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INSTALACIN DE TABLEROS DE CONTROL Unidad 3 Servicios de instalacin

En este documento se introducen los fundamentos de la instalacin de

tableros para procesos automatizados que requieren ser alimentados y

protegidos elctricamente y a su vez centralizar el control en un solo espacio

con el fin de facilitar el trabajo de operarios y usuarios del sistema, lo cual nos

permite distribuir las seales de control y alojar los elementos de proteccin y

control de forma segura y accesible para el usuario

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QU ENCONTRAREMOS EN ESTE DOCUMENTO?

Definicin ........................................................................................................ 3

Necesidad de los tableros de control ...................................................................3

Diseo y estructura de un tablero de mando ...................................................... 5

Consideraciones ..................................................................................................5

Elementos de sealizacin y mando ....................................................................6

Partes y piezas de un tablero elctrico ................................................................8

Clasificacin de los tableros ........................................................................... 11

Segn su funcin o aplicacin............................................................................ 11

Diseo de tableros en media tensin ............................................................... 16

Normas ......................................................................................................... 18

Elementos de proteccin ................................................................................ 19

Dispositivos elctricos ....................................................................................... 19

Enlaces de inters ......................................................................................... 21

Dnde podemos encontrar ms informacin ..................................................... 21

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Definicin Necesidad de los tableros de control Todos los procesos automatizados requieren ser alimentados y protegidos elctricamente y a su vez centralizar el control en un solo espacio con el fin de facilitar el trabajo de operarios y usuarios del sistema. Para cumplir con estas necesidades se debe instalar un tablero de control elctrico el cual permite distribuir las seales de control y alojar los elementos de proteccin y control de forma segura y accesible para el usuario. Los sistemas de control ms modernos en ingeniera automatizan procesos en base a muchos parmetros y se clasifican de acuerdo a su grado de especializacin y robustez en controladores de proceso ON/OFF, PID, PLCs, PACs. Un tablero de control elctrico es una caja o gabinete que contiene los dispositivos de conexin, maniobra, comando, medicin, proteccin, alarma y sealizacin, con sus cubiertas y soportes correspondientes, para cumplir una funcin especfica dentro de un sistema elctrico.

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La fabricacin o ensamblaje de un tablero elctrico debe cumplir criterios de diseo 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. Los equipos de proteccin y de control, as como los instrumentos de medicin, se instalan por lo general en tableros elctricos, teniendo una referencia de conexin estos pueden ser:

Diagrama Unifilar

Diagrama de Control

Diagrama de interconexin

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Diseo y estructura de un tablero de mando

Consideraciones Unidades de mando y sealizacin:

La comunicacin entre hombre y mquina agrupa todas las funciones que necesita el operador para controlar y vigilar el funcionamiento de un proceso.

El operador debe estar capacitado

para que pueda percibir y comprender los sucesos y responder de una manera eficaz, a la solucin de un determinado imprevisto

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Elementos de sealizacin y mando

Pilotos y pulsadores:

Los pulsadores se usan en mandos generales de arranque y de parada, tambin en mandos de circuito de seguridad (paro de emergencia).

Pueden ser metlicos cromados para ambientes de servicio intensivo.

Totalmente plstico, para ambientes agresivos.

Estn disponibles en 3 tamaos segn norma NEMA; 16, 22 y 30 mm

(ver norma IEC 60204-1)

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Balizas y columnas luminosas

Elementos de visualizacin ptica, nos indica el estado de un determinado proceso.

Baliza: consta de un nico elemento luminoso.

Columnas: varios elementos luminosos, a veces con avisador acstico.

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Partes y piezas de un tablero elctrico

Elementos Fsicos

Lminas o chapas de hierro acero:

Envolvente Soporte Compartimentos Caja de control

Barras de aluminio o de cobre: Barra colectora o principal Barra secundaria o de distribucin Barra de neutro Barra de tierra

Tornillera

Unin de chapas exteriores. Fijacin de barras. Fijacin de soportes. Fijacin de equipos. Fijacin de aisladores

Otros elementos

Aisladores de fibra o baquelita Soportes de de barras y aisladores Cerraduras y accionamientos Cableado

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Componentes y aparatos elctricos

Baja tensin:

Interruptores miniaturas Interruptores de caja moldeada y de potencia Contactores y rels de sobrecarga Luces pilotos y sealizacin Equipos de medicin

Media y alta tensin:

Interruptores de potencia Seccionadores de fuerza y

de tierra Arrancadores en media tensin Rels de medicin y proteccin

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Normas aplicables en la fabricacin de tableros elctricos

Los tableros, tambin llamados cuadros, gabinetes, paneles, consolas o armarios elctricos de baja y media tensin, principales, de distribucin, de proteccin o de control que alojen elementos o aparatos de potencia elctrica de 24 V o ms o sean de uso exclusivo para este propsito, usados en las instalaciones objeto del presente reglamento, deben cumplir con las normas legales vigentes.

Normativa interna de la planta.

RETIE- Cdigo Elctrico Nacional

National Electric Code (NEC)

ANSI Standards: American National Standards Institute

OSHA: Occupational Safety and Healt Administration

IEC: International Electric Codes

NEMA

UL Laboratory

ANSI/NFPA 70B: Electrical Equipment Maintenance.

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Clasificacin de los tableros Segn su funcin o aplicacin

Tablero Residencial Centro de Carga (TR) Centro de Distribucin de Potencia (CDP) Centro de Fuerza (CDF) Centro de Control de Motores (CCM) Tableros de Distribucin (TD) Tableros de Alumbrado (TA) Consolas y Pupitres de Mando (CPM) Celdas de Seccionamiento (CSEC) Subestaciones (S/E)

De acuerdo con la ubicacin en la instalacin, los tableros reciben las siguientes designaciones:

Caja o gabinete individual de medidor: es aquel al que acomete el circuito de alimentacin y que contiene el medidor de energa desde donde parte el circuito principal. Esta caja o gabinete puede contener adems, medios de maniobra, proteccin y control pertenecientes al circuito de alimentacin.

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Tablero Principal de distribucin: Es aquel que se conecta a la lnea principal y que contiene el interruptor principal y del cual se derivan el (los) circuito (s) secundarios. Tablero o gabinete colectivo de

medidores: Es aquel al que acomete el circuito de alimentacin y que contiene los medidores de energa y los circuitos principales. Este tablero puede contener a los dispositivos de maniobra, proteccin y control pertenecientes al circuito de alimentacin y a los interruptores principales pertenecientes a la instalacin del proceso donde parten los circuitos seccionales. En este caso, los gabinetes que albergan a los interruptores principales se comportan como tableros principales.

Tablero secundario de distribucin: se conecta al tablero principal,

comprenden una vasta categora.

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Ubicacin de los tableros Lugar de instalacin y grado de proteccin IP Los tableros se instalan en lugares secos, en condiciones de ambiente normal, de fcil acceso y alejados de otras instalaciones tales como las de agua, gas, telfono. Para lugares hmedos, mojados, a la intemperie o polvorientos, los tableros debern construirse con el grado de proteccin IP adecuado al ambiente. Pasillos y espacios libres de circulacin.

Delante de la superficie frontal del tablero, habr un espacio libre suficiente para facilitar la realizacin de trabajos y operaciones, el cual no ser menor que 1 metro. Para el caso en que los tableros necesiten acceso posterior, deber dejarse detrs del mismo un espacio posterior no menor a 0,7 metros. En los casos en que el tablero tenga puerta posterior, deber dejarse una distancia, con puerta abierta, de 0,5 m. Se deber respetar la condicin ms desfavorable. Iluminacin del espacio El recinto donde se ubicaran los tableros, deber disponer de iluminacin artificial adecuada, para operar en forma segura y efectiva los dispositivos de maniobra, y leer los instrumentos con facilidad. Detrs del mismo un espacio posterior no menor a 0,7 metros. En los casos en que el tablero tenga puerta posterior, deber dejarse una distancia, con puerta abierta, de 0,5 m. Se deber respetar la condicin ms desfavorable.

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Grado de proteccin contra las influencias del medio ambiente

Grados de proteccin segn NEMA

NEMA 1: Uso Interior, proteccin contra equipos cerrados. (IP-20, IP-30)

NEMA 2: Uso Interior, proteccin contra equipos cerrados y una cantidad limitada de gotas de agua. (IP-21, IP-31)

NEMA 3 (3R), (3S): Uso exterior, intemperie, proteccin contra contacto con equipos cerrados, contra polvo soplado por viento, lluvia, lluvia con nieve y resistencia contra la corrosin (IP-54)

NEMA 4 (4X): Uso interior y exterior, intemperie, proteccin contra contacto con equipos cerrados, contra polvo soplado por viento, lluvia, chorros fuertes de agua. No prevista proteccin contra congelamiento interno (IP-66)

NEMA 5: Uso Interior, proteccin contra equipos cerrados, partculas de polvo flotando en el aire. , mugre y gotas de lquidos no corrosivos.

NEMA 6 (6P): Uso Interior Exterior, proteccin contra equipos cerrados, contra inmersin limitada (prolongada) en agua y contra acumulacin de hielo.

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NEMA 7: Uso interior, clasificados como Clase I. A prueba de explosin, debe ser capaces de resistir la mezcla de gas y aire explosiva

NEMA 8: Uso exterior, clasificados como Clase I. A prueba de explosin, contactos aislados en aceite.

NEMA 9: Uso exterior, clasificados como Clase II. A prueba de explosin, debe ser capaz de resistir la mezcla de gas y aire explosiva. Adems debe evitar la penetracin de polvo.

NEMA 10: Exterior, explosin, minas.

NEMA 11: Interior, lquido no corrosivo, ambiente industrial. Proteccin contra goteo y polvo.(IP-52)

NEMA 12: Interior, proteccin contra lquidos corrosivos.

NEMA 12K: Idem a la anterior con Knock-Outs

NEMA 13: Polvo, agua rociada y refrigerantes no corrosivos

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Diseo de tableros en media tensin

Consideraciones Generales

Para el diseo de tableros hay que tener en cuenta una serie de consideraciones y normativas, garantizando as la continuidad y proteccin del tablero as como la de los operadores. En el diseo de tableros hay que tener en cuenta el costo de la misma y la inversin que esta generara para ello se desarrolla una metodologa. A continuacin se menciona las variables y consideraciones generales que hay que tener en cuenta:

Potencia a manejar (robustez) Tensin nominal Corriente nominal Capacidad de Cortocircuito Sistema de Control de los Aparatos Inversin vs. Instalacin a maniobrar y proteger

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Poltica de Mantenimiento:

Correctivo Preventivo Seguridad de Instalaciones y Operarios Facilidad de Expansin

Tipos de ensayos en tableros Certificados por laboratorios externos:

Ensayos dielctricos Frecuencia Industrial Nivel Bsico de Aislamiento o Impulso Elctrico

Ensayos trmicos

Aumento de temperatura Ensayos de Cortocircuito

Poder de corte Poder de cierre

Grado de proteccin Maniobras mecnicas

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Normas Caractersticas y seguridad de personas. ICE 298 La seguridad de las personas en funcin de las exigencias particulares de utilizacin

disponibilidad de la energa elctrica habilidades y competencia del personal

IEC 298: Aparatos en envoltura metlica para corriente alterna de tensiones nominales superiores a 1kV y inferiores o iguales a 52 kV. Es a travs de las pruebas de tipo y de rutina que el fabricante garantiza su material a las condiciones de explotacin

que soporta la corriente nominal la corriente de falla el dielctrico los esfuerzos mecnicos en el funcionamiento

La IEC 298 permite por la aplicacin de todas o parte de sus recomendaciones de definir el nivel de seguridad correspondiente a las condiciones especficas de explotacin

concepcin : arquitectura y medio de aislamiento puesta a tierra accesibilidad de los compartimentos MT defecto interno

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Elementos de proteccin Dispositivos elctricos Existen diversos modos de proteccin as como una diversidad de dispositivos. Veamos la siguiente tabla de los dispositivos comnmente utilizados:

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Conexin a tierra y tierras fsicas Qu es una tierra fsica?

Consiste en la conexin de equipos elctricos u electrnicos a tierra, esto es pasando por el cable hasta llegar al terreno donde se encuentra una pieza de metal llamada electrodo en donde se hace la conexin mediante la cual circula la corriente no deseada o las descargas elctrica evitando que se daen aparatos, maquinaria o personas. Por este motivo se utilizan tambin las mallas.

Las tierras fsicas tienen una importancia vital para proteger el equipo elctrico y electrnico y se hace mediante una conexin que permiten dar seguridad patrimonial y humana, ya que de improvisto pueden surgir descargas, sobrecargas o interferencias que daan severamente el equipo. Es una trayectoria alterna y segura para disipar corrientes no deseadas, su objetivo principal es: proteger la vida humana. proteger los equipos elctricos y electrnicos. asegurar el funcionamiento correcto de los equipos

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Enlaces de inters Dnde podemos encontrar ms informacin

Sistemas de control http://procesoindustrial.blogspot.com/2008/09/procesos2.html

Tipos de sistemas de control. http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control#Tipos_de_Sistemas_de_Controlm

http://procesoindustrial.blogspot.com/2008/09/procesos2.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control#Tipos_de_Sistemas_de_ControlINSTALACIN DE TABLEROS DE CONTROLUnidad 3 Servicios de instalacin/QU ENCONTRAREMOS EN ESTE DOCUMENTO?DefinicinDiseo y estructura de un tablero de mandoClasificacin de los tablerosDiseo de tableros en media tensinNormasElementos de proteccinEnlaces de inters