y una forma de hacer que el grifo conecte los dos. Normalmente, Xcel hace esto a través de mástiles de servicio separados alimentados desde la misma caída de servicio usando derivaciones aéreas; sin embargo, podemos usar conductores un poco más gruesos para lograr esto con un solo mástil y las piezas de medición correctas.

En particular, dado que su empresa de servicios públicos acepta el hardware de medición de Milbank, podemos ensamblar las cosas para que los conductores de entrada del servicio alimenten el medidor principal de la casa y luego se conecten, ya sea ahora o en el futuro, para alimentar el medidor EV principal desde abajo. , como si fuera un servicio subterráneo, a través de un conducto que sale del lado inferior izquierdo del medidor principal de la casa, donde se une con el canalón de servicio subterráneo del lado de servicios públicos del medidor principal de la casa.

Esto significa que necesitará un Milbank U5871-XL-200-5T9 para su medidor principal en lugar del Eaton MBX816B200BTS que sugirió originalmente su electricista, con un juego de terminales de grifo Milbank K4977-EXT deslizados en las posiciones de línea del medidor principal y un Concentrador A7517 de 2". Esto nos da la capacidad de aceptar SEC de hasta 350 kcmil, con un máximo de 1/0 para la conexión de servicio al medidor EV. También proporciona 8 espacios para interruptores que pueden usar básicamente cualquier interruptor de 1" que pueda encontrar en el estante, y un juego de lengüetas de alimentación de 200 A para la alimentación al panel de distribución de la casa.

Con esto, usamos un Siemens MM0202L1200JLX para el medidor EV principal, con un Q280H instalado en campo para el interruptor principal. Luego se alimenta desde abajo usando un LFNC de 1.25" desde la esquina inferior derecha de la tubería principal del medidor de la casa, curvándose hacia arriba para entrar en el compartimiento del medidor de la tubería principal del medidor EV desde abajo mientras pasa sobre el elevador de PVC de 1" desde el cuerpo en T en el medidor EV principal. Además, ahora podemos instalar las orejetas del grifo para el medidor de EV, pero dejemos el conducto principal y de servicio del medidor de EV sin montar por el momento.

Físicamente hablando, esto coloca el medidor EV principal a la izquierda y el medidor principal de la casa a la derecha, montados de modo que el KO inferior del lado del cliente del medidor EV principal se alinee con el PVC de 1" existente y los medidores estén al mismo de altura, en algún lugar entre 4' y 6' del suelo hasta el centro del medidor. Se utiliza un mástil RMC de 2" con cables Al XHHW-2 de 350 kcmil para los conductores principales de entrada del servicio, que bajan directamente a la parte superior del el medidor principal de la casa a través de su accesorio central Desde allí, los cables THHN de cobre de 4 AWG (dos activos y uno neutro) pasan por el canalón de servicio subterráneo del medidor principal de la casa y a través del LFNC de 1,25" para la toma de servicio desde el medidor principal de la casa al medidor EV principal Finalmente, el conductor del electrodo de puesta a tierra aterriza en el medidor principal de la casa, como se muestra en la imagen.

Barra lateral: si realmente desea utilizar el medidor principal de otra persona

Si su electricista está decidido a usar el Eaton MBX816B200BTS, el concepto propuesto anteriormente no se anula por completo, afortunadamente. Siempre que la empresa de servicios públicos esté de acuerdo, se puede usar un par de conectores de toma de perforación de aislamiento (Ilsco IPC-350-4/0 o equivalente) para derivar los conductores calientes en el medidor principal, luego use la lengüeta de conexión a tierra del lado de la empresa en el medidor-principal para aterrizar el grifo neutral.

Ahora que estamos debidamente atendidos...

Ahora que hemos resuelto el hardware de entrada de servicio, podemos abordar el conducto de alimentación al garaje. El conducto existente se enruta a través de un cuerpo en T y un poco más de PVC cédula 80 de 1" hasta la tubería principal del medidor EV, más allá del lado derecho de la tubería principal del medidor de la casa. Necesitará un juego de arandelas reductoras a prueba de lluvia (Bridgeport 1073-RT o equivalente) para pasar de los 1,5" o 2" proporcionados por el orificio ciego en la parte inferior derecha del medidor EV principal a los 1" de su conducto, además del adaptador macho de PVC obligatorio, por cierto.

Con eso fuera del camino, avanzamos hacia el extremo del garaje, donde se instala un interruptor de seguridad sin fusibles, NEMA 1 (interior) de 100 A, dos polos, junto al panel existente, conectado por un niple rígido de 1". Esto proporcionará los medios de desconexión requeridos para el circuito derivado del cargador EV, mientras que el interruptor principal del panel hace lo mismo para el alimentador.

Una vez hecho esto, quitamos los cables viejos del conducto entre la casa y el garaje, desconectando el interruptor de la luz exterior de la casa en donde se une al conducto. Luego nos aseguramos de que el tornillo de unión en el subpanel del garaje se haya retirado en este punto, además de asegurarnos de que el garaje tenga sus propias varillas de conexión a tierra, conectadas a la barra de conexión a tierra en el subpanel del garaje con un mínimo de cobre de 8 AWG.

Con eso verificado, podemos tirar del nuevo cableado: dos THHN de cobre de 4 AWG para el cargador EV, tres THHN de 10 AWG para el alimentador al subpanel del garaje, tres THHN de 14 AWG para el interruptor del reflector y un cable de tierra de cobre desnudo de 8 AWG para todo esto. . Los cables de 10 AWG y 14 AWG se jalan hasta su destino actual dentro de la casa (donde salen del conducto o se colocan en cajas) y luego se conectan al panel del garaje y al circuito del reflector del garaje, de la misma manera que los cables del alimentador y del reflector del garaje existentes. estaban conectados. Los THHN de cobre de 4 AWG y el cable de conexión a tierra de cobre desnudo de 8 AWG terminan en el medidor principal de EV en la casa, terminan, luego, con el cable de conexión a tierra aterrizando en la barra de conexión a tierra del subpanel del garaje y los dos cables calientes de 4 AWG tirados a través del garaje. panel y el niple para llegar a las lengüetas de la línea en el interruptor de seguridad.

Por último, pero no menos importante, el cable de conexión a tierra existente desde el panel hasta el punto de entrada del conducto se conecta a un conductor de conexión a tierra aislado de 10 AWG que va desde el medidor EV principal, a través del cuerpo del conducto, hasta el punto de entrada del conducto dentro de la casa. Esto se hace de esta manera para evitar enviar cualquier corriente en el neutral del medidor EV principal al garaje y regresar como corriente de conexión a tierra objetable o empalme en el nuevo cuerpo del conducto en T (lo que puede causar serios problemas de llenado de la caja incluso si el cuerpo está marcado con su volumen y, por lo tanto, su uso legal como alojamiento para empalmes). Tenga en cuenta que si la corriente de conexión a tierra objetable se convierte en un problema aquí, NEC 250.6 le permite desconectar y quitar este cable aislado de 10 AWG y así romper la ruta paralela entre los dos gabinetes principales del medidor unidos.