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El cuadro eléctrico
de distribución en B.T.
(…2…)
por Roberto Carezzano
4 Definición del proyecto
En la página 18 del Contact
nº10, vemos el esquema
eléctrico unifilar de una
instalación terciaria como
podría ser por ejemplo, un
centro comercial.
La instalación propuesta tiene
una finalidad puramente
didáctica y por esta razón en el
esquema se ha intentado
establecer hipótesis iniciales de
carácter general y uso
recurrente.
Un examen más detallado de
dicho esquema pone de
manifiesto que la instalación
consta de tres niveles de
distribución:
• El primer nivel muestra la
parte de alimentación del
cuadro. Los dispositivos
principales instalados en este
nivel son el interruptor de
maniobra, el interruptor
automático general y el
embarrado.
• El segundo nivel consta de 6
int. aut. modulares y de caja
moldeada, alimentados
directamente desde el
embarrado.
• El tercer nivel se constituye
exclusivamente de aparamenta
modular para el mando y la
protección de los circuitos
finales. Estos interruptores se
alimentan directamente de la
aparamenta del segundo nivel
con cables provistos de bornes
de conexión o entre ellos con
puentes de unión.
El esquema unifilar propuesto
es sólo la síntesis de un
proyecto que, para una correcta
definición, ha tenido en cuenta
algunos aspectos técnicos
fundamentales: sistema de
distribución, tipo de carga y
potencia absorbida (kW) factor
de simultaneidad y tipo de
servicio que la instalación debe
asegurar.
A partir de estos parámetros se
puede calcular la corriente de la
instalación Ib de cada circuito
terminal (tercer nivel).
Armario Quadro
Procediendo al revés, se
pueden determinar la corriente
de la instalación de los circuitos
del segundo nivel y la corriente
de la instalación Ib del circuito
de alimentación.
Sobre el valor de la corriente, se
puede llevar a cabo la elección
del int. de maniobra y del int.
aut. de cabecera por lo que a
su corriente nominal se refiere.
Además, en base a las
condiciones de la instalación y
al tipo de cable elegido se
pueden individualizar los valores
de la capacidad de los
conductores.
El valor Ib (corriente de
utilización de los circuitos) junto
con los valores de la corriente
de cortocircuito y los niveles de
la instalación, constituyen los
elementos base necesarios para
efectuar la correcta elección de
todos los componentes de la
instalación: cables, aparatos de
maniobra, protección y
distribución de la energía.
En cuanto a la protección de la
instalación, y para verificar la
coordinación contra los
contactos indirectos, se toma
como base para la elección de
los componentes la indicada en
la norma CEI 64-8:
•Protección contra sobrecargas.
Debe cumplirse la condición
Ib ≤ In ≤ Iz
•Protección contra
cortocircuitos.
El dispositivo de protección
debe tener un poder de corte
igual o mayor a la corriente del
cortocircuito supuesta Icp en el
punto de instalación del mismo
dispositivo Icp ≥ PdC.
2º nivel
1er nivel
Ref.
HA454
H645
HE334
HE336 NR440A NR440A NR420A NR440A
•La coordinación de las
protecciones contra los
contactos indirectos.
Depende del tipo de régimen de
neutro utilizado en la
distribución: TT, TN, IT.
In
PdC
Bloque dif.
I∆n/s
Cable
Esquema eléctrico unifilar relativo al 1er y 2º nivel.
Todos los componentes
utilizados en el desarrollo del
proyecto y al cual haremos
alusión pueden encontrarse en
los catálogos de Hager.
5 Elección de los
componentes
Siguiendo a nivel práctico las
indicaciones proporcionadas, ya
sean de carácter dimensional o
eléctrico, podemos proceder a
tratar individualmente los
diferentes dispositivos
eléctricos.
1 Cuadro eléctrico
El sistema de armarios Quadro
representa la base de desarrollo
del proyecto si se elige
satisfacer:
•La versatilidad constructiva,
que puede satisfacer tanto el
desarrollo actual del proyecto
como las posibles ampliaciones
futuras.
•La facilidad para redactar la
declaración de conformidad,
pudiendo disponer de todas las
pruebas efectuadas sobre el
sistema Quadro en los
laboratorios CESI.
250 A vertical
125 / 160 A
placa de soporte
en aluzink
perfil
DIN
bloques de
conexión
400 / 630 A vertical
250 A horizontal
agujero
corredero
interruptor de
maniobra HA:
125 A ... 630 A
Gama de int. aut. de caja moldeada e
int. de maniobra, series HN, HE y HA.
tapa
interruptor automático
+ bloque diferencial
de 250 A
Juego de equipamiento con int. aut.
de caja moldeada y bloque diferencial,
montaje vertical.
2 Aparamenta de cabecera
En nuestro caso, el int. de
maniobra y el int. aut. de
cabecera representan la parte
fundamental. Ambos son
aparatos tetrapolares (no
modulares). Los aparatos que
se ajustan a los requisitos de la
instalación son los de las series
HA, HN y HE.
Las referencias y características
de los aparatos del 1er y 2º
nivel, aparecen en la tabla de la
página anterior.
En el catálogo general y en el
nuevo catálogo electrónico
Hager, aparecen informaciones
sobre el funcionamiento, las
curvas, regulación de los
relés…
La fotografía muestra las dos
gamas de aparatos.
La elección de los bloques
diferenciales, se efectuó
teniendo en cuenta el
funcionamiento específico que
requería la instalación y la
seguridad de las personas.
En la elección no se han tenido
en cuenta solamente los
aspectos eléctricos, sino
también aquellos más prácticos
sobre la simplicidad y la
facilidad de montaje. Los
aparatos elegidos pueden
montarse sobre un juego de
equipamiento completo, con
placa de soporte, tapa y
tornillos de fijación.
El dibujo muestra un juego de
equipamiento.
3 Int. automáticos
magnetotérmicos modulares
En la tabla inferior, se puede ver
un resumen de todos los
productos disponibles. Las
series MJ, NC y NR, resultan
idóneas para nuestro objetivo,
tanto para las intensidades
nominales como por el poder
de corte.
El esquema adjunto representa
la parte del esquema unifilar
que nos interesa para esta
elección. En cuanto a su
instalación en el cuadro, es
posible utilizar el juego de
equipamiento constituido por un
perfil DIN y una tapa con
abertura. La fotografía de la
página siguiente nos muestra
este juego de equipamiento.
interruptores 3er nivel
19-20-21-22-23-24
3er nivel del esquema unifilar.
Tipo
Ref.
PdC
Familia
Curva
MU
C
MP
ML
MJ
MB
MC
Polos
1P
1 P+N
2P
ICP-M 1 P
1 P+N
2P
3P
3 P+N
4P
1 P+N
C
1 P+N
C
B
C
Norma según
el poder de corte
In (A)
UNE EN 60-898
6 a 40 A
UNE 20-317
5 a 63 A
UNE EN 60-898
2 a 40 A
UNE EN 60-898
2 a 40 A
1P
2P
3P
4P
1P
1 P+N
2P
3P
4P
1P
2P
3P
4P
UNE EN 60-898
IEC 947-2
UNE EN 60 947-2
6 a 63 A
UNE EN 60-898
IEC 947-2
UNE EN 60 947-2
0,5 a 63 A
UNE EN 60-898
IEC 947-2
UNE EN 60 947-2
0,5 a 63 A
0,5 a 63 A
6 a 63 A
0,5 a 63 A
NC
C
ND
D
1
2
3
4
P
P
P
P
UNE EN 60-898
0,5 a 63 A
NM
C
1
2
3
4
P
P
P
P
IEC 947-2
UNE EN 60 947-2
80 y 100 A
NM
C
125 A
125 A
D
P
P
P
P
P
P
P
P
UNE EN 60-898
IEC 947-2
UNE EN 60 947-2
NM
1
2
3
4
1
2
3
4
UNE EN 60-898
IEC 947-2
UNE EN 60 947-2
80 y 100 A
80 y 100 A
NR
C
1
2
3
4
P
P
P
P
IEC 947-2
UNE EN 60 947-2
50 y 63 A
25 a 40 A
6 a 20 A
4,5 kA
6 kA
10 kA
Poder de corte (PdC)
15 kA
20 kA
25 kA
4 Sistemas de distribución
Existen diversos tipos de
elementos para poder distribuir
la energía en los armarios
Quadro:
•Bloques de conexión
escalonados, para intensidades
de 80 a 125 A.
•Bloques de conexión
unipolares, para intensidades
de 250 y 400 A.
Juego de equipamiento para
aparamenta modular.
•Embarrados componibles de
250, 400 y 630 A.
La fotografía inferior muestra las
características de los sistemas
de distribución utilizados en la
instalación. En el desarrollo
constructivo de nuestra
instalación, la elección se
orienta hacia el embarrado de
250 A, para realizar la
distribución principal. La
instalación resulta racional, en
cuanto se utilizan espacios
normalmente poco
aprovechables, y simples,
gracias al práctico sistema para
fijar los soportes sobre los
montantes.
Los juegos que constituyen este
sistema de distribución cuentan
con todo el material necesario
para su montaje.
Sistemas de distribución utilizados en los armarios Quadro.
Bloques de conexión escalonados
fijación sobre perfil DIN,
suministrado con:
- placa posterior aislante,
- pantalla frontal de protección transparente
Ui = 660 V
Icc = 12 kA
Icc = 15 kA
A
Embarrado de 250 A, componible
montaje lateral
In 80 A tetrapolar
nº de conexiones por fase:
entrada: 1 x 16 flexible
salida: 8 x 10 flexible
ancho 88 (5 ❚) x alto 85, por profundo 44 mm
In 125 A tetrapolar
nº de conexiones por fase:
entrada: 1 x 35 flexible
salida: 1 x 25 + 10 x 16 flexible
ancho 129 (7,5 ❚) x alto 85, por profundo 44 mm
este conjunto se compone de:
A - soporte tetrapolar para pletinas de 20 x 5 mm
- suministrado con tornillos de fijación
B
B - 4 pletinas de cobre de 20 x 5 mm roscadas a M6
- tensión de cortocircuito:
C - pantalla de protección
C
A
Ui = 600 V
Icc = 24,5 kA
5 Juegos de conectores
Puentes y bornes de conexión
para aparamenta modular
Permiten realizar de modo
directo y seguro la conexión
eléctrica entre la aparamenta
principal y el embarrado. Se
realizan con cables o con
pletinas de cobre flexibles. En el
catálogo podemos ver los
juegos de conexión disponibles,
teniendo en cuenta el tipo de
aparato principal (int. aut. NH o
int. de maniobra HA) su montaje
(vertical u horizontal) y el
sistema de embarrado que se
utiliza.
6 Accesorios de cableado
pletina perforada
placa de protección
transparente
Para un cableado seguro y
práctico de la aparamenta
modular, se pueden utilizar
puentes de unión de lengüeta o
de horquilla.
Para la conexión de los cables
de entrada, bornes de
conexión.
Su uso no comporta la
ocupación de más espacio,
racionaliza el cableado y facilita,
de manera clara, la
individualización de las
diferentes conexiones.
En cuanto a la conexión del
tierra, disponemos de pletinas
con bornes de conexión.
Encontraremos estos
componentes al abordar el
aspecto de la protección contra
los contactos indirectos.
soporte
tetrapolar
Embarrado componible de 250 A.
6 Aspectos técnicos
Todo lo descrito anteriormente
representa la base práctica del
desarrollo constructivo del
cuadro de distribución que se
necesita para cumplir las
condiciones que se indican en
el esquema unifilar.
A nivel teórico, el esquema
unifilar nos sugiere que
reflexionemos sobre algunas
situaciones que cuestionan
algunos aspectos de
implantación del circuito de
entrada.
Nuestra propuesta prevé el
empleo de un interruptor de
maniobra en serie con el int.
aut. de caja moldeada.
En la realidad de la instalación,
se encuentran principalmente
las 3 situaciones representadas
en el esquema adjunto.
1 El cuadro esta dotado en la
entrada de un dispositivo de
protección contra el
cortocircuito (DPCC)
En esta situación, el cuadro
debe especificarse con la
indicación de la corriente de
cortocircuito condicionada al
Icc, relativa al dispositivo de
protección utilizado. En nuestra
instalación el DPCC está
formado por el int. aut. de caja
moldeada de 250 A. La
corriente condicionada que
caracteriza el cuadro
corresponderá a la del
interruptor H645. El valor de
protección asegurado por el
aparato es superior al de la
supuesta corriente de
cortocircuito de 18 kA.
A favor de la elección del
sistema Quadro, existen otras
consideraciones positivas. La
más importante corresponde a
las pruebas a las que ha estado
sometido por el CESI.
La prueba específica sobre la
resistencia de cortocircuito
efectuada sobre un prototipo
Quadro con embarrado de
250 A, ha sido verificado hasta
un valor de cortocircuito de
20 kA. Esta verificación permite
extrapolar los resultados
experimentales obtenidos para
poder construir cuadros de
distribución como el propuesto.
La verificación de la resistencia
al cortocircuito pasa a través de
las distancias existentes entre el
armario y el embarrado.
La tabla de la página siguiente,
nos indica todos los
embarrados disponibles para el
sistema Quadro, en función de
la intensidad nominal, de
cortocircuito y las distancias
entre soportes.
Circuito de entrada de un cuadro.
El cuadro, en la situación de
trabajo anteriormente indicada,
puede ser dotado de un int. de
maniobra.
Las situaciones de trabajo que
requieren esta solución se
necesitan cuando la instalación
opera en un contexto en el que
se efectúan frecuentes
manutenciones. Poder disponer
en la entrada del cuadro de un
aparato de maniobra permite, al
personal de mantenimiento,
operar en absoluta tranquilidad
sobre la instalación.
Para esta realidad operativa, se
efectúan pruebas de resistencia
a la corriente de cortocircuito
de breve duración en los
laboratorios CESI, con una
estructura típica de un armario
Quadro y equipado con
interruptores de maniobra de la
serie HA.
Para estas situaciones de
trabajo, se puede disponer de
útiles indicaciones para efectuar
un correcto dimensionado en la
implantación.
2 El cuadro no está dotado en
la entrada de ningún
dispositivo de protección
contra el cortocircuito aunque
está instalado en una sección
de la instalación en la que
está previsto un dispositivo
de protección aguas arriba
También debe especificarse el
valor de la corriente de
cortocircuito Icc.
3 El cuadro no está dotado en
la entrada por un dispositivo
de protección ni tampoco
está previsto de ningún
dispositivo de protección
inmediatamente aguas arriba
En esta situación, la resistencia
al cortocircuito del cuadro debe
especificarse indicando la
corriente de cortocircuito de
breve duración Icw. Este valor
es un valor eficaz de corriente
que el cuadro debe soportar
durente 1 segundo (si no se
especifica de otra manera).
Embarrado
In (A)
Nº de pletinas /
conexiones por fase
Sección de
las pletinas
Tensión de cortocircuito
(distancia máxima entre los soportes de las pletinas
en función de la corriente de cortocircuito)
20 kA
25 kA
35 kA
250 A
1 pletina
1 fila con agujeros
M6, paso 25 mm
20 × 5 mm
300 mm
150 mm
-
400 A
1 pletina
32 × 6 mm
-
375 mm
-
630 A
1 pletina
50 x 5 mm
-
-
375 mm