TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN DE FUERZA

Introducción

Fundamentos de tableros eléctricos

Por razones de operación y mantenimiento se impone la necesidad de que cada usuario o grupo de usuarios o simplemente parte de una instalación eléctrica sea seccionable del conjunto del sistema eléctrico. El conjunto de los órganos o elementos que cumplen con estas funciones son los aparatos eléctricos y debido a que estos aparatos tienen siempre partes en tensión, se deben instalar en condiciones tales que impidan los contactos accidentales de las personas. El sistema más empleado para encerrar los aparatos eléctricos en el campo de la baja tensión y de la media tensión, es el de montarlos dentro de tableros cerrados realizados con perfiles y láminas metálicas.

En una instalación eléctrica, los tableros eléctricos son la parte principal, y en dichos tableros eléctricos se encuentran los dispositivos de seguridad y los mecanismos de maniobra de dicha instalación.

Se entiende por tablero un gabinete metálico donde se colocan instrumentos, interruptores, arrancadores y/o dispositivos de control. El tablero es un elemento auxiliar (en algunos casos obligatorio) para lograr una instalación segura, confiable y ordenada.

El término tablero es aplicable tanto a los llamados de pared, como a los tableros de piso, para los propósitos prácticos, ambos sirven para la misma función: recibir la energía eléctrica en forma concentrada y distribuirla por medio de conductores eléctricos, por lo general barras, a las cargas de los circuitos derivados.

Los circuitos derivados se protegen individualmente para sobrecorriente y corto circuito por medio de fusibles o interruptores termomagnéticos montados en tableros algunas veces junto con los instrumentos de medición, tales como voltímetros, amperímetros, medidores de demanda, etc.

Un tablero eléctrico es un conjunto consistente de una o varias envolventes (cajas, armarios o gabinetes, cuadros o celdas, ductos, etc.) también llamada cubierta, en la mayoría de los casos metálica, que lo protege contra el acceso de personas y la penetración de cuerpos extraños y líquidos, así mismo contra las influencias del medio ambiente que lo rodea, conteniendo equipos eléctricos destinados a controlar y/o distribuir la energía eléctrica para cumplir una función específica dentro de un sistema eléctrico. La fabricación o ensamblaje de un tablero eléctrico debe cumplir criterios de diseño y normativas que permitan su funcionamiento correcto una vez energizado, garantizando la seguridad de los operarios y de las instalaciones en las cuales se encuentran ubicados.

La técnica de realización de tableros eléctricos ha evolucionado notablemente en los últimos tiempos y se han desarrollado categorías de tableros eléctricos con características bien precisas de las cuales las más importantes son:

Construcciones modulares con dimensiones normalizadas.

Los aparatos por usuario o por circuito se instalan de manera tal que quedan independientes.

Las barras se protegen de manera tal que no sean accesibles.

Se procura en la media tensión el uso de interruptores del tipo móvil (extraíbles).

Estos tableros se encuentran disponibles para cubrir las exigencias de una distribución normal de las instalaciones y de la protección, así como el control de motores (centros de control de motores) para la distribución de la potencia en baja tensión (centros de potencia), para la distribución en media tensión (metal clad).

Una importante medida de seguridad para los tableros eléctricos es la instalación de interruptores de seguridad. Dichos interruptores de seguridad suelen ser de dos tipos: termomagnético, que se encarga de proteger tanto el tablero eléctrico como la instalación de variaciones en la corriente, y diferencial, que está dirigido a la protección de los usuarios.

Los tableros contienen en su interior equipos eléctricos que a su vez contienen:

Barras de Distribución, Elementos de Protección, Elementos de Señalización, Elementos de Comando y eventualmente, instrumentos de medida.

Tableros de distribución.

El tablero de distribución es un panel grande sencillo, estructura o conjunto de paneles, donde se montan, por el frente o por la parte posterior o por ambos lados: desconectadores, dispositivos de protección contra sobrecorriente y otras protecciones, barras conductoras de conexión común y usualmente instrumentos. Los tableros de distribución son accesibles generalmente por la parte frontal y la posterior, y no están destinados para ser instalados dentro de gabinetes.

Tableros de fuerza (T. F.)

Contiene circuitos derivados a las cargas de fuerza (motores).

3.1 CONFIGURACIÓN DE CENTROS DE FUERZA. ARREGLOS GENERALES; ESPECIFICACIONES Y SELECCIÓN DEL TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN Y DE LOS TABLEROS PRIMARIO Y/O SECUNDARIO.

Centro de fuerza

Un centro de fuerza y distribución (CFD) es un tablero autosoportante no compartimentado que contiene interruptores de acometida y de salida fijas, montados en un bastidor común, destinados a recibir y distribuir la energía eléctrica hacia consumidores finales, que son principalmente tableros para alumbrado, artefactos y de distribución (TA y TD) centros de arrancadores y de control (CAC) o centros de control de motores (CCM).

Barra principal vertical (bus, section).

Es la sección de barras colectoras (o principales) que se encuentra instalada verticalmente dentro del bastidor, aguas abajo del interruptor principal o de los terminales de acometida, si el tablero no tiene interruptor principal, y sirve para alimentar los interruptores de salida.

Empalme de barras (bus, splice).

Son los puentes de empalme, los cuales unen eléctricamente las barras principales, de neutro y de tierra entre secciones verticales y eventualmente, celdas adyacentes, si una o varias secciones verticales del mismo interruptor principal se encuentran en otras celdas.

Clasificación según su tensión nominal.

La tensión nominal de un tablero de CDF no debe ser mayor de 600 V ni sobrepasar la tensión de cualquier de sus componentes que está conectado conductivamente al circuito de alimentación.

Una clasificación en corriente alterna (c.a.) debe incluir el número de fases y el número de conductores (hilos) y el tipo de conexión del sistema.

Si un tablero CDF o una sección de él está previsto para ser utilizado con circuitos de alimentación de dos potenciales diferenciales, como por ejemplo 120/240 V-1 fase/3 hilos y 208 /120 V-3 fases 4 hilos, la tensión nominal del tablero CDF o de la

sección involucrada debe ser indicada adecuadamente.

Si una sección de un tablero CDF contiene un transformador con la tensión secundaria saliendo de la sección, esta sección debe ser marcada con la tensión secundaria del transformador.

Clasificación según su intensidad nominal.

La intensidad nominal de un tablero CDF no debe ser mayor que la capacidad de corriente de sus barras verticales principales, las cuales, a la vez, deben tener la capacidad de corriente del circuito de alimentación y del interruptor principal, si lo hay. Sin embargo, se puede asignar mayor la capacidad de corriente de las barras principales, si la capacidad de estas es mayor que la capacidad del interruptor principal pero esta condición debe ser indicada en la placa de características del tablero.

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Arreglos generales

El arreglo físico del sistema de fuerza varía en función de las cargas conectadas, por lo que debe seleccionarse de manera que proporcione el grado requerido de confiabilidad en el servicio con un mínimo de costo.

Para la determinación del arreglo físico deberán considerarse los siguientes puntos:

Tableros:

Los arreglos de los tableros pueden ser muy sencillos o muy completos, dependiendo de la capacidad y cantidad de equipos que serán instalados en su interior. Los aspectos generales que deben cumplir son los siguientes:

Los tableros deben colocarse donde el operador no quede expuesto a daños por la proximidad de partes vivas o partes de maquinaria o equipo que esté en movimiento.

No debe haber materiales combustibles próximos. El espacio alrededor de los tableros debe conservarse despejado y no usarse para almacenar materiales. Debe preverse espacio para trabajar. En los tableros el equipo de interruptores debe estar dispuesto de tal forma que los medios de control sean

fácilmente accesibles al operador. Los instrumentos, relevadores y otros dispositivos que requieran lectura o ajuste, deben ser colocados de

manera que estas labores puedan efectuarse fácilmente desde el espacio dispuesto para trabajar. Debe proporcionarse suficiente iluminación en el frente y atrás del tablero para que pueda ser fácilmente

operado y los instrumentos leídos correctamente. Debe existir una visibilidad del operador desde el lugar del control para cada equipo a controlar.

Determinación y ubicación

La ubicación de los tableros se debe establecer según el tipo de tablero, principal y secundario, siempre considerando las condiciones ambientales del lugar ya que debe ser un lugar seco, en caso contrario debe cumplir con el grado de protección IP según las condiciones en las que se encuentre.

Otra consideración, cuando están ubicados cerca de materiales fácilmente combustibles, deben ser instalados donde se reduzca la probabilidad de propagar fuego a materiales combustibles adyacentes y cuando este no sea totalmente cerrado conservar una distancia desde la parte superior del gabinete hasta cualquier techo combustibles no inferior a 900 mm (3 pies), excepto si se instala una pantalla no combustible entre el gabinete y el techo.

Por otro lado, debe ser un espacio de fácil acceso y alojado de otras instalaciones como la del agua, gas o teléfono. Los tableros deben ser identificados como mínimo con los siguientes datos: fabricante responsable, nivel de tensión e intensidad de corriente de cortocircuito máxima; así mismo los circuitos del tablero y las modificaciones de los circuitos deben ser identificados de manera legible en cuanto a su finalidad o uso, en un directorio situado en la parte frontal o interior de la puerta de un panel de distribución y en cada suiche si se trata de tableros de distribución.

Tablero principal

Debe estar cerca de la acometida principal de alimentación, en un cuarto con las condiciones adecuadas de seguridad.

El cuarto en donde se encuentre el tablero principal debe cumplir con ciertos requisitos mínimos, dimensiones del local y el número de salidas, la puerta del cuarto debe abrir hacia fuera del mismo para no ser un obstáculo en si interior y estar identificada con caracteres de fácil visualización, así mismo el nivel de iluminación mínima debe ser de 200 lux a un plano de trabajo de 1 m del nivel del piso, y el sistema de iluminación debe considerarse como un sistema de energía de emergencia.

El número de salidas del cuarto vienen dadas por el largo del tablero el cual está identificado por la letra “a” y se calcula de la siguiente forma:

Acceso frontal = (a/5)+1

Acceso frontal y posterior = 2 (a/5)

Tableros secundarios

Estos tableros deben estar ubicados en lugares de fácil localización y en una locación central cerca del punto de concentración de la carga para reducir los niveles de caída de tensión en los circuitos derivados, así como también por medida de seguridad a la hora de cualquier incidente.

En el caso de que el espacio más adecuado sea un pasillo por la cercanía a las cargas, debe tener en la parte frontal del tablero un espacio mayor o igual a 1 m para que permita realizar maniobra.

Selección

Cada tablero debe tener una capacidad nominal no menor que la capacidad mínima del alimentador. Es importante considerar para los tableros eléctricos espacios de reserva a la razón de uno por cada cinco

circuitos en uso o fracción. Una limitante existente para los tableros es el número máximo de dispositivos de sobrecorriente permitidos

que resulta ser cuarenta y dos. Los tableros se pueden clasificar según la protección que ofrecen.

Selección del transformador de distribución

El transformador eléctrico es un equipo que se utiliza para cambiar el voltaje de suministro al voltaje requerido. En instalaciones grandes (o complejas) pueden necesitarse varios niveles de voltajes, lo que se logra instalando varios transformadores (normalmente agrupados en subestaciones). Por otra parte pueden existir instalaciones cuyo voltaje sea el mismo que tiene la acometida y por lo tanto no requieran de transformador.

Los transformadores de distribución son transformadores reductores, convierten la tensión del sistema de distribución primario un valor menor deseado, el cual se conoce como tensión de utilización.

Estos se encuentran entre los alimentadores primarios en media tensión conectados a través de un fusible primario, que se encarga de desconectar en caso de una falla en el transformador o un cortocircuito, y el sistema de distribución secundario (circuito derivador) que puede estar protegido igualmente por un fusible o por interruptores de los circuitos secundarios.

Cada transformador es dimensionado de acuerdo a la carga que debe suplir en cada sector donde sean instalados, teniendo en cuenta los diversos factores para la estimación de la demanda. La impedancia propia de los transformadores afecta la regulación de la tensión y la magnitud de las corrientes de corto circuito que circulan por los devanados en caso de fallas.

Adicionalmente en una instalación industrial o comercial en baja tensión existe una etapa adicional de transformación para cubrir los sistemas que operan a una tensión diferente del circuito secundario, motores pequeños, sistema de iluminación, y equipos de fuerza o tomacorrientes. Existen varios niveles de tensión normalizados entre los cuales se tiene; cuatro80/277 V, cuatro1/2cuatro0 V y 208/120 V, este último se utiliza generalmente como alimentación de los tableros de fuerza para áreas comunes.

En las instalaciones eléctricas usualmente se tienen transformadores de distribución que por lo general poseen tipo de aislamiento en aceite conocidos como Pad Mounted que son los encargados de alimentar el circuito secundario; y los transformadores de baja capacidad que están destinados a cubrir los sistemas que operan a una tensión diferente del circuito secundario como tomacorrientes o cargas particulares, para este caso se utilizan transformadores del tipo seco cuyo mecanismo de enfriamiento es el aire. Comúnmente el nivel de tensión que manejan estos transformadores es en el lado primario de cuatrocientos ochenta/277 V y en el secundario 208/120 V.

La selección del transformador se realiza en base a la demanda total calculada y aproximando por arriba al valor normalizado.

Cuando un tablero es alimentado a través de un transformador, la protección contra sobrecorriente, deberá instalarse en el lado secundario del transformador, a excepción de lo siguiente:

Cuando un tablero es alimentado por el secundario de un transformador monofásico que tenga dos conductores secundarios se considerará como protegido por la protección contra sobrecorriente suministrada por el primario del transformador, siempre que esta protección no exceda el valor determinado por el producto de la capacidad del tablero y la relación de tensión del secundario al primario.

Un dispositivo trifásico de desconexión o contra sobrecorriente no deberá conectarse a las barras de un tablero que tenga menos de tres fases.

3.2 CENTROS DE CONTROL DE MOTORES DE BAJA TENSIÓN. NORMALIZACIÓN, CARACTERÍSTICAS Y CRITERIOS DE SELECCIÓN.

Centro de control de motores

El centro de control de motores es un conjunto de una o más secciones encerradas, que tienen barras conductoras comunes y que contienen principalmente unidades para el control de motores.

En instalaciones industriales, y en general en aquéllas donde se utilizan varios motores, los arrancadores se agrupan en tableros compactos conocidos como centros de control de motores. Dependiendo del número de arrancadores o circuitos derivados y de la distancia entre ellos y el tablero general, puede ser necesario incluir un interruptor general. Los arrancadores normalmente se conectan al interruptor utilizando barras de cobre, lo que permite lograr un arreglo limpio en el interior del tablero.

Un centro de control de motores (CCM) es esencialmente un tablero que se usa para montar los compontes de los motores y de sus circuitos derivados. No necesariamente todas las componentes se deben incluir en el centro de control, por ejemplo, la protección del alimentador se puede instalar en el tablero principal o bien otro ejemplo, la estación de botones se puede localizar en algún lugar más conveniente.

El número de secciones en un centro de control de motores depende del espacio que tiene cada una de sus componentes. Se alimenten en forma centralizada de esta manera un solo operador puede controlar fácilmente todo un complejo en los cuales se contienen los órganos de mando, de protección e instrumentos de medición.

El diagrama unifilar de un CCM es bastante sencillo un sistema de barras es alimentado por un interruptor general o principal, y de este sistema de barras se derivan circuitos particulares que alimentan varias cargas (principalmente motores). La derivación para un motor se hace a través de un arrancador cuyas funciones consisten en: proteger al motor y alimentador contra cortocircuito (interruptor termomagnético o fusible) y contra sobrecarga (relevador térmico), y controlar el arranque y paro del motor.

Los arrancadores se construyen según los tamaños de los motores. Cada fabricante define las dimensiones de las secciones de tableros (unidades modulares) necesarias para alojar las unidades de arrancadores.

Para especificar un CCM es necesario elaborar un listado de las unidades por controlar (según el diagrama unifilar) y asignar espacios físicos para cada arrancador según su tamaño, y también para la conexión de alimentación con los equipos de medición y protección que se requieran.

Los CCM pueden incluir elementos adicionales de control, como pueden ser las condiciones que deben cumplirse (o las que no deben estar presentes) antes del arranque de cierto motor. Estas condiciones se traducen en señales eléctricas por medio de sensores y relevadores que se colocan en algún espacio separado del CCM.

Para la distribución de cargas en los CCM (centros de control de motores) se debe contemplar lo siguiente: requerimientos específicos del proceso (o giro comercial), necesidades de control centralizado por áreas, cantidad de cargas del área, ambiente del lugar (polvo excesivo, intemperie o presencia de gases), espacio para la colocación, similitud entre las capacidades de las cargas conectadas, longitud de los circuitos derivados, y por último, consideraciones relativas a protección contra incendio y pólizas de seguro, de acuerdo con el tipo de inmueble.

En caso de áreas donde exista peligro de explosión, los requisitos son mucho mayores, y toda la instalación debe cumplir con especificaciones especiales. Por lo general los CCM se colocan en un cuarto destinado exclusivamente para ellos.

El centro de control de motores ofrece las siguientes ventajas:

Permite que los aparatos de control se alejen de lugares peligrosos. Permite centralizar el equipo en el lugar más apropiado. Facilita el mantenimiento y el costo de la instalación es menor.

Para diseñar el centro de control de motores se debe tener en consideración la siguiente información:

1 Elaborar una lista de los motores que estarán contenidos en el CCM indicando para cada motor. Potencia en HP o KW. Voltaje de operación. Corriente nominal a plena carga. Forma de arranque (tensión plena a tensión reducida). Si tiene movimiento reversible. Lámparas de control e indicadoras.

2 Elaborar un diagrama unifilar simplificado de las conexiones de los motores indicando la información principal referente a cada uno.

3 Tomando como referencia los tamaños normalizados para centro de control de motores, se puede hacer un arreglo preliminar de la disposición de sus componentes, de acuerdo con el diagrama unifilar, y considerando ampliaciones futuras.

4 Las especificaciones principales para un centro de control de motores (CCM) son las siguientes:

Características del gabinete y dimensiones principales:

Generalmente son del tipo auto soportado de frente muerto para montaje en piso con puertas al frente para permitir el acceso al equipo.

Arrancadores:

Normalmente son del tipo magnético, con control remoto y/o local por medio de botones y elementos térmicos para protección de los motores.

Interruptores:

Por lo general son del tipo termomagnético en caja moldeada de plástico con operación manual y disparo automático y que pueden ser accionados exteriormente por medio de palancas. Frecuentemente se instala para cada motor una combinación de interruptor y arrancador.

Barras de conexión:

Cada centro de control de motores tiene sus barras alimentadoras que son normalmente de cobre electrolítico. Estas barras se encuentran en la parte superior y las conexiones se hacen en la parte inferior.

Las principales características de los tableros usados como centros de control de motores son:

Estructura metálica normalizada, realizada de tal manera que sea fácilmente armada y modular. Cada módulo o compartimento contiene un grupo de paneles en los que se alojan los aparatos de mando y control de los motores.

Los paneles o módulos, tienen por lo general dimensiones normalizadas, de manera que cada compartimento contenga un número entero de elementos, aunque de características distintas o sean fácilmente sustituibles en caso de ser necesario. Por seguridad se recomienda que la puerta de estos compartimentos no se pueda abrir con el interruptor energizado.

Cada compartimento o panel contiene por lo general un interruptor automático que constituye un órgano de seccionamiento y protección para la corriente de corto circuito, estaciones de botones para el mando de motores o bien arrancadores con estaciones de botones a control remoto, eventualmente se tienen módulos con instrumentos de medición, lámparas, piloto, etc.

Un sistema de barras generales de distribución, cuchillas o un interruptor general a la entrada y algunos otros aparatos de medición como por ejemplo watthorímetros.

Datos para el diseño de un centro de control de motores:

Para dar la información más precisa para el diseño de un CCM, es conveniente tener una idea de los datos que se manejan para sus componentes, como es el caso de los arrancadores y los interruptores termomagneticos.

Como parte de los datos para el diseño de un CCM se debe definir además:

1 Las características y voltaje de la fuente de alimentación. 2 El tipo de gabinete que se empleara en función del punto de instalación del mismo (características

ambientales).3 El número y calibre de los conductores alimentadores.4 La forma de construcción de los gabinetes, es decir estándar o respaldo contra respaldo.

La función de las cargas que se alimentara, se elabora una lista de equipo específico a considerar en el CCM como por ejemplo:

1 Tipo de arrancadores (reversibles, no reversibles, etc.) así como si se incluirán tableros de alumbrado. 2 Número de unidades requeridas.3 Circuitos derivados y protección de los mismos.

Finalmente, para tener una idea del arreglo y dimensión del CCM se hace uso de tablas, para de esta manera determinar:

1 La altura de las unidades individuales.2 El mejor agrupamiento de las unidades.3 La mejor utilización de los espacios para cada unidad.

Centro de Control de Motores de Baja Tensión - CCM’s BT

Los CCM’s BT fueron desarrollados para atender a los más variados segmentos del mercado, atendiendo a requisitos de calidad y desempeño comparables a los mejores productos disponibles en el mercado internacional. Proyectados con un alto nivel de padronización, este producto permite facilidades de ensamble, instalación, mantenimiento y ampliaciones futuras.

Aplicaciones

Los CCM’s BT son utilizados en los más variados segmentos del mercado, tales como:

Químico y petroquímico, siderurgia y metalurgia, papel y celulosa, mineración y cemento, alimentos y bebidas, plástico y goma, automovilístico, cerámico, textil, refrigeración y otros segmentos

Los Centros de Control de Motores en baja tensión consisten en secciones verticales, del tipo frente muerto para prevenir contactos accidentales con los equipos energizados que se encuentren dentro de él, autosoportadas de tal manera que puedan ensamblarse una junto a la otra formando una estructura rígida.

Características de construcción.

Secciones Verticales y Compartimientos.

Las secciones verticales de los CCM’s deben ser de un solo frente, diseñadas de forma modular, para que puedan extenderse más allá de sus extremos libres y sin transición, dificultades o gastos indebidos con respecto a otras secciones de las mismas características de operación (tensión, capacidad de conducción de corriente, etc.) y del mismo fabricante.

Las bases de las secciones deben llevar en su parte inferior un canal de anclaje (por sección de embarque) que las una a todo lo largo del tablero en la parte frontal y posterior además deben tener previsiones (barrenos) para asegurarlas al piso por medio de pernos de anclaje.

Cada sección vertical, debe estar provista en la parte inferior, de un calentador de espacio y cada grupo con un máximo de tres secciones verticales controlado por un termostato, de tal manera, que se mantenga dentro de la sección una temperatura arriba de la del punto de rocío.

Cada compartimiento de la sección vertical que aloje unidades (combinación de arrancador o interruptores termomagnéticos) y dispositivos de control, etc., tendrá una puerta frontal con bisagras y con bloqueos mecánicos, que eviten la apertura de la misma cuando los medios de desconexión estén energizados, pero debe tener una opción para que el personal especializado pueda abrir la puerta con seguridad mientras el dispositivo de desconexión esté cerrado.

Se suministrará otro bloqueo mecánico que impida al operador poner al dispositivo de desconexión en la posición de conectado cuando la puerta de la unidad removible esté abierta. Será posible para personal autorizado desactivar estos bloqueos. Un bloqueo que no podrá ser desactivado será suministrado entre la palanca del mecanismo del interruptor y las palancas de inserción de la unidad para permitir la inserción o el retiro de la misma únicamente cuando la posición del interruptor esté en la posición desconectada.

Cada sección estándar debe de tener todos los accesorios y conectores necesarios para formar unidades enchufables del tipo modular con el objeto de que puedan ser desconectadas y conectadas en cualquier espacio libre del CCM.

Todos los espacios no utilizados deberán ser cubiertos por tapas y preparados para aceptar unidades futuras. Las barras verticales deben estar equipadas con ventanas de conexión las cuales deben ser cubiertas por una cortina aislante protectora manual (es decir de fibra de vidrio y poliéster) en caso de que el espacio esté libre, sin la unidad de control, para evitar choques eléctricos accidentales con el operario.

3.3 CENTROS DE CONTROL DE MOTORES DE MEDIA TENSIÓN. NORMALIZACIÓN, CARACTERÍSTICAS Y CRITERIOS DE SELECCIÓN.

Centro de Control de Motores de Media Tensión - CCM’s MT

Los CCM-MT consisten de tableros metálicos simplificados o blindados, y son compuestos por contactadores extraíbles en vacíocon fusibles limitadores tipo HH incorporados. Las barras podrán ser simples o dobles. Podrán ser ensamblados hasta 2 contactores por columna.

Aplicaciones

Los CMC’s tienen una amplia gama de aplicaciones en sistemas de MT, siendo las principales:

Subestación de concesionarias, protección y seccionamiento principales de fábricas e instalaciones industriales, estaciones de bombeo, sistemas ferroviarios, usinas térmicas e hidroeléctricas de generación de energía, arranque de motores de media tensión, subestaciones unitarias, tableros de distribución de cargas, tableros de interconexión, banco de capacitores fijos y variables.

VENTAJAS

Diversas alternativas en el blindaje de los compartimientos de MT, atendiendo a las necesidades

y exigencias de los usuarios, Rapidez en la sustitución de disyuntores y contactores, Mantenimiento mínimo, Ampliación fácil y rápida debido a su construcción modular, Rápido montaje en fábrica, Operaciones simple y seguras, Fácil acceso a los compartimientos para mantenimiento a través de puertas y tapas removibles, Sistema de enclavamiento contra operaciones incorrectas.

CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS

Los CMC’s de media tensión son fabricados con perfiles en chapa de acero doblada y son cerrados por todos lados con chapa metálica. Las chapas son sometidas a tratamiento de desengrase alcalino, fosfatización y pintura en polvo.

Dispositivos de alivio de sobrepresión en el topo permiten un alivio de presión en el caso de un arco interno. Divisiones metálicas despegan los compartimientos unos de los otros para el tipo blindado. El barramiento general consiste de una o más barras rectangulares, en cobre electrolítico con conexiones estañadas y dimensionado de forma a soportar los esfuerzos térmicos y dinámicos.

Cuando el compartimiento de barras es independiente para cada celda la separación es hecha por pasamuros o tacos de paso aisladores para apoyo, paso y fijación.

El compartimiento de baja tensión es ubicado en la parte superior y frontal. Este compartimiento aloja los instrumentos de medición, protección, bornes, termostatos, contactores, etc., está completamente separado de la parte de media tensión a través de chapa de acero y posee puerta propia con cierre rápido.

3.4 TABLEROS BLINDADOS DE FUERZA DE BAJA TENSIÓN. INTERRUPTORES DE POTENCIA ELECTROMAGNÉTICOS, CAPACIDADES Y SELECCIÓN.

Tableros de distribución en baja tensión

Los tableros de distribución de baja tensión, son aptos para una tensión no mayor de 1000 volts de corriente alterna o a no más de 1500 volts de corriente continua y una corriente nominal de barras desde los 800 A hasta los 6300 A.

Es un tablero para montajes donde se posibilita el acceso frontal y posterior.

Las barras de cobre de distribución se ubican en el sector posterior del tablero, son tendidas horizontalmente por la parte medida de las columnas, y de ellas parten las barras derribadoras verticales.

Estos tableros en el lado posterior pueden venir con puertas o tapas desmontables.

Las acometidas de los cables de salida pueden ser indistintamente por la parte inferior o superior.

Los Tableros de Distribución de Baja Tensión son aptos para su utilización en las Subestaciones principales, secundarias y en lugares donde se desee tener un grupo de interruptores con relés de sobrecargas y cortocircuitos; destinados a proteger y alimentar a las cargas eléctricas.

Los interruptores pueden ser del tipo bastidor abierto, en caja moldeada o tipo miniatura (riel DIN) y se pueden equipar con accesorios para mando local y a distancia. Existe una amplia variedad de equipos que pueden ser instalados en estos Tableros.

Se fabrican para instalación interior bajo techo o para instalación a la intemperie.

En general, tableros e interruptores de B.T. deberán cumplir con lo siguiente:

a) Los tableros de distribución de Baja Tensión podrán ser del tipo autosoportado o de montaje en pared de empotrar o sobreponer, con accesorios de medición de BT cuando así lo indique el proyecto, diseñados para operar en 120/240 VCA, 220 y 127 VCA, 220 /480 VCA y 600 VCA, 1F-3 Hilos ó 3F-4 Hilos según se requiera.

b) Las barras alimentadoras deben ser de cobre electrolítico, con una densidad de corriente no menor a 1000 Amperios por pulgada cuadrada, montadas en forma vertical, y diseñadas para soportar los esfuerzos mecánicos producidos por las corrientes de corto circuito, conforme a la capacidad interruptora mayor de los interruptores que se puedan enchufar o atornillas en el tablero proyectado.

c) Todos los instrumentos indicadores deberán estar localizados a una altura no mayor de 2 metros de la base del tablero, así como los dispositivos que se operen manualmente, no deben instalarse a más de 1.70 metros a centros respecto a la base del tablero.

Interruptores de baja tensión

Los disyuntores también llamados interruptores automáticos son dispositivos de maniobra y protección que pueden, establecer, conducir e interrumpir corrientes en condiciones normales de un circuito, pueden también establecer, conducir por tiempo especificado (con excepción de algunos tipos pequeños de baja tensión), e interrumpir corrientes en condiciones anormales, especialmente las de cortocircuito.

Los disyuntores de baja tensión operan a través de disparadores serie, que actúan por acción mecánica directa; siempre que la corriente sobrepase un valor predeterminado.

Estos disparadores pueden ser electromagnéticos o térmicos.

a) Los disyuntores abiertos pueden ser:

- Disparadores electromagnéticos para protección contra sobrecargas o cortocircuitos.

- Disparadores térmicos para protección contra sobrecargas y disparadores electromagnéticos para protección contra cortocircuitos.

b) Los disyuntores en caja moldeada son:

- Disparadores térmicos para protección contra sobrecargas y disparadores electromagnéticos para protección contra cortocircuitos (disyuntores termomagnéticos).

- Disparadores electromagnéticos para protección contra cortocircuitos (disyuntores solamente magnéticos).

Los disyuntores de baja tensión se caracterizan también por la:

a) Capacidad de corriente de estructura que es el valor de corriente que su estructura puede conducir, por tiempo indeterminado, sin daños o elevaciones de temperatura superiores a los admisibles para sus componentes.

b) Por estructura se entiende la parte del disyuntor cuando se excluyen los disparadores serie, los terminales y los accesorios eventuales.

c) La corriente de operación del elemento protector o disparador sería cualquier valor de corriente que cause la operación del disparador.

d) La corriente de ajuste es el valor de corriente para el cual el disparado es ajustado, constituye un término difícil de definir. En el caso de un elemento térmico ajustable, representa por decir así, un valor de corriente que puede llevar o no al disparador a operar, en un tiempo relativamente largo.

Los interruptores se fabrican de diferentes tamaños, desde los pequeños dispositivos que protegen los artefactos eléctricos en un hogar, hasta los tableros de interruptores que están diseñados para proteger los circuitos de alta tensión que alimentan a toda una ciudad.

El interruptor de potencia es el dispositivo encargado de desconectar una carga o una parte del sistema eléctrico, tanto en condiciones de operación normal (máxima carga o en vacío) como en condición de cortocircuito. La operación de un interruptor puede ser manual o accionada por la señal de un relé encargado de vigilar la correcta operación del sistema eléctrico, donde está conectado.

Los interruptores utilizados en la protección de circuitos con voltajes nominales inferiores a 1000 Volts en corriente alterna o 3000 Volts en corriente continua, tienen características constructivas y de operación diferentes a los interruptores en media y alta tensión.

Todos los interruptores podrán ser del tipo atornillable o enchufable según indique el proyecto. Así mismo, ser de la capacidad nominal en amperios requerida y contar con zapatas adecuadas para recibir calibres de conductores, cuya conducción de corriente sea acorde con la del interruptor. Estos deberán ser capaces de operar bajo corriente de corto circuito instantánea (Elemento magnético Instantáneo) y sobrecarga (Elemento térmico del tipo con retardo de tiempo).

Los interruptores de Baja Tensión tipo electromagnético, deberán contar con dispositivos de protección de disparo por sobrecarga (tiempo diferido) y corriente instantánea (corto circuito), con relevador de disparo y bobina de protección por fase fuera (no-voltaje). Con mecanismo de acción rápida para abrir o cerrar el interruptor, así como los herrajes y zapatas requeridas de acuerdo a la tensión y rango en amperios, de cada interruptor en particular.

Tableros de control de potencia:

Los tableros de control de potencia reciben la potencia en baja tensión del transformador o de los transformadores y la distribuyen a distintos alimentadores o bien a centros de control de motores.

El correcto y eficiente funcionamiento es fundamentalmente para la continuidad del servicio. Sus características constructivas principales de estos tableros son su concentración constructiva que es análoga a la de los centros de control de motores.

Con este tipo de tableros, por lo general se instalan interruptores del tipo termomagnético con control manual o eléctrico. La corriente nominal en las barras de estos tableros varia de seiscientos a 400 A y el valor de la corriente de corto circuito varia de quince a 100 kA, en algunos gabinetes se puede tener instrumentos de medición como amperímetros, voltímetros, contadores de energía, etc.

3.5 TABLEROS METAL-CLAD DE MEDIA TENSIÓN. INTERRUPTORES DE POTENCIA DE M.T., CAPACIDADES Y SELECCIÓN.

Tableros de distribución en media tensión

Los tableros de distribución de baja tensión, son aptos para una tensión igual a 1000 V y de menos de 100,000 V.

En los sistemas eléctricos de las instalaciones de las Industrias que existen en el País, se requieren equipos destinados para la apertura y cierre de circuitos en media tensión, arranque-paro, control, protección, medición y monitoreo de cargas eléctricas y motores en media tensión, agrupados en un equipo con envolvente y ensamble vertical denominado Tablero en Media Tensión.

Este equipo debe operar de forma eficiente y segura y tener garantía de calidad de los materiales con los que se fabriquen para preservar la integridad de vidas humanas, medio ambiente y las instalaciones.

Tableros metal-clad.

También para los aparatos en media tensión se ha generalizado la práctica de montar los aparatos dentro de tableros. Esta práctica es extensiva a las llamadas “subestaciones unitarias” en donde se forma un “paquete”

de tableros en los cuales se encuentran también los transformadores, es decir, se contiene en estas subestaciones los tableros de alta tensión y baja tensión.

Los tableros metal-clad se construyen en forma análoga a los tableros de potencia, es decir por medio de gabinetes o paneles en donde se contiene a un aparato. Se emplean interruptores termomagnéticos, electromagnéticos, en pequeño volumen de aceite o en vacío.

El tablero blindado Tipo Metal Clad brinda un control centralizado y protección de equipos de potencia y circuitos de voltaje medio en instalaciones industriales, comerciales y de servicios que contengan generadores, motores y circuitos de alimentación. Brinda protección adicional en caso de una falla de arco interna.

Un tablero Metal-clad se compone de varias celdas funcionales ensambladas entre sí y totalmente compartimentadas con lámina calibre 11. El concepto Metal-clad es primordial en la construcción del tablero Metal-clad y la conexión de potencia de una celda funcional a otra en un tablero se realiza mediante un juego de barras simple. La continuidad eléctrica de todas las envolventes metálicas queda garantizada mediante la conexión de los colectores de tierra de cada celda o unidad funcional a la barra principal del tablero. Un compartimento de media tensión está aislado metálicamente, formando un compartimento independiente y evitando con esto que los usuarios tengan acceso a partes energizadas de MT.

El equipo de distribución blindado de media tensión proporciona control centralizado y protección de equipos de alimentación de media tensión y circuitos en instalaciones industriales, comerciales y de servicio públicos.

Estándar

Los equipos de distribución blindados con interruptores de vacío proporcionan control centralizado y protección de circuitos y equipos de energía de media tensión en instalaciones industriales, comerciales y de servicios públicos que involucren generadores, motores, circuitos de alimentación y líneas de distribución y transmisión.

Resistente al Arco

Los Tableros de distribución Metal-Clad resistentes a arcos eléctricos protegen al personal operativo y de mantenimiento de las peligrosas fallas por arco eléctrico mediante el desvío o canalización de la energía del arco eléctrico hacia la parte superior externa del tablero de distribución, sin importar el lugar donde el arco eléctrico se originó.

El interruptor

El interruptor es un dispositivo electromecánico cuya finalidad es abrir o cerrar un circuito eléctrico, siendo controlado a voluntad en condiciones normales de operación y es capaz de interrumpir el paso de corriente en un circuito al detectar alguna anomalía por medio de su sistema de protecciones.

La función de estos dispositivos es esencial en casos de sobrecarga o de corto circuito donde la interrupción inmediata del flujo de corriente se vuelve necesaria como una medida de protección, minimizando daños a los equipos asociados o perturbaciones graves en el sistema eléctrico. Durante la interrupción, el tiempo de arqueo debe ser corto para minimizar la erosión y carbonización de los contactos.

La habilidad del dispositivo de interrupción de extinguir el arco una vez que el libramiento de la falla es iniciado, se logra mediante la selección del voltaje de restablecimiento (dos a tres veces el voltaje del sistema) y del tiempo requerido para el libramiento.

El comportamiento de la corriente depende de las características de la fuente de alimentación, de los parámetros del sistema en el lado carga y del tipo de falla. La tensión del arco depende de las características físicas y eléctricas del arco. La duración y severidad del arco está en función del principio de interrupción así como del tipo de mecanismo empleado para efectuar la operación de ruptura.