¿Qué es una caja de conexiones? La guía definitiva

Cuando se trabaja con conexiones eléctricas, como interruptores y accesorios, es necesario protegerlos de cualquier forma de manipulación. Por eso es necesario colocarlos en una caja de conexiones para evitar peligros no deseados.

¿Qué es una caja de conexiones?

Podemos describir una caja de conexiones como una especie de carcasa que contiene conexiones para cableado eléctrico. Encontrará este tipo de carcasas fabricadas en plástico PVC o en metal.

Los cables eléctricos pasan a través de una caja de conexiones que actúa como un punto de conexión separado para su red de distribución. Puede tener un acceso fácil a sus conexiones eléctricas a través de la caja de conexiones si desea realizar tareas de mantenimiento o modificaciones.

Características de una caja de conexiones

Existen ciertas características que solo se encuentran en las cajas de conexiones. Veamos algunas de estas características de identificación exclusivas de la caja de conexiones.

• Es una carcasa de plástico o metálica.
• Puede albergar varios conectores de cables.
• Tienen puntos de entrada y salida por donde entran o salen los cables de conexión.
• Algunos tienen prensaestopas en los puntos de entrada y salida en lugar de solo orificios.
• Vienen en diferentes dimensiones y tamaños dependiendo de su área de aplicación.

Funcionamiento de una caja de conexiones

No debe sorprenderle que el funcionamiento de una caja de conexiones sea muy sencillo. Solo necesita tomar una única fuente de energía, pasarla a través de la caja y dividir la energía para alimentar a más componentes eléctricos.

Sin embargo, no se puede realizar esta operación al azar. Hay que seleccionar los cables con cuidado y conectarlos de forma adecuada después de la separación, asegurándose de respetar el código de colores.

Para que las conexiones funcionen de manera eficiente, debe sujetar los cables pelados y conectados con tuercas para cables. Una vez que haya confirmado que todas las conexiones están bien y que no hay cables desnudos, puede conectar la conexión eléctrica y la caja de conexiones funcionará.

Beneficios de una caja de conexiones

Puede parecer un componente básico simple, pero puede obtener muchos beneficios de él. Veamos brevemente algunos de los beneficios que puede obtener al usar una caja de conexiones:

· Seguridad

Sabemos que la caja de conexiones alberga sus conexiones eléctricas en un entorno confinado, lo que minimiza cualquier contacto físico que pueda tener con dichas conexiones, garantizando así su seguridad.

Si realiza más conexiones divididas o incluso modificaciones en su sistema eléctrico, las uniones estarán protegidas de condiciones ambientales extremas. Esto reduce el riesgo de incendios accidentales o de daños por agua en las conexiones.

· Puesta a tierra

No necesitará ningún tipo de conexión a tierra al utilizar cajas de conexiones de plástico debido a que, como es obvio, no son conductores. Además, eliminan el riesgo de electrocución que puede enfrentar si contienen un cable con corriente.

· Barato

Si opta por una caja de conexiones de plástico, le costará mucho menos en comparación con otras cajas de conexiones. Es la favorita de muchos contratistas, ya que no necesitarán ningún tipo de abrazaderas para montarlas en cualquier lugar.

· Flexibilidad

Con las cajas de conexiones, puede realizar modificaciones o cambios en sus conexiones eléctricas existentes con facilidad. Le ofrecen un lugar conveniente desde donde puede realizar dichas actividades.

Varios tipos de cajas de conexiones

Si lo analizamos desde una perspectiva amplia, podemos clasificar las cajas de conexiones según el material del que están hechas. Esto significa que puede haber una caja de conexiones metálica o una hecha de plástico duro como el PVC.

Para las cajas de conexiones de metal, encontrará materiales como el acero o el aluminio, que se utilizan comúnmente para fabricarlas. Estas cajas de metal suelen ser lo suficientemente resistentes y duraderas como para servirle durante mucho tiempo.

Sea cual sea el material, clasificamos las cajas de conexiones según su diseño o su funcionalidad. Veamos algunos de los tipos más comunes que encontrará y para qué las usarán:

· Caja de conexiones de bandeja redonda

Esta caja de conexiones está diseñada para usarse con luminarias de techo simples e iluminación básica de pared. Por lo general, son muy poco profundas y de tamaño y diámetro pequeños, con una profundidad de entre 0,5” y 0,75”.

Como su tamaño es limitado, solo se pueden hacer tres conexiones de cables en total. Cualquier conexión adicional que hagas más allá de esto sobrecargará el dispositivo y aumentará el riesgo de incendio eléctrico.

· Caja de conexiones estándar regular

Puedes encontrarlos de plástico o metálicos con medidas que varían entre 2” y 3” de tamaño con una profundidad de entre 1,5” y 3,5”. Puedes usar estas cajas de “una vía” para conexiones de un solo cable o como receptáculos para tomas de corriente normales.

Contamos con cajas estándar regulares que tienen un lado desmontable, lo que significa que permiten la "agrupación". Esto significa que puede separar fácilmente el lado y unirlo con otras cajas para formar una caja de conexiones más grande de dos o más de ellas.

· Caja de conexiones cuadrada estándar

Esta caja se utiliza principalmente en aplicaciones en las que hay que tender muchos conductores en más de dos direcciones. El hecho de que sean cuadradas les da espacio adicional en las esquinas que permite colocar muchos conectores en su interior.

Tienen unas dimensiones de entre 1,25” y 2,125” de profundidad y 4” de largo en todos los lados. Son de plástico o de metal y se pueden utilizar para interruptores de luz o cualquier artefacto de iluminación del hogar.

· Caja de conexiones estándar redonda/octógono estándar

Si desea colocar artefactos de iluminación en la pared o el techo, estas dos son su mejor opción para las cajas de conexiones. Suelen ser más grandes que la caja redonda, lo que significa que puede tener más cableado en comparación con esta.

Sus dimensiones y diámetros varían según su forma, sin embargo, encontrarás una profundidad de entre 1,5” y 3” para ambos.

· Caja de conexiones para ventilador de techo

Tal como sugiere el nombre, puedes usar estas cajas como accesorio eléctrico para tus ventiladores de techo. Normalmente las encontrarás redondas u octogonales, aunque existen otras formas y diseños.

Dado que soportan una carga pesada que gira, debes asegurarte de sujetarlo firmemente al techo para que tenga estabilidad. Esto se debe a que, además de actuar como caja de conexiones, también es un soporte para tu ventilador suspendido.

· Cajas de conexiones de 2, 3 y 4 entradas

Estos dispositivos pueden admitir dos, tres o cuatro tomacorrientes según la cantidad de conectores que tengan. Aunque se utilizan principalmente para usos industriales, los encontrará en forma cuadrada o rectangular.

· Cajas de conexiones para exteriores

Estas cajas de conexiones suelen ser impermeables y estar muy selladas para proteger las conexiones de los efectos externos. Normalmente se montan en el exterior de la casa o en las paredes o terrazas donde se encuentra la aplicación.

Debe comprobar si la velocidad de su caja de conexiones puede soportar la humedad de su ubicación para su aplicación. Los materiales habituales para este tipo de cajas son PVC de alto impacto o acero y aluminio, que le servirán durante mucho tiempo.

 

Instalación de cajas de conexiones

Vamos a ver cómo puedes instalar tu empalme paso a paso. Para empezar, tendrás que apagar la fuente de alimentación por razones obvias.

Analicemos el procedimiento paso a paso para instalar su caja de conexiones:

• Puede utilizar un voltímetro o un comprobador para confirmar que no fluye corriente en los cables de conexión.
• Contamos con dos áreas de aplicación donde deberás instalar tu caja de conexiones, ya sea dentro de tu casa o local o en el exterior de la misma. Deberás utilizar clavos para fijar tu caja interior o tornillos para cajas de conexiones exteriores.

Si su caja de conexiones es metálica, entonces necesitará reforzarla usando abrazaderas de cable colocadas desde el exterior de la caja.

• A continuación, pase suavemente los cables por las aberturas de la caja de conexiones hasta el interior. Haga algunas marcas de media pulgada en el punto en el que los conectores acaban de pasar la abrazadera.
• Ahora puedes retirar los cables de la caja de conexiones y hacer un empalme en cada uno de ellos que esté a 6” de la primera marca. Vuelve a colocar los cables dentro de la caja de conexiones y, si son metálicos, utiliza las abrazaderas para reforzarlos.

No será necesario que hagas lo mismo con las cajas de conexiones de plástico, ya que tienen abrazaderas autoajustables.

• Comprueba el tamaño de los cables para utilizar el pelacables adecuado. Antes de cortar, puedes colocar el extremo del cable junto al pelacables para comprobarlo.
• Proceda a pelar aproximadamente una pulgada de los cables de conexión que desea utilizar en su caja de conexiones. Tenga cuidado al pelar para no dañar los cables mientras lo hace.
• Une todos los cables siguiendo un código de colores. La mejor forma de empezar es con los cables de tierra si se trata de una caja de conexiones metálica.
• Puedes reforzar la conexión a tierra utilizando un cable flexible para las cajas metálicas. Al unir los cables, puedes reforzarlos y sujetarlos mucho más fuerte utilizando alicates.
• Después de los cables de conexión a tierra, conecte los cables neutros y luego termine con los conectores de tierra. Después de eso, marque ligeramente cada cable conectado para asegurarse de que estén bien conectados.
• Sella todos los cables desnudos con cinta aisladora y dobla cuidadosamente las conexiones para que encajen dentro de la caja de conexiones.
• Vuelva a colocar la tapa de la caja de conexiones y fíjela con tornillos. Encienda la alimentación y la caja de conexiones estará lista para funcionar.

Clasificaciones de seguridad de las cajas de conexiones

Al igual que cualquier otro dispositivo eléctrico que se encuentre en el mercado, las cajas de conexiones también deben alcanzar un cierto nivel de seguridad. Estas medidas están ahí para garantizar su seguridad y las prácticas estándar de seguridad de la industria en general.

A continuación se muestran las tres clasificaciones principales de cajas de conexiones y lo que representan:

· Clasificaciones NEMA

Según las clasificaciones NEMA (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos), las cajas de conexiones deben proteger las conexiones contra el polvo y los líquidos. Las cajas de conexiones se clasifican del 1 al 13, en orden no progresivo.

Cada número representa la resistencia de la caja de conexiones a determinadas condiciones ambientales. También encontrará algunas letras después de algunos de estos números que indican una resistencia mejorada.

Veamos algunas de estas calificaciones y sus significados:

• NEMA Tipo 1: Ofrecen protección a tus conexiones contra el contacto humano y con objetos. Puedes utilizarlos en aplicaciones con agua o entornos aceitosos y polvorientos.
• NEMA Tipo 2: Puedes usarlos para aplicaciones interiores y proteger tus conexiones de la corrosión y la suciedad.
• NEMA Tipo 3: Puede utilizar las cajas de conexiones tanto para aplicaciones interiores como exteriores. Pueden proteger su conexión de la lluvia y el polvo, además de los daños causados por la nieve.
• NEMA Tipo 3R: Las cajas de conexiones son principalmente para exteriores y están protegidas contra la lluvia y la nieve. Si las usas para aplicaciones interiores, tus conexiones estarán protegidas contra el goteo de agua.
• NEMA Tipo 3S: Diseñado exclusivamente para uso en exteriores con la protección que ofrece contra la lluvia, el hielo de la nieve o el polvo arrastrado por el viento.
• NEMA Tipo 4: Puedes usarlos en aplicaciones que tengan muchas salpicaduras de agua, como chorros de agua a presión.
• NEMA Tipo 4X: Encontrará estas cajas fabricadas con plástico de alta calidad y acero inoxidable de calidad. Puede usarlas en condiciones adversas, como aplicaciones que tengan productos químicos corrosivos como limpiadores cáusticos.
• NEMA Tipo 6P: Puedes utilizarlos tanto en interiores como en exteriores en aplicaciones que impliquen inmersión en agua. Ten en cuenta que solo funcionan bien en inmersiones poco profundas.
• NEMA Tipo 12: Se utilizan habitualmente en la fabricación para proteger los dispositivos conectados contra la contaminación por agua, aceite o polvo. Protegen dispositivos como los sistemas de accionamiento electrónico cuando se encuentran en el exterior.
• NEMA Tipo 13: Puede utilizar estas cajas de conexiones para sus aplicaciones interiores. Protegen su conexión contra aceite y polvo, goteo de agua y refrigerantes que no se corroen.

· Clasificaciones IP

Las clasificaciones de protección internacional/de ingreso también describen determinados niveles de protección para las cajas de conexiones. Las verá en sus cajas de conexiones como prefijos de IP seguidos de dos números con una letra opcional al final.

Como hemos dicho, el primer dígito después del prefijo IP indica la protección que ofrece su caja de conexiones contra la invasión de objetos extraños. Los dígitos son los siguientes:

• 2: Ofrece protección contra objetos sólidos de tamaño inferior a 12,5 mm.
• 5: ofrece protección a sus conexiones contra la entrada leve de polvo
• 6: Su caja de conexiones es a prueba de polvo

El segundo dígito después del prefijo IP te muestra el nivel de protección que le brinda a tus conexiones contra el agua. Estos dígitos son:

• 0: Su caja de conexiones no tiene protección contra el agua.
• 2: Protege sus conexiones contra el agua vertical que entra en contacto con ellas en un ángulo de 15°
• 4: Puede soportar cualquier chorro de agua que entre en contacto con él desde cualquier dirección.
• 5: Esta caja de conexiones protege sus conexiones de chorros de agua con baja presión.
• 6: Puede proteger sus conexiones contra cualquier chorro de agua a alta presión.

Clasificaciones UL

Las clasificaciones de Underwriter Laboratories (UL) incluyen clasificaciones para cajas de conexiones. Sin embargo, estos estándares de seguridad y calidad son específicos para las cajas de conexiones que se utilizan con equipos de alto voltaje.

Se clasifican numéricamente del 1 al 13 y algunas clasificaciones tienen una letra después del número, lo que implica una protección mejorada. Debe tener en cuenta que las clasificaciones no son progresivas, lo que significa que las clasificaciones más altas no se traducen necesariamente en una protección superior.

Componentes de una caja de conexiones

Una caja de conexiones es una estructura muy simple con componentes básicos. Es un gabinete de plástico o de metal que contiene conectores de cables, bloques de terminales o simplemente un espacio, según la aplicación.

Las cajas de conexiones tienen puntos de entrada y salida para las conexiones de cables, que normalmente son solo orificios hechos en los costados. Según la aplicación, encontrará otras con casquillos en estos puntos para sujetar los cables de conexión.

Los casquillos también actúan como protección contra la entrada de objetos extraños y peligros ambientales extremos. Otras cajas tienen la parte del conector de un cable de acoplamiento colocada en lugar de casquillos para simplificar la conexión.

Aplicaciones de las cajas de conexiones

Existen muchas aplicaciones que puede encontrar para las cajas de conexiones, desde el uso doméstico hasta el comercial. El área de aplicación determinará el tipo de caja de conexiones que utilizará.

Enumeremos algunas de estas aplicaciones comunes:

· Uso doméstico

Las cajas de conexiones pueden ser muy útiles en muchos aspectos de su hogar, como por ejemplo en los receptáculos eléctricos y los artefactos de iluminación. También puede utilizar cajas de conexiones para ventiladores para montarlos en el techo y otros aparatos eléctricos para exteriores.

· Almacenes

Los almacenes son entornos respetuosos con el medio ambiente, ya que consumen mucha electricidad en sus operaciones. Debido a la naturaleza del funcionamiento de los almacenes, es necesario instalar cajas de conexiones resistentes a los impactos.

Suelen ser grandes y tener espacio suficiente para realizar conexiones y modificaciones adicionales cuando sea necesario. La mayoría están ubicadas al aire libre, aunque también se pueden encontrar algunas dentro de las instalaciones.

· Instalaciones médicas

Las conexiones eléctricas en los centros médicos son muy delicadas, ya que en ellas se utilizan máquinas que salvan vidas y procedimientos médicos críticos. Las cajas de conexiones que se utilizan son rígidas, se colocan en interiores y son a prueba de manipulaciones, pero de fácil acceso.

· Oficinas y Comercios

Estos dos son los lugares que menos requieren cajas de conexiones además de los accesorios y luminarias. Sin embargo, están ahí y son más grandes que las que usamos para aplicaciones residenciales, aunque se colocan principalmente en interiores.

Material de la caja de conexiones

Los principales materiales que se utilizan para fabricar las cajas de conexiones son el metal y el plástico. En cuanto a las metálicas, las puedes encontrar en muchas variantes como acero galvanizado, acero o aluminio.

Estas cajas de conexiones son duraderas y pueden servir a su aplicación durante mucho tiempo. Cumplen una función excelente a la hora de proteger sus conexiones contra daños físicos.

En cuanto a las cajas de conexiones de plástico, están hechas de PVC de alta resistencia o incluso de plástico ABS. Debido a su alta resistencia, pueden durar más que el plástico común en su aplicación.

Tienen una estructura muy liviana y son muy útiles incluso en entornos de aplicación corrosivos. Sin embargo, deberá utilizarlos principalmente para aplicaciones en interiores, ya que no reaccionan bien con la luz solar directa.

Caja de conexiones vs caja de terminales

Aunque su estructura puede parecer similar, estos dos dispositivos tienen propósitos diferentes. Como hemos visto, utilizamos una caja de conexiones para alojar las conexiones eléctricas de los cables y poder acceder a ellas fácilmente durante las reparaciones y las modificaciones.

Por otro lado, las cajas de terminales son recintos que utilizamos para alojar los bloques de terminales que unen los diferentes cables conductores. Estos bloques de terminales están aislados y garantizan que todas las conexiones de cables estén correctamente terminadas.

Conexión del cableado de la caja de conexiones

Cuando utilizamos cajas de conexiones, simplemente tomamos una única conexión de cable de fuente y dividimos la energía para dar servicio a otras aplicaciones. Los tres cables que puede utilizar para esto son el cable con corriente (rojo/marrón), el cable neutro (azul) y el cable de tierra (verde/amarillo).

La conexión a la caja de conexiones debe realizarse desde el panel eléctrico principal. Estas conexiones suelen ser los cables de conexión habituales que se utilizan para las unidades de cableado doméstico habituales.

Estos cables tienen una cubierta no metálica que se puede pelar al conectarlos a otros cables. Después de empalmar estos cables principales, se conectan a otros cables que distribuyen la alimentación a los diferentes dispositivos electrónicos.

Para que su caja de conexiones funcione de manera eficiente, debe garantizar la uniformidad del calibre del diámetro de sus cables. Esto garantizará que sus conexiones no sufran pérdidas de energía debido a esa disparidad.

Precauciones de seguridad durante la instalación de la caja de conexiones

Al instalar la caja de conexiones, hay algunas precauciones de seguridad que debe respetar. Algunas de ellas son:

• Si va a montar su caja de conexiones en cualquier superficie, asegúrese de utilizar los orificios de montaje que están allí específicamente para la caja.
• Para cada cable de conexión que esté involucrado en sus conexiones dentro de la caja de conexiones, el empalme debe ser de ¾” desde su extremo.
• Nunca deje ningún cable desnudo dentro de la caja de conexiones. Enrolle juntos los cables que no utilice del mismo color y átelos con cinta aisladora.
• Asegúrese de que todas las conexiones estén guardadas de forma segura dentro de la caja de conexiones antes de sellarla.
• Al realizar conexiones en la caja de conexiones, asegúrese de que la fuente de alimentación de los conectores esté apagada. Esto es para evitar cualquier riesgo de electrocución.
• Debe asegurarse de que cualquier caja de conexiones metálica que instale tenga un cable de tierra que funcione conectado a ella.
• Asegúrese de que la caja de conexiones esté ubicada en un área donde pueda acceder fácilmente a ella en caso de que ocurra algo.

Cómo elegir la caja de conexiones adecuada

A la hora de buscar la caja de conexiones más adecuada para su aplicación, hay algunos aspectos que debe tener en cuenta. Podemos analizar algunos de ellos para que comprenda mejor cómo hacerlo.

· Número de terminales

La cantidad de conexiones que requiere su aplicación determinará el tipo de caja de conexiones que elegirá. La mayoría de las cajas de conexiones tienen entre 3 y 6 terminales, por lo que debe confirmar la cantidad exacta con su aplicación.

· Material

Algunas de sus aplicaciones funcionarán bien con una unión de plástico, mientras que otras funcionarán mejor con una de metal. Verifique todas las condiciones ambientales que rodean su área de aplicación antes de elegir el mejor material para su caja de conexiones.

· Clasificación de la caja de conexiones

Las distintas cajas de conexiones tienen diferentes clasificaciones de seguridad descritas por sus fabricantes. Debes elegir una caja de conexiones que tenga una clasificación similar a los requisitos de tu aplicación.

· Método de cableado

El tipo de método de cableado de su aplicación determina en gran medida el tipo de caja de conexiones que utilizará. Si su aplicación tiene cables con revestimiento metálico, deberá optar por cajas de conexiones metálicas, mientras que las cajas con conductos son adecuadas para los accesorios de los conductos.

Conclusión

Las cajas de conexiones son muy importantes en las conexiones eléctricas por muchas razones. La seguridad es muy importante y la caja de conexiones garantiza que obtenga exactamente eso en cualquier aplicación de su conexión eléctrica.

Si comprende bien cómo se clasifican y cómo funcionan, podrá elegir la mejor caja de conexiones. También garantizan que sus sistemas eléctricos funcionen en el entorno más confiable.

Más recursos:

Caja eléctrica – Fuente: Science Direct

Caja de terminales vs. caja de conexiones eléctricas – Fuente: KDMFAB

Caja de conexiones eléctricas– Fuente: KDMSTEEL

Caja de conexiones eléctricas vs. caja eléctrica – Fuente: KDMFAB

Caja de conexiones de metal – Fuente: KDMFAB

Caja de conexiones– Fuente: WIKIPEDIA