Ie 264 Abb Construccion de Un Tablero Electrico de Baja Tension

34 Ingeniera Elctrica Abril 2012

Nota tcnica

IntroduccinUn tablero o cuadro elctrico

es una combinacin de varios dis-

positivos de proteccin y manio-

bra, agrupados en una o ms cajas

adyacentes (columnas).

En este artculo, el trmino

cuadro se utiliza para hacer re-

ferencia a un conjunto de equi-

pos de proteccin y maniobra de

baja tensin.

Como todos los componentes

de un sistema elctrico, los cua-

dros tambin deben cumplir las

normas correspondientes.

En lo referido a las normas, se

ha producido un cambio con la

sustitucin de la antigua norma IEC

60439-1 por las normas IEC 61439-

1 e IEC 61439-2. Estas normas son

aplicables a todos los cuadros de

distribucin y control de baja ten-

sin (aquellos en los que la tensin

nominal no supera los 1000 V para

CA o los 1500 V para CC).

El diseo de los cuadros ArTu

marca ABB responde a las descrip-

ciones y a los requisitos indicados

por la norma IEC 61439-2.

Este artculo tiene como fin

describir algunas de las principa-

les innovaciones y cambios in-

troducidos en las nuevas normas

en lo relativo a estructura, defini-

ciones y contenido (por ejemplo,

mtodos de verificacin de cua-

dros y condiciones de aplicacin

correspondientes), para lo cual se

desarrollarn los siguientes temas:

- Introduccin y descripcin de

las nuevas normas IEC 61439

- Definicin de las caractersticas

elctricas nominales, de los gra-

dos IP e IK y de las formas de se-

gregacin interna de un cuadro

1. Normas relativas a los cua-dros de baja tensin y su apli-cabilidad

La reciente publicacin de la

nueva norma IEC 61439 ha obli-

gado a cambiar y perfeccionar el

concepto de cuadro elctrico de

distribucin y maniobra, que ha-

ba permanecido invariable des-

de 1990, cuando el concepto de

cuadros montados en fbrica fue

sustituido por CS (cuadros de tipo

probado, TTA) y CDS (cuadros de

tipo parcialmente probado, PTTA).

La nueva norma sigue conside-

rando que un cuadro es un compo-

nente estndar de la instalacin,

como un interruptor automtico

o un tomacorriente, aunque est

formado por la unin de varios

aparatos, agrupados en una o ms

cajas adyacentes (columnas).

Construccin de un tablero elctrico de baja tensin conforme a las normas IEC 61439

Parte I

Por ABBDada la extensin del artculo, el mismo se publicar en dos partes. A continuacin, la primera.

Ingeniera Elctrica Abril 2012 35

En un cuadro es posible dis-

tinguir las siguientes partes: una

caja, denominada envolvente

conforme a las normas (y cuya

funcin es el soporte y la protec-

cin mecnica de los componen-

tes que alberga), y el equipo elc-

trico, formado por los aparatos,

las conexiones internas y los ter-

minales de entrada y salida para

la conexin a la instalacin.

Este sistema debe ser monta-

do de manera que cumpla los re-

quisitos de seguridad y realice de

forma ptima las funciones para

las cuales ha sido diseado.

Como todos los componentes

de una instalacin elctrica, los

cuadros tambin deben cumplir

las normas correspondientes. Las

normas IEC 61439-1 y 2 sobre esta

materia han entrado recientemen-

te en vigor a nivel internacional.

Estas normas se aplican a cua-

dros de baja tensin con una ten-

sin nominal mxima de 1000 V

CA o 1500 V CC.

IEC 61439-1 establece nor-

mas generales para los cuadros

de baja tensin, mientras que las

dems partes especifican las tipo-

logas concretas de los cuadros y

deben ser ledas junto con las

normas generales.

Las partes previstas son las si-

guientes:

- IEC 61439-2: Cuadros de dis-

tribucin de potencia y manio-

bra (cuadros PSC)

- IEC 61439-3: Cuadros de distri-

bucin (sustituye a IEC 60439-3)

- IEC 61439-4: Cuadros para

obras (sustituye a IEC 60439-4)

- IEC 61439-5: Cuadros para dis-

tribucin de potencia (sustitu-

ye a IEC 60439-5)

- IEC 61439-6: Sistemas de cana-

lizacin para embarrado (susti-

tuye a IEC 60439-2)

Existen otros dos documentos

publicados por IEC sobre cuadros

elctricos todava disponibles:

- Norma IEC 60890, que descri-

be un mtodo de evaluacin

de sobretemperatura median-

te clculo.

- Norma IEC 61117, que describe

un mtodo para evaluar la resis-

tencia a cortocircuitos median-

te clculo o mediante la aplica-

cin de las normas de diseo.

1.1 Norma IEC 61439-1

Como se ha mencionado ante-

riormente, el nuevo grupo de nor-

mas, identificado por la IEC con el

cdigo 61439, est compuesto por

la norma bsica 61439-1 y las nor-

mas especficas que hacen referen-

cia a la tipologa de los cuadros. La

primera norma aborda las caracte-

rsticas, propiedades y rendimiento

comunes a todos los cuadros, los

cuales sern despus detallados en

las normas especficas relevantes.

sta es la estructura actual de

la nueva norma IEC 61439:


bucin y maniobra de baja ten-

sin - Parte 1: Reglas generales


bucin de potencia y maniobra


bucin

- IEC 61439-4: Cuadros para

obras

- IEC 61439-5: Cuadros para dis-

tribucin de potencia en redes

pblicas

- IEC 61439-6: Sistemas de ca-

nalizacin para embarrado

En lo referido a la declaracin

de conformidad, cada tipologa

especfica de cuadro deber ser

declarada conforme a la respectiva

norma de producto (es decir, que

deber declararse la conformidad

de los cuadros PSC con IEC 61439-

2, mientras que para los cuadros de

distribucin deber declararse su

conformidad con IEC 61439-3).

La transicin de la anterior nor-

ma IEC 60439 a la actual IEC 61439

deber tener lugar de este modo:

la antigua norma 60439-1 debe-

r ser sustituida por las nuevas


Nota tcnica

normas 61439-1 y 2, que ya estn

disponibles, aunque permanecer

vigente hasta el 31 de octubre de

2014 para cuadros de distribucin

de potencia y maniobra (tambin

denominados cuadros PSC).

Despus de esa fecha, los nue-

vos cuadros PSC debern cumplir

nicamente las nuevas normas.

El periodo de validez de la

norma 60439-1 y las otras normas

60439-X se prolonga hasta 2014

para la construccin de otros cua-

dros especiales (obras, sistemas

de canalizacin para embarrado,

distribucin, etc.), dado que por el

momento las nuevas normas so-

lamente estn previstas, pero an

no estn disponibles.

La norma bsica establece los

requisitos para la construccin,

seguridad y mantenimiento de

los cuadros elctricos, identifi-

cando las caractersticas nomina-

les, condiciones de servicio am-

bientales, requisitos mecnicos y

elctricos, as como los requisitos

relativos al rendimiento.

La antigua norma, de 1990, di-

vida los cuadros en dos tipos, CS

(cuadros de tipo probado, TTA) y

CDS (cuadros de tipo parcialmen-

te probado, PTTA), en funcin de

su conformidad total o parcial con

las pruebas de tipo en laboratorio.

La nueva norma elimina comple-

tamente esta dualidad sustituyn-

dola por el concepto de cuadro

conforme, es decir, cualquier

cuadro que cumpla las verifica-

ciones de diseo impuestas por la

norma misma.

Con este fin, la norma introduce

tres tipos de verificacin distintos

pero equivalentes (verificacin de

diseo) de los requisitos de confor-

midad de un cuadro; se trata de:

- Verificacin mediante pruebas

en laboratorio (anteriormente

denominada pruebas de tipo

y ahora, verificacin mediante

pruebas)

- Verificacin mediante clculo

(empleando algoritmos anti-

guos y nuevos)

- Verificacin mediante el cum-

plimiento de las normas de

diseo (anlisis y considera-

ciones independientes de las

pruebas, verificacin mediante

criterios fsicos/analticos o de-

ducciones de diseo)

Las diferentes caractersticas

(sobretemperatura, aislamiento,

corrosin, etc.) pueden garantizar-

se empleando cualquiera de estos

tres mtodos; puede utilizarse

uno u otro indiferentemente para

garantizar la conformidad.

Debido a que no siempre es

posible elegir uno de los tres m-

todos, la Tabla D.1 del Anexo D de

la norma (vase la tabla 1.1) indi-

ca cul de los tres tipos de verifi-

cacin puede utilizarse para cada

caracterstica.

Como puede observarse, en

algunas caractersticas, como la

resistencia a la corrosin o a los

impactos mecnicos, solamente

se acepta la verificacin mediante

pruebas; en otras, como la sobre-

temperatura y los cortocircuitos,

se aceptan las tres formas de ve-

rificacin: pruebas, clculo o nor-

mas de diseo.

Otro importante cambio en la

nueva norma es una definicin

ms concreta de la figura del fa-

bricante.

Existen dos formas de ser fa-

bricante: fabricante original y fa-

bricante del cuadro. El primero es

el responsable de realizar el dise-

o inicial de la serie a la cual per-

tenece el cuadro que se va a cons-

truir, y con este fin ha llevado a

cabo las verificaciones de diseo

(anteriormente pruebas de tipo) o

los clculos, o bien comprobado

las normas de diseo, para abar-

car todas las posibles formas de

verificar el cuadro.

Es evidente que cuanto ms

efectivos sean los diseos que

el fabricante original pueda nor-


malizar y proponer, mayor ser la

probabilidad de que sus diseos

sean construidos y, por lo tanto,

obtenga beneficios.

El segundo, el fabricante del

cuadro, es quien realmente cons-

truye el cuadro, es decir, quien

obtiene las distintas partes y

componentes y los monta del

modo requerido, para completar

el cuadro, el ensamblado y el ca-

bleado empleando una de las po-

sibilidades de diseo ya mencio-

nadas, listas para usar y ofrecidas

por el fabricante original.

La norma contina aceptando

que algunas fases del montaje de

los cuadros tambin pueden tener

lugar fuera del laboratorio o taller

del fabricante (en la obra o en una

mquina), pero deben cumplirse

sus instrucciones.

Desde el punto de vista opera-

tivo, los cuadristas y los instalado-

res, es decir, los fabricantes fnales,

pueden seguir utilizando del modo

habitual productos vendidos en

forma de kit e incluidos en los cat-

logos de los fabricantes originales

para montarlos en los cuadros de

acuerdo al modo que precisen.

En resumen, el fabricante origi-

nal deber:

- Disear (calcular, disear y

ejecutar) la gama de cuadros

deseada

- Probar varios prototipos per-

tenecientes a esa gama de

cuadros

- Superar las pruebas para de-

mostrar la conformidad con

los requisitos obligatorios de

la norma

Tabla 1.1


Nota tcnica

- Derivar de las pruebas otras

configuraciones mediante cl-

culo u otras evaluaciones o me-

diciones

- Aadir otras configuraciones

obtenidas sin pruebas gracias

a normas de diseo adecuadas

- Recopilar toda la informacin

anteriormente descrita y po-

nerla a disposicin del cliente

final mediante catlogos, reglas

de clculo o software, de modo

que pueda construir el nuevo

cuadro, utilizarlo y gestionar-

lo de la mejor manera posible,

llevando a cabo los controles y

mantenimiento adecuados.

La lista de verificaciones de di-

seo requerida por la norma bajo

la responsabilidad del fabricante

original, quien, conforme a la tabla

1.1, deber decidir cmo las lleva a

cabo, es la siguiente:

Verificacin de las caractersti-

cas relativas a la construccin:

- Resistencia de los materiales y

partes del cuadro

- Grados de proteccin IP del

cuadro

- Distancias de aislamiento (en

aire y superficialmente)

- Proteccin contra descarga

elctrica e integridad de los

circuitos de proteccin

- Instalacin de dispositivos y

componentes de maniobra

- Circuitos y conexiones elctri-

cas internas

- Terminales para conductores

externos

- Verificacin de las caractersti-

cas relativas al rendimiento:

- Propiedades dielctricas (rigi-

dez dielctrica a 50 Hz y ten-

Figura 1.1


sin soportada a impulsos)

- Verificacin de los lmites de

sobretemperatura

- Resistencia a cortocircuitos

- Compatibilidad electromagn-

tica (EMC)

- Funcionamiento mecnico

Por su parte, el fabricante del

cuadro ser responsable de:

- Seleccionar e instalar los com-

ponentes cumpliendo fielmen-

te las instrucciones proporcio-

nadas

- Ejecutar la verificacin particu-

lar de cada cuadro fabricado

- Certificar el cuadro

La lista de pruebas particulares

requeridas por la norma bajo la

responsabilidad del fabricante del

cuadro es la siguiente:

Caractersticas relativas a la

construccin:

- Grados de proteccin IP de la

envolvente

- Distancias de aislamiento (en

aire y superficialmente)

- Proteccin contra descarga

elctrica e integridad de los

circuitos de proteccin

- Instalacin de dispositivos y

componentes de maniobra

- Circuitos y conexiones elctri-

cas internas

- Terminales para conductores

externos

- Funcionamiento mecnico

Caractersticas relativas al ren-

dimiento:

- Propiedades dielctricas (rigi-

dez dielctrica a 50 Hz y ten-

sin soportada a impulsos)

- Cableado y rendimiento en

servicio

Estas verificaciones pueden

llevarse a cabo en cualquier or-

den. El hecho de que las verifica-

ciones particulares sean llevadas a

cabo por el fabricante del cuadro

no exime al instalador de verificar-

los despus del transporte e insta-

lacin del cuadro.

Los principales cambios y no-

vedades introducidos por la norma

IEC 61439 con respecto a la ante-

rior IEC 60439 pueden resumirse

en los diagramas de la figura 1.1.

La segunda parte de este artculo se

publicar en el prximo nmero.

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