SemNº12-Tableros Eléctricos

TABLEROS ELÉCTRICOS

CONCEPTOS BÁSICOS

¿Qué es un tablero eléctrico? Es una combinación de uno o más dispositivos de maniobra, asociados con equipo de control, medida, ensamblados; protección y regulación completamente es decir, con todas sus interconexiones eléctricas y mecánicas terminadas, así como sus partes estructurales (Norma IEC 439-1 )

Para el diseño de un tablero se debe considerar algunos aspectos que son importantes como: Finalidad del mismo • •

•

•

El aspecto de la economía y la seguridad La capacidad y el aumento de futuras cargas. Consideraciones de mantenimiento y un espacio de trabajo interior

Nivel de Tensión

Baja Tensión

Valores Valores Valores Nominales de Nominales de Nominales de Tensión en ac Tensión en dc Corriente ac. (V) (V) y/o dc.(A) 600, 1200, 2000, 3000, 120, 240, 480 125, 250 y

y 550

Alta Tensión

2400, 4160, 7200, 13800, 23000 y 34500

550

4000 y 5000 600, 1200, 2000, 3000, 4000 y 5000

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

AREAS FUNCIONALES EN UN TABLERO Barras

Equipos

Cables Estandard

AREAS FUNCIONALES EN UN TABLERO

Duplex Back - to Back

Mayor Ahorro de Espacio

Módulo 4E extraíble hasta 30kW, de 100mm de alto

Compartimiento de salida de cables, de 400mm de ancho

Entrada con ACB extraíble hasta 2000A, de 400mm de ancho

Columna MNS de 2200mm de alto, 1000mm de ancho y 600mm de profundidad, con conexión accesible desde el frente

La IEC ha desarrollado una clasificación de las condiciones de servicio que puedan afectar la performance de tableros y equipo de control eléctrico. Estas se resumen en: En el GRUPO I en relación al medio ambiente: Tipo A: consideraciones de Temperatura y humedad Tipo B: consideraciones respecto a los sólidos, líquidos vapores y gases en atmósferas diferentes a las de vapor de agua y aire limpio Tipo C: consideraciones con respecto a la circulación de aire y a la ventilación

En el GRUPO II en relación a efectos mecánicos: Tipo A: choques mecánicos Tipo B: vibraciones Tipo C: esfuerzos mecánicos En el GRUPO III en relación al suministro de energía: Tipo A: para suministros de corriente alterna Tipo B: para suministros de corriente continua

PARTES BÁSICAS DE UN TABLERO ELÉCTRICO •

•

Gabinete.- Es una cubierta diseñada para montaje adosado o empotrado y provista de un armazón, rejilla o marco a los que se sujetan puertas abisagradas. Barras .- Las barras son de cobre electrolítico de alta conductividad, la capacidad de las barras para cada tablero es igual a la capacidad nominal de todos los circuitos.

•

•

Panel de interruptores.- Esta montado en una base de fierro galvanizado, sobre una plancha de fibra aislante. Mandil.- Viene hacer una tapa o plancha que sirve para cubrir el panel de interruptores los cuales visibles,para las manijas manualsonsirve evitar de operación contactos accidentales con las partes sometidas a tensión.

•

Marcos y puertas.- Viene a ser la parte manual del gabinete que esta fabricado con plancha de fierro laminado en frío.

Tablero para arranque de 6 motores con arrancadores electrónicos

CLASIFICACIÓN DE LOS TABLEROS

CLASIFICACIÓN DE LOS TABLEROS Según su ubicación de instalación: Soportados •

Adosados

Empotrados

CLASIFICACIÓN DE LOS TABLEROS Según su ubicación de instalación:

Barbotantes

Autosoportados

CLASIFICACIÓN DE LOS TABLEROS Según su fabricación: Plástico

Metálico

CLASIFICACIÓN DE LOS TABLEROS Según su utilización: Tablero de distribución. Tablero de control. • • • •

Tablero de medición. protección.

TABLERO DE DISTRIBUCIÓN Distribuyen la energía eléctrica a los distintos equipos que pueden ser otros tableros o centro de control de motores, etc. Se caracterizan por manejar corrientes y tensiones altas o relativamente altas. Compuestos por fusibles, seccionadores, interruptores de potencia, relés, contactores de potencia, etc.

TABLERO DE CONTROL Controlan el funcionamiento de los distintos equipos de una instalación eléctrica. Se caracterizan por valor manejary corrientes de bajo tensiones bajas. Están compuestos por fusibles, relés de control o protección, contactores auxiliares, lámparas de señalización, pulsadores, temporizadores, etc.

GRADOS DE PROTECCIÓN ELÉCTRICA

Los tableros, tendrán adecuada protección mecánica contra contactos accidentales y podrán dejar accesibles sólo a los dispositivos de comando y protección, señalización y medición. En los frentespeligro de operación de los tableros que ofrezcan de contactos directos en su operación, deberán colocarse alfombras o camineros de material aislante, fijos en el piso, que abarquen la totalidad de su frente y de ancho no inferior a 0,80m

Grados de Protección de Carcasa de los Materiales Eléctricos según Norma IEC 529 Protección del Equipo: Contra el ingreso de cuerpos extraños

Contra el ingreso de agua con efectos perjudiciales

1º DÍGITO Letras de código: Protección Internacional

2º DÍGITO

IP 2 3 Protección de Personas

1ª CIFRA Protección contra el ingreso de objetos extraños sólidos

Protección contra el acceso a partes peligrosas con:

0

Sin protección

Sin protección

1

superiores a 50 mm

el dorso de la mano

2

superiores a 12 mm

el dedo

3

superiores a 2.5 mm

una herramienta

4

superiores a 1 mm

un alambre

5

protegido contra el polvo

un alambre

6

Totalmente protegido contra el polvo

un alambre

2ª CIFRA 0

Protección contra penetración de agua con efectos perjudiciales Sin protección

1

Protegido contra caídas verticales de gotas de agua

2

Protegido contra caídas de agua con una inclinación máx. de 15º

3

Protegido contra el agua en forma de lluvia con una inclinación máx. de 60º

4

Protegido contra proyecciones de agua en todas direcciones

5 6 7

Protegido contra los chorros de agua desde todas las direcciones de lanzamiento Protegido contra las proyecciones de agua asimilables a las olas marinas Protegido contra los efectos de la inmersión

Locales Locales de uso específico Salas de mando Salas de máquinas Establecimientos Industriales Azucareras Tratamiento de basuras Carpinterías Locales Públicos y comerciales Bancos Restaurantes y venta de bebidas Salas de conferencias

IP

Locales

IP

20 31

Servicio electrónico Talleres

20 23

55 54 50

Cervecerías Fabricas de cemento Fabricación de papel

50 50 34

20 20 20

Carnicería (cámara frigorífica) Farmacia Panadería

23 20 50

ª

ª

1 cifra: Protección contra los cuerpos sólidos IP Tests IP 0 Sin protección 0 Cuerpos sólidos superiores a 50 mm

1

2 cifra: Protección contra los líquidos Tests Sin protección Caídas verticales de gotas de agua (condensación)

1 15°

2

Cuerpos sólidos superiores a 12 mm

3

Cuerpos sólidos superiores a 2,5 mm

Ø2,5 mm

° 60

3

Agua de lluvia hasta 60º de la vertical

4

Proyecciones de agua en todas direcciones

5

Lanzamiento de agua en todas direcciones

(ej: herramientas, cables)

4

5

Ø 1 mm

Cuerpos sólidos superiores a 1 mm (ej: herramientas finas, pequeños cables)

Polvo (sin sedimentos perjudiciales)

Caídas de agua hasta 15º de la vertical

2

PROTECCIÓN ELÉCTRICOS:

CONTRA

CHOQUES

Protección contra contactos directos: Impide los contactos peligrosos de las personas con las partes activas. La protección contra contactos directos puede obtenerse: • •

Propia construcción del Tablero. Disposiciones complementarias dadas por el fabricante.

PROTECCIÓN ELÉCTRICOS:

CONTRA

CHOQUES

Protección contra contactos indirectos: Impide los contactos peligrosos de las personas. Protección por utilización de circuitos de •

•

•

protección. Puede estar constituido por: un conductor de protección separado, por las partes conductoras de la estructura o por ambas. Esto lleva a asegurar la protección contra las consecuencias de defectos interiores o exteriores al Tablero.

PROTECCIÓN POR AISLAMIENTO DE LAS PARTES ACTIVAS: Las partes activas deben estar completamente recubiertas por un material aislante. Los materiales aislantes deben ser capaces de resistir las solicitaciones mecánicas, eléctricas y térmicas que se pueden producir durante el servicio. Las pinturas, barnices, lacas y productos análogos, en general, no son considerados como un aislamiento suficiente para asegurar la protección contra contactos directos

PROTECCIÓN POR UTILIZACIÓN CIRCUITOS DE PROTECCIÓN •

•

•

•

DE

Asegurar la continuidad eléctrica entre masas de Tablero y entre estas y el circuito de protección de la instalación, mediante interconexiones eficaces o directamente o a través de conductores de protección. Las masas del tablero que, poretc.) varios motivos (pequeño tamaño, inaccesibilidad, no sean de peligro, pueden no estar conectadas al circuito de protección. Los dispositivos de mando manual deberán estar conectados eléctricamente con las partes conectadas al circuito de protección o provistas de aislamiento adicional que las aísle de las otras partes conductoras. La norma da indicaciones para el cálculo del conductor de protección

Forma 1

Ninguna Separación

Forma 2

Separación de los Juegos de Barras de las Unidades Funcionales.

Forma 3

Separación de los juegos de barra de las unidades funcionales y separación de todas las unidades entre si, sin incluir los bornes para conductores externos. Los bornes de los conductores externos no precisan estar separados de los juegos de barras.

Forma 4 443

Separación de los juegos de barras de las unidades funcionales y separación de todas las unidades entre si, incluidos los bornes para conductores externos que forman parte de la unidad funcional.

ELEMENTOS DE UN TABLERO ELECTRICO

DISPOSITIVOS A UTILIZAR EN UN TABLERO Interruptor Termomagnético o Disyuntor Se emplean para proteger cada circuito de la instalación, su principal función es resguardar a los conductores eléctricos ante sobrecorrientes que pueden producir peligrosas elevaciones de temperatura. Los conductores Cada conductor, este tiene asociada una capacidad de trasporte de corriente (en amperes), en la cual también tiene que ver su aislación (recubrimiento) y el método de canalización a emplear (tubería, bandeja, etc). El segundo criterio (caída de tensión) tiene relación con el hecho de que mientras más lejos se encuentre el punto de consumo del punto de suministro, la caída de tensión en el extremo de la línea será mayor.

DISPOSITIVOS A UTILIZAR EN UN TABLERO Interruptor o Protector Diferencial El interruptor diferencial es un elemento destinado a la protección de las personas contra los contactos indirectos. Se instala en el tablero eléctrico después del interruptor automático del circuito que se desea proteger. Canalizaciones Un medio común de canalización de los conductores son tuberías de PVC o metálicas (comúnmente de acero galvanizado).

Fusibles: Quizá el dispositivo mas simple de protección del motor contra sobreintensidades es el fusible. Por regla general, los fusibles protegen contra los cortocircuitos mas bien que contra las sobrecargas. Contactor: Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada".

GUARDAMOTORES Interruptor automático destinado al comando y protección de los motores eléctricos. Cuya finalidad principal es proteger al Motor de inestabilidades de la corriente y, por ende, prolongar la vida del motor. La curva de disparo de los relés térmicos estáde diseñada especialmente para este tipo carga

Relé Un tipo de relé de sobrecarga es un dispositivo que obedece a un principio magnético de funcionamiento. El relé puede ser utilizado en circuitos de corriente continua y con una modificación auxiliar, en circuitos de corriente alterna ( por inclusión de un manguito fijo de cobre o de latón rodeando la armadura). Cuando la corriente alcanza o excede una sobrecarga particular (digamos el 125 por ciento de la carga nominal), se crea la fuerza magnetomotriz suficiente para producir el movimiento de la armadura y la apertura de los contactos normalmente cerrados con lo que se conecta el motor.

Reles para protección de motores

Relés de sobrecarga, térmicos, de aleación fusible: Un relé térmico, concretamente proyectado para el reenganche manual ,este tipo relé térmico de aleación fusible se conecta un calefactor eléctrico potencia de carga (dedealta un motor de en c.c.elo circuito de c.a.. Bajo condiciones de sobrecargas el calor es suficiente para fundir la aleación fusible a baja temperatura. Comparado con el relé magnético, el tipo de rele de aleación fusible es un dispositivo practico y muy popular.

MODELOS DE TABLEROS ELECTRICOS

Centro de control de motores

Tablero mural para arranque de motor con arrancador electrónico

Tableros eléctricos de control

Especificaciones generales : Desconectador bajo carga con o sin fusibles Sistema modular aplicaciones

que

permite

múltiples

Dimensiones reducidas y peso limitado Fácil transporte y rápido montaje en obra Mando manual exterior con indicador de posición Puerta enclavada con desconectador Ventanas para inspección segura con la puerta cerrada Compartimiento para conexiones baja tensión

Los Tableros Autosoportados MECANO se utilizan para alojar interruptores termomagnéticos, equipos de control, instrumentos de medición y otros. Se fabrican por módulos independientes con posibilidad de unirse uno al costado del otro, para formar tableros AUTOSOPORTADOS de varios cuerpos, no emplean soldadura, únicamente pernos y tuercas, de allí su nombre MECANO. Características Generales Versatilidad De uso cómodo y práctico, que cubren la mayor parte de las aplicaciones. Diferentes configuraciones con piezas matrizadas, perfiles, paneles y accesorios, que permiten construir gabinetes de cualquier tipo y configuración. Excelente acabado y disponibilidad inmediata. Estructura Es independiente y autoportante, formada por perfiles modulares

Protección contra riesgos de contactos directos Seguridad del servicio A la hora de diseñar la instalación eléctrica, es recomendable distribuir las cargas en varios "circuitos", ya que ante eventuales fallas se interrumpe solamente el circuito respectivo sin perjudicar la continuidad de servicio en el resto de la instalación Protección por alejamiento: Alejar las partes activas de la instalación a distancia suficiente del lugar donde las personas circulan para evitar un contacto fortuito. Protección por aislamiento: Las partes activas de la instalación deben estar recubiertas con aislamiento apropiado que conserve sus propiedades durante su vida útil. Protección por medio de obstáculos: Consiste en interponer elementos que impidan todo contacto accidental con las partes activas de la instalación. •

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Protección contra riesgos de contactos indirectos •

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Puesta a tierra de las masas: Este circuito de puesta a tierra debe continuo, permanente y tener la capacidad de carga para conducir la corriente de falla y una resistencia apropiada. los disyuntores diferenciales deben actuar cuando la corriente de fuga a tierra toma el valor de calibración (300 mA o 30 mA según sunosensibilidad) cualquiera naturaleza en un tiempo mayor de 0,03 segundos.sea su Interconectar todas las masas o partes conductoras, de modo que no aparezcan entre ellas diferencias de potencial peligrosas. Proteger por doble aislamiento los equipos y máquinas eléctricas. Inspeccionar los tableros eléctricos para verificar capacidad de los alimentadores, verificar si las protecciones están operativas, curvas de cada circuito, y su capacidad de ruptura.

Inspección en interiores •

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Inspección de Conductores (tipo, sección, marca, código de colores y correcto montaje) Inspección de Enchufes e Interruptores (calidad de elementos, correcto alambrado y apriete de contactos). Inspección de Ductos de PVC, Conduit, Bandejas y Escalerillas porta conductores (calidad, accesorios, montaje y dimensiones). Inspección de Bancos de Condensadores (calidad, capacidad, rangos de funcionamiento, montaje y conexiones). Inspección de Tableros Eléctricos (grado IP, montaje, terminaciones y funcionamiento).

Inspección en exteriores •

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Inspección de zanjas para canalización subterránea (Ancho, Profundidad, Trazado y extensión). Inspección de Ductos Subterráneos (marcas, clase y correcto montaje). Inspección de Cámaras. Inspección de Ductos de PVC, Conduit, Bandejas y Escalerillas porta conductores (calidad, accesorios, montaje y dimensiones). Inspección de alimentadores generales (marcas, tipo, montaje, secciones, código de colores, uniones y aislaciones). Inspección de Empalmes y Equipos de Medida (calidad, montaje y conexiones).