22408378 Tecnologia ANSI vs IEC en Baja y Media Tension

Construyendo un Nuevo Mundo Eléctrico

Tecnología ANSI vs IEC en baja y media tensión

Expo Foro Eléctrico PEMEX – CANAME- CFE23- Abril- 2008

2Division - Name - Date - Language

� Objetivo

� Introducción

� Análisis de la normatividad

� Pruebas Prototipos

� Pruebas de Certificación

� Certificación

� Conclusiones

Temario


Objetivo

� Presentar las diferencias más sobresalientes entre requisitos

de normas ANSI/UL/NEMA y normas IEC; en diseño,

construcción y aplicación de productos.


Zona de influencia de las normas

IEC

IECIEC

IEC

IEC

IECJIS

CSA

ANSI/UL

UL

IECIEC


Las normas Norte Americanas

Reglas Generales

códigos NEC (National Electrical Code – NFPA70)

CSA C22.1 (Canadian Standards Association)

NOM-001-SEDE-2005 (Secretaría de Energía)

guías recomendaciones IEEE

normas productos

ANSI UL NEMA CSA NOM/NMX


La norma internacional

Reglas Generales

códigos regionales & nacionales (Cenelec, VDE, NF,...)

guías nacional (C 15-100, ...)

normas productos

IEC

International Electrotechnical Commission :


Análisis de Normatividad(Tablero baja tensión)

ANSI/ UL IEC

Especifican los requisitos de diseño y

construcciónEstán orientadas al cumplimiento de pruebas

Requisitos específicos para lámina,

zapatas, barras conductoras, etc.

Los requisitos específicos de construcción no

se especifican

Una tensión máxima de 600 V corriente

alterna

Una tensión máxima de 1000 V c.a. y 1500

V c.d., a frecuencias que no excedan 1 000

Hz

Prueba dieléctrica 1 000 V + 2 veces la

tensión nominal durante 1 minutoPrueba dieléctrica para 300 V: 2 000 V/ 1

seg. para 660 V: 2 500 V/ 1 seg.

No especifican condiciones climatológicas Temperatura 40°C máx, altitud 2 000 m máx.

Grados de protección para las envolventes

tipo 1, 3, 3R, 4, 4X, etc

Grados de protección para las envolventes IP,

IP2, IP2X, etc


Análisis de Normatividad(Tablero media tensión)

- Arreglo de barras de acuerdo al fabricante- Arreglo de fases 1, 2, 3:

-Arriba hacia abajo

-Derecha a izquierda

-Frente hacia atrás.

- TP´s puede ser fijo- No se especifica

Sin especificar espesor de lámina.- Calibre de lámina:

- 11 MSG entre partes principales

y secciones

- 14 MSG, puertas, tapas, etc.

- Interruptor puede ser fijo- Interruptor removible

- Barras desnudas- Barras enfundadas

Compartimentos metálicos

- Bus corrido en todo el tablero

- Interruptor

- Cables de carga

- Control

Compartimentado metálicamente

- Bus

- Interruptor

- TP´s

- Cables de carga

- Tableros para interior y exterior con tensión de

1 kV a 52 kV, 50 Hz

- Tableros para interior y exterior con tensión de

1 kV a 38 kV, 60 Hz

IECANSI



0,960,803 000

0,990,951 500

1,001,001 000

Corriente constanteTensión

Factor de corrección por altitud paraAltitud

m

* Modificación de corriente

- ANSI

ANSI C37.04 proporciona para altitudes mayores que 1 000 m, lo siguiente:

-Un factor de corrección para la tensión aplicable sobre el nivel de aislamiento asignado y sobre la tensión máxima asignada,

-Un factor de corrección sobre la corriente de operación asignada.

Igual a 1 ó 3 sIgual a 3 sDuración de corto circuito

3 Isc

la corriente de apertura simétrica a tensión máxima

4 K·S·Isc

la corriente de apertura simétrica a tensión máxima

por el factor asimétrico (S) por factor de tensión (K)

Esfuerzo eléctrico

2,5 Icc a 50 Hz

2,6 Icc a 60 Hz

2,7 Icc para casos especiales

2,7 IccValor de corriente pico de aguante a corto tiempo

30 % sin alteración*50 % con alteración de corriente*Capacidad de apertura asimétrica sobre fallas a

través de las terminales

Resistencia mecánica para 2 000 ciclos de

transferencia

Resistencia mecánica entre 1 500 y 10 000 ciclos de

transferencia con base en la tensión y la capacidad de

apertura

Aguante mecánico

IECANSIRequisito



No especificaNo especifica- Protocolo de comunicación MODBUS

No especificaNo especifica- Resistencia calefactores

- Arreglo de barras de acuerdo al fabricante- Arreglo de fases 1, 2, 3:

–Arriba hacia abajo

–Derecha a izquierda

–Frente hacia atrás.

- TP´s puede ser fijo- No se especificaANSI C57.13 y ANSI C37.20.2

Extraíbles por el frente

No se especificaNo se especifica- Termometría ((8.3.1 (f))

Sin especificar espesor de lámina.- Calibre de lámina:

- 11 MSG entre partes

principales y

secciones

- 14 MSG, puertas, tapas, etc.

- 1 500 horas en cámara salina

- Interruptor puede ser fijo- Interruptor removible- Interruptor tipo removible montado a nivel

de piso

- Barras desnudas- Barras enfundadas- Densidad de 800 A/pulg2

Compartimentos metálicos

- Bus corrido en todo el tablero

- Interruptor

- Cables de carga

- Control

Compartimentado metálicamente

- Bus

- Interruptor

- TP´s

- Cables de carga

Construcción del tablero

- ANSI/IEEE C37.20.2

- Sistema de alivio de presión

- Para gases o vapores

- Garantizar seguridad al operador

- Tableros para interior y exterior con

tensión de 1 kV a 52 kV

- Tableros para interior y exterior con

tensión de 1 kV a 38 kV

4,16 kV; 13,8 kV

IECANSINRF-PEMEX


Análisis de Normatividad(Otro ejemplo)

Protección al Arco

� Capacidad que todo tablero debe tener para

proteger adecuadamente en caso de falla, al

personal que labora con él y las

instalaciones .

� La falla puede ser originada por múltiples

razones, como el olvido de una herramienta

después de un mantenimiento, los ambientes

corrosivos que se encuentran en algunas

instalaciones, la falla de algún componente

interno del tablero, la mala operación o forzado

de los interbloqueos, la falla del sistema de

protección, etc.

� Cuando ocurre la falla el tablero sufre un

sobrecalentamiento muy rápido con la

creación de gases calientes y de partículas

incandescentes llegando aproximadamente a

una temperatura de 20 000 °C en el centro del

arco y una radiación térmica considerable,

esto nos produce una elevación de presión de

aproximadamente 144,789 kPa (21 lb/pulg2),

con la expulsión de gases y componentes con

una velocidad y fuerza sorprendentes.


Análisis de Normatividad

La norma IEC 62271-200:

•Sin abertura

•Sin proyección

•Sin desgarre

•Sin inflamación de los indicadores

verticales

•Sin inflamación de los indicadores

horizontales

•Puesta a tierra operativa

La norma ANSI C37.20.7:

•Las puertas, tapas normalmente

bloqueados no se abren.

•Las partes que pueden presentar un

peligro no son proyectadas.

•El arco no crea aberturas accesibles.

•Los indicadores verticales no han sido

inflamados

•Las puestas a tierra son eficaces.



Protección del arco

Aplicaciones:

Tipo 1(ANSI) Tipo A (IEC)

- Direccionar y enviar todos los gases y partículas fuera del tablero sin que ocurra nada al frente de éste.

-Protección 3 lados del tablero.

Tipo 2 (ANSI) Tipo B (IEC)

-Direccionar y enviar todas las emisiones de gases y partículas fuera del tablero sin que ocurra nada al frente, atrás y en los costados (libre en la sala, acceso por parte trasera).

-Protección 4 lados del tablero.



Protección del arco

Niveles de prueba ANSI

-Mínimo: Icc con duración de 0,15 s

-Medio: Icc con duración de 0,3 s

-Máximo: Icc con duración de 0,5 s.

Niveles de prueba IEC

-Mínimo: Icc con duración de 0,15 s.



� Ambas tecnologías establecen requisitos de seguridad que debe cumplir el

equipo para que los tableros garanticen protección al operador.

� El objetivo común es la seguridad, sin embargo, deben respetarse los

requisitos para cada tipo de tecnología, la combinación de tecnologías

condiciona la seguridad del sistema eléctrico y desempeño del equipo.

� No pueden establecerse los mismos requisitos particulares de prueba para

los equipo ya que su diseño no es el mismo.


Pruebas

� Pruebas Prototipo

� Prueba de conformidad que se realiza en uno o más dispositivos o elementos representativos de la producción.

� Pruebas de rutina

� Prueba de conformidad que se realiza en cada dispositivos o elemento individual durante o después de su producción.

� Certificación

� Pruebas al 100% de la Norma.

� Evaluación de la conformidad: Examinación sistemática del cierta medida para la cual un producto, proceso o servicio cumple con los requisitos especificados.

� Pruebas de conformidad: Prueba para evaluación de la conformidad.


Pruebas

- Pruebas del dieléctrico en el circuito principal

- Pruebas en circuitos auxiliares y de control

- Medición de la resistencia del circuito principal

- Prueba de hermeticidad

- Diseño e inspecciones especiales

- Pruebas dieléctricas

- Pruebas de operación mecánica

- Pruebas de puesta a tierra de transformadores de medición

- Pruebas de operación eléctrica y alambrado de control

Pruebas de rutina o de Producción

- Pruebas del dieléctrico

- Pruebas de tensión de radio interferencia

- Medición de la resistencia de los circuitos

- Pruebas de incremento de temperatura

- Pruebas de aguante de la corriente de corto tiempo y

de cresta

- Verificación de la protección

- Pruebas de hermeticidad

- Pruebas de compatibilidad electromagnética

- Pruebas adicionales en circuitos auxiliares y de

control

- Pruebas dieléctricas

- Pruebas de aguante a frecuencia del sistema

- Pruebas de aguante al impulso por rayo

- Prueba para el aislamiento de la barra

- Prueba de humedad a la entrada de boquillas

- Pruebas de corriente continua

- Pruebas de aguante de corriente corto tiempo

-Prueba de aguante de corriente momentánea del

dispositivo de desconexión primaria del equipo auxiliar

- Pruebas de aguante mecánico

- Materiales aislantes en película y moldeados

- Pruebas de resistencia a la flama para aislamiento

aplicado

- Prueba de calificación de recubrimiento (pintura)

- Prueba de lluvia para tableros MC para uso exterior

Pruebas tipo o de diseño

IECANSI/IEEE


� Conforme a IEC

� Diseño acorde a:

� Dieléctricas

– Impulso (15 impulsos de cada polaridad y de presentarse

arqueo realizar 5 impulsos más)

� Pruebas de incremento de temperatura

– Valores de acuerdo a las partes (tabla 3 de 60694)

� Pruebas de aguante de la corriente de corto tiempo y de cresta

– Corriente igual a la corriente de corto tiempo del tablero.

� Pruebas de operación mecánica (prueba de impacto

mecánico)

� Verificación del grado de protección

� Verificación de capacidades de cierre y apertura

Pruebas Prototipo


� 100% ANSI

� Obligación de pasar al primer intento

� Obligación de pasar el conjunto Tablero-Interruptor

� Dieléctricas

� Impulso

– 12 impulsos positivos

– 12 impulsos negativos

� Tensión aplicada

– 36 kV, 1 min

– Antes y después del cortocircuito

Certificación


� Cortocircuito

� Cortocircuito

– 2060 ms (120 ciclos)

– 42 kA

� Corriente momentánea

– Ipico 10 ciclos

– 92 kA

� Temperatura

� Elevación máxima 65°C

� Distancia del termopar ½”

� Mecánicas

� 500 operaciones

Certificación


� México

� EMA (Entidad Mexicana de acreditación)

– NYCE (Electrónicos)

– IMNC (Sistemas de calidad)

– ANCE (Eléctricos BT y MT)

– NOM (Obligatorias)

– NMX (Voluntarias)

� Tableros de MT

� No existen normas NOM

� No existen NMX (actualmente en revisión la NMX-J-068-

ANCE, con base en ANSI C37.20.2)

� No hay certificación

� Tableros de BT

� NMX-J-118/1-ANCE y NMX-J-118/2-ANCE (referidas por la

NMX-J-515-ANCE en la NOM-003-SCFI).

Organismos de Certificación


� Fuera de México

� A2LA (American Association of Laboratory Accreditation)

– KEMA

– ANSI (Obligatoria)

– UL (Calidad)

� Cofrac - IEC

– Asta

– Volta

– CESI

– Kema

Organismo de Certificación


Ejemplo de Certificado ANSI


Conclusiones

� Para mantenerse a la vanguardia tecnológica Schneider Electric sigue reforzando tres puntos esenciales al diseñar sus productos

•Seguridad para las personas

•Seguridad para Instalaciones

•Cumplimiento de Normas

� Schneider Electric cumple con todas y cada una de las características que nos marcan las normas, tanto ANSI como IEC, por lo que contamos con la mejor oferta para proteger a las personas e instalaciones.


Arrancador Media TensiónSquare D400 A7,2 kVANSI C37.20.7

ANSI C37.20.2

MOTORCLAD

Arrancador Media TensiónSquare D450 A7,2 kVANSI C37.20.7

ANSI C37.20.3

MOTORPACT

Distribución SecundariaMerlin Gerin630 A24 kVIEC 62271-200RM6

Distribución SecundariaMerlin Gerin1 200 A36 kVIEC 62271-200SM6

Distribución PrimariaMerlin Gerin3 150 A24 kVIEC 62271-200McSET

Distribución PrimariaSquare D3 000 A15 kVANSI C37.20.7

ANSI C37.20.2

MASTERCLAD

APLICACIONMARCACORRIENTETENSIONNORMATABLERO

� Debido a la tendencia que se está generando en la industria eléctrica

hacia la armonización de normas, Schneider Electric ha desarrollado

equipos bajo diferentes tecnologías con la visión de que éstos puedan

utilizarse en cualquier parte del mundo.

Tableros con característica de Resistencia al Arco:


La seguridad en las instalaciones es un aspecto

fundamental y crítico por lo que es necesario aprovechar la

tecnología disponible para proteger lo más preciado que

tenemos ….

LA VIDA

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