El cuadro eléctrico de distribución en B.T. (1...) por Roberto Carezzano 1 La distribución eléctrica IP 40 IP 55 terciario/local profesional sector terciario/industrial distribución distribución/mando Uno de los componentes más importantes de la instalación eléctrica en baja tensión es el cuadro de distribución. El cuadro eléctrico, entendido como tal, se define en un conjunto, según la norma UNE EN 60439-1 como: Combinación de uno o más aparatos de conexión de baja tensión, con los materiales asociados de mando, medida, señalización, protección, regulación, etc., completamente montados bajo la responsabilidad del constructor, con todas sus conexiones internas, mecánicas y eléctricas y sus elementos estructurales. Los armarios Hager, altamente versátiles, permiten la realización de múltiples configuraciones adecuadas a esquemas de instalación en las más diversas y rigurosas condiciones ambientales, de espacio y de servicio. La tabla adjunta presenta toda la gama de armarios Hager, con indicaciones de las principales características constructivas y de empleo. Estos armarios responden muy bien a dichas aplicaciones, así como a las calidades de las instalaciones eléctricas. En el contexto de la distribución la serie Venecia presenta características de empleo típicas de la distribución como cuadro general, especialmente adecuado en el ámbito industrial. > 630 A 125 A > 160 A 125 A > 160 A vega D Univers IP4 - quadro Vector - Orión Univers IP5 - IP6 Venecia
La serie Venecia ha sido sometida a ensayos tipo en laboratorios homologados en la UE, según la norma europea CEI 17-13/1 (equivalente a la UNE EN 60439-1). La estructura, el sistema de embarrados, el circuito de protección y los juegos de equipamiento han sido verificados hasta un valor máximo de 1600 A. El esquema 1 de distribución adjunto muestra una planta industrial realizada con un cuadro principal del tipo Venecia instalado aguas abajo del transformador MT/BT. Este cuadro concreto consta de 1 entrada y 3 salidas a receptores finales o a cuadros de distribución secundaria. La serie Venecia satisface los grados de protección IP 54, 55. La distribución secundaria lleva a un ámbito de corrientes de empleo y niveles de consumo inferiores, con lo que los armarios a utilizar deben adecuarse a esta exigencia. El sistema quadro resulta apropiado para cubrir esta función. Los armarios quadro se han ensayado en los laboratorios CESI de Milán siguiendo escrupulosamente la norma. Las pruebas se han realizado sobre prototipos simulando situaciones reales de instalación, montaje en pared o en el suelo, hasta valores máximos de intensidad de 630 A. El esquema 2 representa una distribución secundaria. Con quadro, se puede asegurar la distribución a: Distintas utilizaciones ubicadas en diferentes pisos como en el caso de centros comerciales residenciales o equipamientos (escuelas...) Zonas específicas típicas como hospitales, almacenes, laboratorios... Esquema 1 Esquema 2 400 V - 50 Hz quadro cuadro principale 400 V - 50 Hz illuminazione iluminación climatización condizionamen quadro cuadro secondario secundario ascensores alimentazioni alimentación dorsali
2 Cuadros y normativa La normativa específica en España, para los cuadros eléctricos de baja tensión, y que está actualmente en vigor, es la UNE EN 60439-1. Conjuntos de aparamenta de baja tensión Parte 1: Requisitos para los conjuntos de serie (CS) y los conjuntos derivados de serie (CDS) Los llamados conjuntos CS y CDS pueden entenderse como sigue: CS: conjunto de aparamenta de baja tensión, construido conforme a un tipo ensayado según la norma. CDS: conjunto de aparamenta de baja tensión, que deriva de un CS completamente ensayado aunque con partes modificadas de los ensayos tipo (por extrapolación, por cálculo) aunque deben cumplir los ensayos correspondientes. Disponer, por tanto, de conjuntos probados según la norma, implica poder trabajar con una base segura para el posterior desarrollo de nuevas soluciones. Los armarios de las series Venecia y quadro han sido ensayados completamente en los laboratorios CESI de Milán. Las pruebas han confirmado la idoneidad de las soluciones adoptadas en lo que respecta a la totalidad de los componentes eléctricos en condiciones normales de funcionamiento. De hecho, los armarios que se utilizan en la realidad tanto en distribuciones generales como secundarias, responden al tipo CDS. Esto significa que el constructor del cuadro, adquiriendo los distintos componentes Hager (envolvente, juegos de equipamiento, interruptores de potencia, de corte en carga o juegos de embarrados) puede efectuar únicamente las pruebas tipo más simples, pudiendo realizar aquellas más críticas, de cortocircuito y de sobretemperatura, de modo indirecto, por extrapolación o cálculo. Armario Venecia
3 Elección del cuadro eléctrico 3.1 Aspecto ambiental El cuadro eléctrico es un componente básico en el conjunto de la instalación eléctrica. La elección de sus características requiere un análisis muy detallado de las condiciones de servicio y de la fiabilidad que debe asegurarse. Para ello, deben tenerse en cuenta las importantes solicitaciones mecánicas y eléctricas que tienen lugar en un espacio tan limitado. Los diversos aspectos que deben considerarse y que condicionan de modo determinante la definición geométrica del cuadro son diversos: ambientales, eléctricos, térmicos y mecánicos. La norma UNE EN 60439-1, define las condiciones normales de servicio indicando valores ambientales límite dentro de los cuales debe asegurarse el correcto funcionamiento. Deben tomarse en consideración: la temperatura ambiente, la humedad relativa, la altitud sobre el nivel del mar, y el grado de contaminación. La parte de la aparamenta destinada a asegurar la protección del equipamiento eléctrico contra las influencias externas y del entorno, realiza también la función primaria de protección de las personas contra contactos directos. El grado de protección que la norma UNE 20324 describe para asegurar la protección de las personas contra los contactos directos es similar a IP 2X. La primera cifra se refiere a la protección contra la penetración de cuerpos extraños y contra el acceso por parte de la persona a las partes activas contenidas en el envolvente. Grado de protección contra contactos directos
El significado de la primera cifra está pues en asegurar la protección de las personas. Durante el funcionamiento puede ser importante controlar el valor de la magnitud eléctrica en juego (tensión, corriente) o realizar el mando manual de un determinado aparato sin correr el riesgo de tocar componentes en tensión. La segunda cifra se refiere a la protección contra la entrada de líquidos. Si el armario estuviera instalado en el exterior, el grado mínimo de protección requerido sería de 3 (IP X3). Para armarios instalados en interiores aunque sometidos a variaciones importantes de temperatura (provocando condensación de agua...) la segunda cifra no debe ser inferior a 1 (IP X1). En todas las instalaciones previstas a cubierto, que ya están protegidas del exterior gracias a la construcción normal (paredes, techos...) es suficiente, respetando la norma, un grado de protección IP X0. Así, los cuadros de distribución utilizados en centros residenciales, escuelas, bibliotecas, salas de reunión o centros comerciales, requieren un nivel de protección mínimo de IP 20. Grado de protección contra condiciones ambientales externas
3.2 Aspecto eléctrico El esquema eléctrico de la instalación es determinante en la elección del armario por lo que respecta a sus dimensiones. Armario quadro 1 2 250 A 63 A 125 A 3 4 Esquema eléctrico unifilar Limitándonos estrictamente al criterio dimensional, el espacio a preveer (dimensiones del armario) se pueden deducir muy fácilmente a partir del catálogo Hager, con el cual es posible consultar las dimensiones de la aparamenta, modular y no modular, que debe contener la envolvente. 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Otros aspectos que pueden determinar la estructura del armario son: la entrada de la alimentación (por la parte superior o inferior, mediante cables o pletinas), los espacios suficientes para asegurar facilidad de inspección, verificación y mantenimiento. La elección completa del armario contempla obviamente las características eléctricas relativas a la sección de la instalación en la cual se instalará. Los valores característicos de la serie Venecia son: tensión nominal de aislamiento: 1000 V, corriente nominal máxima de empleo: 3200 A, corriente de cortocircuito: 70 ka, 1 s, corriente de cresta: 154 ka. El sistema quadro se caracteriza a su vez por los siguientes: tensión nominal de aislamiento: 690 V, corriente nominal máxima de empleo: 630 A, corriente de cortocircuito: 35 ka, corriente de cortocircuito de corta duración: 13 ka, 1 s. 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 x int. automático magnetotérmico x int. automático magnetotérmico + bloque diferencial
3.3 Aspecto mecánico El armario debe ser adecuado para hacer frente a las solicitaciones mecánicas producto de la corriente de cortocircuito. Para la serie Venecia, la totalidad de la chapa tiene un grosor de 2 mm. Este, asegura las prestaciones eléctricas hasta los valores máximos ya relacionados. También los elementos de unión de las piezas están a la altura de la situación, las uniones de las piezas y de las celdas aseguran la perpendicularidad de las celdas así como la rigidez mecánica. Para la serie quadro se utiliza el fondo (chapa de 1,2 mm de espesor) como estructura base. Sobre éste, están incorporados los montantes de fijación de los juegos de equipamiento así como los bloques de fijación del resto de la estructura externa: laterales y tapas (superior e inferior) o zócalo. Armario quadro