CONSTRUCION DE TABLEROS ELECTRICOS ACTIVIDAD 1 Actividad: Realizar un informe según lo especificado en el Pliego RIC N°2, donde contestaran las preguntas incorporando ejemplos. Objetivo: Conocer las características del diseño de un Tablero Eléctrico de acuerdo a la RIC N°2 y calcular la sección de un conductor, caída de tensión y cálculo de alimentadores. ¿Qué es un tablero eléctrico? Los tableros son equipos eléctricos de una instalación, que concentran dispositivos de protección y de maniobra o comando, de los cuales se puedan operar con seguridad y proteger toda la instalación o parte de ella. Clasificación de los Tableros eléctricos según su función y ubicación Tablero General Tablero General Auxiliar Tablero de Distribución Tablero de Paso Tablero de Comando Tablero Eléctrico Móvil Tablero de Transferencia Tablero de Autogeneración 1. Tablero General Son los tableros principales de las instalaciones. En ellos estarán montados los dispositivos de protección y de maniobra que protegen los alimentadores. 2. Tablero General Auxiliar: Son tableros que son alimentados desde un tablero general y desde ellos se protegen y operan subalimentadores que energizan tableros de distribución 3. Tablero de Distribución: Son tableros que contienen dispositivos de protección y de maniobra que permiten proteger y operar directamente sobre los circuitos en que está dividida una instalación o parte de ella. Pueden ser alimentados desde un tablero general, un tablero general auxiliar o directamente desde el empalme 4. Tablero de paso Son tableros que contienen protecciones cuya finalidad es proteger derivaciones que por su capacidad de transporte no pueden ser conectadas directamente a un alimentador, subalimentador. 5. Tablero de Comando: Son tableros que contienen los dispositivos de protección y de maniobra que permiten proteger y operar sobre artefactos individuales o sobre grupos de artefactos. 6. Tablero eléctrico móvil Es toda caja especialmente diseñada y señalizada, en cuyo interior se instalan interruptores, cables, dispositivos de protección y de maniobra de circuitos eléctricos en terreno y se pueden trasladar según se requiera 7. Tablero de transferencia Son tableros que contienen dispositivos automáticos y/o manuales que permiten realizar el intercambio de energía entre la red y una fuente de alimentación alternativa, garantizando que jamás estas dos fuentes estén presentes simultáneamente en la carga. 8. Tablero de autogeneración Son tableros que contienen dispositivos automáticos y manuales que permiten realizar la conexión y desconexión de equipos de generación fotovoltaica, eólica o de algún otro medio de generación CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOS TABLEROS ELECTRICOS Las formas constructivas de los tableros eléctricos de da fundamentalmente por su funcionalidad, el montaje y las condiciones ambientales del lugar donde va a ser instalado, estos pueden ser: Cajas, gabinetes o armarios. Metálicos o plásticos. Embutidos, murales o autosortados. CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOS TABLEROS ELECTRICOS Los tableros deberán contar con una cubierta cubre equipos y con una puerta exterior, la puerta exterior será totalmente cerrada. Los materiales empleados en su construcción deberán ser no propagadores de la llama, resistentes a la corrosión o estar adecuadamente protegidos contra ella. El conjunto de elementos que constituyen la parte eléctrica de un tablero deberá ser montado sobre un bastidor, placa de montaje o riel DIN fijado sobre montantes, mecánicamente independiente de la caja, gabinete o armario los que se fijarán a éstos mediante pernos, de modo de ser fácilmente removidos en caso de ser necesario. Se deberá asegurar la correcta conexión a tierra de todos los elementos metálicos que componen el tablero. DISPOSICIONES APLICABLES A TABLEROS GENERALES Se deberá colocar un tablero general en toda instalación en que exista más de un tablero de distribución. También se deberá colocar un tablero general en aquellas instalaciones en que, existiendo un único tablero de distribución, este último esté separado más de 30 m del equipo de medida del empalme. Todo tablero general del cual dependa más de un alimentador deberá llevar un interruptor o disyuntor general que corte todos los conductores activos, incluyendo el neutro (corte omnipolar), que permita operar sobre toda la instalación en forma simultánea. Pliego Técnico Normativo RIC N° 02 SEC - División de Ingeniería de Electricidad P á g i n a 14 | 18 Los tableros generales auxiliares se colocarán en aquellas instalaciones en que se necesite derivar subalimentadores desde un alimentador, para energizar distintos tableros de distribución en forma individual o en grupo. En un tablero general no podrán colocarse dispositivos de operación o protección para alimentadores de distintas tensiones. DISPOSICIONES APLICABLES A TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN En un tablero de distribución no se permitirá instalar más de 25 circuitos, por cada protección general según la clasificación del punto 4.24.1 del presente pliego técnico. Los tableros de distribución en una instalación deberán llevar un interruptor o disyuntor general que corte todos los conductores activos, incluyendo el neutro (corte omnipolar), que permita operar sobre toda la instalación en forma simultánea. Se exceptúan de esta disposición los tableros domiciliarios que contengan hasta 3 circuitos. En un tablero de distribución en que se alimentan circuitos de distintos servicios, tales como fuerza, alumbrado, climatización u otros, las protecciones se deberán agrupar ordenadamente ocupando distintas secciones del tablero. Se colocarán protecciones generales de corte omnipolar correspondientes a cada servicio, independientemente de lo estipulado en el punto 6.6.2. Se exceptúan de esta disposición los servicios de menos de 4 circuitos. DISPOSICIONES APLICABLES A TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN Todos los tableros de distribución ubicados en aeropuertos, grandes hoteles de más de 300 habitaciones, locales de espectáculos con capacidad para más de 1.000 espectadores, centros comerciales de más de 2.000 m2 de superficie, edificios de oficinas de gran altura según NFPA 101 y en instalaciones en ambientes explosivos, deberán implementar una de las siguientes medidas de seguridad contra incendio: Todos los tableros de distribución deberán contar con un interruptor o disyuntor general que corte todos los conductores activos, incluyendo el neutro (corte omnipolar) y una protección diferencial general con una sensibilidad de 300 mA. Este diferencial no reemplaza la exigencia de utilizar la protección diferencial exigida para cada uno de los circuitos. Todos los circuitos de los tableros de distribución deberán quedar protegidos por un dispositivo de detección de falla de arco eléctrico, en conformidad de la norma IEC 62606 Cuales son las condiciones que se deben considerar con respecto al tamaño de un gabinete El tamaño de caja, gabinete o armario se seleccionará considerando que: El cableado utilizado para la interconexión entre sus dispositivos en el tablero deberá hacerse a través de bandejas portaconductores no metálicas que permitan el paso cómodo y seguro de los conductores, ocupando como máximo el 50 % de la sección transversal de cada bandeja. Se exceptuará de utilizar bandejas portaconductores en aquellos tableros eléctricos que tengan menos de 8 circuitos. Deberá quedar un espacio suficiente entre las paredes de los gabinetes o envolvente y las protecciones o dispositivos de comando y/o maniobra de modo tal de permitir un fácil mantenimiento e inspección del tablero. Para una instalación nueva, el tamaño inicial de los gabinetes y armarios deberá prever una ampliación de un 25% de la capacidad total por cada tipo de servicio que contenga el tablero eléctrico. Para esta condición se deberá dejar espacios disponibles en barras de distribución y riel DIN o soporte de las protecciones. Características que deben tener los materiales no metálicos. Deben ser no higroscópicos (que no atraigan agua o humedad). En caso de combustión deberán ser autoextinguentes, arder sin llama y emitir humos de baja opacidad, sus residuos gaseosos serán no tóxicos. Tendrán una resistencia mecánica suficiente como para soportar una energía de choque de 2 Joules (IK 07). En caso de que estén instalados a la intemperie, tendrán una resistencia a los agentes climáticos, y deberán ser resistentes a la radiación UV. En caso de que estén instalados en locales de reunión de personas, deberán ser libre de halógenos. ¿Qué es grado protección IP? Los grados de protección IP hacen referencia a una normativa internacional, que indica el nivel de protección de los equipos eléctricos o electrónicos frente a la entrada de agentes externos: Polvo o agua. La CEI o Comisión Electrotécnica Internacional, (también conocida como IEC por sus siglas en inglés), establece una normativa para clasificar los diferentes grados de protección de las envolventes de equipos eléctricos y electrónicos frente a agentes externos, especialmente factor humano o agentes medioambientales. O lo que es lo mismo: El grado de protección que tiene el recubrimiento exterior del equipo o dispositivo, frente a la entrada de cuerpos sólidos y líquidos (fundamentalmente polvo o agua). ¿Qué es grado protección IP? Para interpretar el grado de protección IP, debes tener en cuenta que: IP 65 IP hace referencia a Ingress Protection y aparece siempre. El primer dígito hace referencia a la protección del equipo frente a la entrada de elementos sólidos, y puede oscilar entre los valores 0 y 6. El segundo dígito hace referencia a la protección del equipo frente a la entrada de agua, y puede oscilar entre los valores 0 y 8. ¿Qué indica cada valor? Primer dígito. Hace referencia a la entrada de cuerpos sólidos IP 6 5 NIVEL DESCRIPCIÓN 0 Sin protección 1 Protegido contra la entrada de elementos sólidos de hasta 50mm. 2 Protegido contra la entrada de elementos sólidos de hasta 12,5mm. 3 Protegido contra la entrada de elementos sólidos de hasta 2,5mm. 4 Protegido contra la entrada de elementos sólidos de hasta 1mm. 5 Protegido contra la entrada de polvo (la cantidad que entra no intefiere con el funcionamiento del dispositivo). 6 Totalmente protegido contra la entrada de polvo. ¿Qué indica cada valor? Segundo dígito. Hace referencia a la entrada de agua IP 6 5 NIVEL DESCRIPCIÓN 0 Sin protección 1 No debe entrar el agua cuando se la deja caer, desde 200mm de altura respecto del equipo, durante 10 minutos (a razón de 3-5mm³ por minuto). 2 No debe entrar el agua cuando se la deja caer, durante 10 minutos (a razón de 3-5mm³ por minuto). Dicha prueba se realizará 4 veces a razón de una por cada giro de 15º tanto en sentido vertical como horizontal, partiendo cada vez de la posición normal de trabajo. 3 No debe entrar el agua nebulizada en un ángulo de hasta 60º a derecha e izquierda de la vertical a un promedio de 11 litros por minuto y a una presión de 800-100 kN/m² durante un tiempo que no sea menor a 5 minutos. 4 No debe entrar el agua arrojada desde cualquier ángulo a un promedio de 10 litros por minuto y a una presión de 800-100 kN/m² durante un tiempo que no sea menor a 5 minutos. 5 6 No debe entrar el agua arrojada a chorro (desde cualquier ángulo) por medio de una boquilla de 6,3 mm de diámetro, a un promedio de 12,5 litros por minuto y a una presión 30 kN/m² durante un tiempo que no sea menor a 3 minutos y a una distancia que no sea menor de 3 metros. No debe entrar el agua arrojada a chorros (desde cualquier ángulo) por medio de una boquilla de 12,5 mm de diámetro, a un promedio de 100 litros por minuto y a una presión 100 kN/m² durante un tiempo que no sea menor a 3 minutos y a una distancia que no sea menor de 3 metros. 7 El equipo debe soportar sin filtración alguna la inmersión completa a 1 metro durante 30 minutos. 8 El equipo debe soportar sin filtración alguna la inmersión completa y continua a la profundidad y durante el tiempo que especifique el fabricante del producto con el acuerdo del cliente, pero siempre que resulten condiciones más severas que las especificadas para el valor 7. Rotulaciones, señalizaciones, procedimientos y advertencias en un tablero eléctrico Toda rotulación, señalización, procedimiento y advertencias requeridas en este pliego deberán cumplir con lo siguiente Ser indeleble (que no puedan ser borrado) Ser legible (que pueda ser leído con claridad) Estar diseñadas y fijas de manera que sean legibles durante la vida útil del equipo, tablero o alimentador al que están adheridas o relacionadas. Rotulaciones, señalizaciones, procedimientos y advertencias en un tablero eléctrico Todos los tableros, sin excepción, deberán llevar estampadas en forma visible, legible e indeleble la marca de fabricación, el nombre del tablero, la tensión de servicio, la corriente nominal y el número de fases. El responsable de la instalación deberá agregar en su oportunidad su nombre o marca registrada EJERCICIOS I. Se debe energizar un tablero de distribución de alumbrado monofásico y proyectar un alimentador que cumple las siguientes condiciones: 1) La potencia total de todos los circuitos de dicho tablero suma en total 8 kW (4 kw en dos circuitos de enchufes, 2 kW en iluminación y 2 kW en aire acondicionado) 2) La distancia desde el empalme hasta el tablero es de 45 metros 3) El tipo de instalación corresponde a una casa habitación. Calcule y determine: a) La sección del conductor (Sc) b) La corriente de la protección (Ip) c) La caída de tensión en el alimentador (Vp) d) Diagrama unilineal a) Calculo de la sección del conductor (Sc) Para comenzar a sacar la sección del conductor necesitares la corriente tota de la instalación para eso se realiza siguiente formula Potencia total dividido por la tensión = 8 KW (8.000 w / 220 V ) = 36,36 amp. 2 x 0.018 x 45 x 36.36 6.6 VP = 8,92 mm2 b) La corriente de la protección (Ip) La capacidad de la protección de acuerdo a la corriente total del circuito 36.36 amp la protección a instalar será de 40 amp en 10 kilo en curvatura d. ( 40 A 10k curva D) c) La caída de tensión en el alimentador (Vp) La caída de tensión utilizada es de 6.6 VP de acuerdo al cálculo de la caída de tensión del alimentador d) Diagrama unilineal II. CALCULE Y DIBUJE EL DIAGRAMA UNILINEAL DE UN TABLERO DE DISTRIBUCIÓN DE ALUMBRADO QUE SE COMPONE DE LOS SIGUIENTES CIRCUITOS a) Circuito 1 alumbrado 2.5 KW b) Circuito 2 enchufe 4 kW c) Circuito 3 enchufe fuerza 3 KW d) Diagrama unilineal Desarrollo: Potencia total del circuito es de 2,5 + 4 + 3 = 9.5 KW Nota: Al dividir la potencia total en 220 V equivale a una corriente de 43 amp por ende esta instalación pasa a ser trifásica ya que la potencia máxima en circuitos monofásicos es de 40 amp Entonces para la potencia de 9.5 KW que equivale a 9500 W potencia total de la instalación se aplicara la siguiente formula I 3 trifásica = de coseno fi potencia total dividido por raíz de tres por 380 volt no se considera el factor 9500 √3 x 380 = 9500 1.73 x 380 = 9500 657.4 = 14.45 amp Calculo de protecciones de circuitos Circuito 1 Alumbrado: 2500 dividido por 1.73 x 380 = 3.8 amp Automático respectivo 4 x 10 amp 6 kilo curvatura c Circuito 2 Enchufes: 4000 dividido por 1.73 x 380 = 6.08 amp Automático respectivo 4 x 16 amp 6 kilo curvatura c Circuito 3 Enchufes de Fuerza: 3000 dividido por 1.73 x 380 = 4.5 amp Automático respectivo 4 x 16 amp 6 kilo curvatura c DIAGRAMA UNILINEAL
