confiabilidad del impacto tableros bt sistemas electricos
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Manual de la confiabilidad de los tableros eléctricos de baja tensión en las instalaciones eléctricas, de acuerdo diversas Normas Internacionales como la IECTRANSCRIPT
Schneider Electric 1Pedro Cediel
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El Impacto de los tableros BT en la confiabilidad de las instalaciones Eléctricas. ing. Pedro A. Cediel Gómez
Estructura de Distribución BT
Estructura de la distribución BT
Nivel 1 = entrada General BT
Nivel 2 = tableros de alimentación
Tablero de Nivel 3 distribución = distribución o de potencia control de
motores
Nivel 4 Tableros = distribución terminales terminal
Cargas14
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Seguridad
Continuidad
Disponibilidad Fiabilidad
Estructura de Distribución BT
●La Seguridad
●La Disponibilidad ● El MTBF (Mean Time Between Failure)
●La Fiabilidad ● El MTTF (Mean Time To Failure)
●La Continuidad: ● La MTTR (Mean Time To Repair).
(Mantenibilidad)
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Schneider Electric 4- Pedro Cediel
Tableros Baja Tensión
Tableros Eléctricos BT.
● Agrupar y proteger de su entorno los equipos de protección y control, sus conexiones mecánicas y eléctricas.
● Informar al usuario final del estado de su instalación. ● Proteger el usuario contra los riegos de accidentes (contactos directos e
indirectos). ● Evolucionar junto con la actividad.
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●Comprobación del funcionamiento mecánico de sistemas de bloqueo, puertas, cerraduras u otros elementos destinados a ser operados durante el uso normal
Tableros Eléctricos BT.
● Exigencias del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas. ● Obligatorio Cumplimiento (Certificación de Primera o Tercera Parte)
●Grados de protección IP no menor a 2XC (o su equivalente NEMA) e IK declarados. ●Incremento de temperatura.
●Propiedades dieléctricas.
●Distancias de aislamiento y fuga. ●Valores de cortocircuito.
●Efectividad del circuito de protección.
del tablero ●Resistencia a la corrosión del encerramiento.
●Resistencia al calor anormal y al fuego de los elementos aislantes.
●Medidas de protección contra el contacto directo (barreras, señales de advertencia, etc.).
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Requisitos mínimos para garantizar la confiabilidad en un Tablero de Baja Tensión
●Cumplimiento de total de la norma:
Características constructivas del tablero: IEC 60439-1: low voltage switchgear assemblies.
Equipamiento incorporado en el Tablero: IEC 60947-1: General provisions IEC 60947-2/3: circuit-breakers/switches IEC 60947-4: contactors
Standards de Instalación: Especificado en cada cada país.
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IEC 60439-1
● IEC 60439-1. ●CCM.
●PCC.
● Define las reglas generales para construcción de Tableros BT reuniendo las condiciones de seguridad y disponibilidad requeridas por la aplicación.
● Fija condiciones para garantizar el nivel mínimo de seguridad para las
● Define: personas y el equipamiento.
●Las condiciones de Servicio. (Temperatura)
●Los requisitos constructivos (IP, IK, formas,...) ●Los requisitos de los Test.
● De hecho, la conformidad a esta norma es, para el usuario final, una garantía de calidad de realización del Tablero.
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IEC 60439-1
● 7 Pruebas Tipo: ● 3 Pruebas de Rutina: ● n°1 – Limites de Temperatura. ● n°8 – Inspección visual. ● n°2 – Propiedades Dieléctricas ● n°9 – Prueba Dieléctrica. ● n°3 – Corto-Circuito ● n°10 – Medidas de ● n°4 – Eficacia del circuito de Protección.
protección.
● n°5 – Distancias de Aislamiento y Fuga
● n°6 – Operación Mecánica.
● n°7 – Grados de Protección.
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Ensayo n°1 (8-2-1) : límites de calentamiento
●Garantizar la seguridad y la fiabilidad del tablero, evitar problemas como: ● Daños en las conexiones
(Recubrimiento pueden resultar averiados.)
● Deterioro o daños en los aislantes. ● Quemadura del personal de
mantenimiento ● Deterioro de los componentes
electrónicos. (Los relés electrónicos tienen bajos rendimientos cerca a 70°C !)
● Mal funcionamiento de los equipos. Disparo intempestivo, relés fuera de servicio.
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Ensayo n°1 (8-2-1) : límites de calentamiento
●Condiciones de la Prueba: ● Tablero con configuración crítica y equipado con
Equipamiento Schneider.
● Temperatura ambiente hasta +50 °C
● Tablero con su corriente nominal y su factor de diversidad (Iload = Irated x Div. Factor) (IEC60439-1, §4.7)
● Límites de conformidad (calentamientos) : ● Cuando estén las temperaturas estabilizadas, los
calentamientos no deben superar las temperaturas admisibles por los materiales
● máx. 70°C para las bornas de conexionado
● máx. 15°C o 25°C para equipamiento.
● máx. 30°C o 40°C para las envolventes.
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Ensayo n°1 (8-2-1) : límites de calentamiento
Resultados ●Cumplimiento igual o superior a lo exigido por la norma. ●Las soluciones de nuevas gavetas de 75mm han sido probadas y
aprobadas. (en 2005).
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Ensayo n°2 (8-2-2) : propiedades dieléctricas
●Garantiza la seguridad y la longevidad del cuadro evitando problemas tales : ● Arcos eléctricos
● Desgaste de los aislantes con el tiempo ● "riesgos eléctricos" (contactos…).
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Ensayo n°2 (8-2-2) : propiedades dieléctricas
●Condiciones de la prueba ● La tensión es aplicada entre las partes conductoras y las masas, así como
entre cada fase y las demás fases conectadas. ● Tensión Dieléctrica:
●3500 V para tensiones de aislamiento de 1000 V para barras en cubículo y conexiones posteriores.
●Duración de la prueba:1 minute.
●Limites de Cumplimiento: ● No se deben generar arcos ni daños visibles en los aislamientos.
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Ensayo n°2 (8-2-2) : propiedades dieléctricas
Resultados ●Para las configuraciones probadas Blokset no se observa
ningún arco ni perforación de aislante con la tensión de ensayo aplicada.
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Ensayo n°3 (8-2-3) : Resistencia a los cortocircuitos
● Esta prueba, simula un incidente que pueda ocurrir en sitio, ● Corriente pico asimétrica, generando el máximo
esfuerzo electrodinámico en barras. (mas de 1500kg !)
● Resistir a las corrientes de cortocircuito, es : ● Evitar todo peligro (rupturas y proyecciones de
componentes, arcos y propagación fuera del Tablero)
● Permitir una reanudación rápida del servicio después del incidente.
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Ensayo n°3 (8-2-3) : Resistencia a los cortocircuitos
●Condiciones de la Prueba ● La prueba de cortocircuito se desarrolla usando uniones en los extremos de
las barras principales y secundarias. ● Blokset con Doble barras : 100kArms / 1sec
● Blokset con barra sencilla: 85kArms / 1sec
●Requisitos de cumplimiento: ● Las barras principales y el aislamiento de deben mantener sus propiedades
y eléctricas y mecánicas. (Longitud, sección, propiedades eléctricas.).
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Ensayo n°3 (8-2-3) : Resistencia a los cortocircuitos
●Resultados: ● Después de realizada la prueba de corto circuito, los
conductores principales de Blokset y sus aislamientos deben mantener sus características eléctricas y mecánicas.
●Máxima corriente de corto circuito en las barras: ● Blokset con doble barras: 100kArms / 1sec
● Blokset con barra sencilla: 85kArms / 1sec
●La instalación puede volver rápidamente a funcionamiento, después de una rápida inspección.
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Ensayo n°4 (8-2-4) : Efectividad del circuito de protección
●La efectividad del circuito de protección consiste en: ● Medida de la resistencia entre las partes
conductoras expuestas y los circuitos de protección.
● Resistir el cortocircuito entre el conductor de protección y el conductor más cercano de fase.
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Ensayo n°4 (8-2-4) : Efectividad del circuito de protección
Resultados ●Después de la prueba, se debe garantizar la
continuidad del circuito de protección, sea un conductor aparte o la misma estructura.
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Ensayo n°5 (8-2-5) : distancia de aislamiento y líneas de fuga
●Control de las distancias de aislamiento : distancia más corta entre 2 partes conductoras.
●Control de las líneas de fuga : distancia más corta a la superficie de un aislante entre 2 partes conductoras.
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Ensayo n°5 (8-2-5) : distancia de aislamiento y líneas de fuga
●Los valores que facilita la norma se aplican a los conductores activos desnudos y al equipamiento. ●La distancia mínima de aislamiento en el aire depende de la tensión
asignada soportada al impulso y del grado de contaminación del cuadro. ●La línea de fuga mínima depende de la tensión asignada de
aislamiento, del grado de contaminación del cuadro y del grupo del material aislante que separa las partes activas.
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Ensayo n°5 (8-2-5) : distancia de aislamiento y líneas de fuga
Resultados ●Las pruebas realizadas en una configuración típica de
Blokset, equipada con bus principal Standard, valida el cumplimiento de las distancias mínimas de aislamiento y fuga.
●Distancia Mínima: 14 mm ●Distancia de Fuga: 16 mm.
● Para una tensión de 1000V.
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Ensayo n°6 (8-2-6) : funcionamiento mecánico
●Rigidez de material, garantizando la durabilidad de los diferentes componentes.
●La prueba se realiza a un tablero ensamblado.
●El Standard exige que el ciclo de funcionamiento sea de 50 ciclos. (En Blokset, las gavetas son probadas para 500 ciclos son desgaste significativos en contactos). ●Verificación de los mecanismos de enclavamiento.
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Ensayo n°6 (8-2-6) : funcionamiento mecánico
Resultados ●Después de 50 ciclos, los enclavamientos
mecánicos y otras partes móviles del tablero, conservan sus propiedades iniciales. ● Operación
● Fuerza de Operación
● Resistividad de los puntos de contacto.
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Ensayo n°7 (8-2-7) : grado de protección
●Los ensayos efectuados exigen que el tablero: ● Proteja a las personas contra el acceso a las partes peligrosas ● Proteja a los materiales contra la penetración de cuerpos sólidos y de
líquidos
● Proteja los a materiales contra las influencias externas tales los golpes.
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Ensayo n°7 (8-2-7) : grado de protección
Condiciones ●Ensayos contra la penetración de cuerpos
sólidos (dedos ficticio, tornillos e hilos).
●Ensayos contra la penetración de agua (salpicaduras, goteo).
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Ensayo n°7 (8-2-7) : grado de protección
Resultados ●Los resultados de la prueba confirman las
características del tablero Blokset: ● IP30 a IP54 .
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Ensayo n°7 (8-2-7) : grado de protección
●1er digito: ● Protección contra contactos accidentales.
● Protección contra la penetración de cuerpos sólidos.
●2do digito: ● Protección contra líquidos.
●Letra adicional (opcional) : Protección de las personas contra contactos directos. ● A: Protección contra acceso de la parte posterior de la
mano. ● B: Protección contra acceso de dedos. Ø 12 mm
● C: Protección contra acceso de herramientas Ø 2.5 mm
● D: Protección contra acceso de herramientas de Ø 0.1 mm
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Tres pruebas de rutina.
●Tres pruebas de rutina, desarrolladas por el Tablerista:
● Inspección visual de componentes eléctricos y mecánicos acorde con lo establecido por las guías técnicas.
● Ensayo dieléctrico. ● Continuidad eléctrica y medidas de protección.
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IEC 60439-1 Formas (Compartimentaciones)
●Para todas las instalaciones, Schneider Electric contiene cubículos ó compartimentaciones, con opciones y características que cumplan las exigencias de la norma. ● Restricción de contacto directo o indirecto con partes vivas.
●Las cubiertas deben ser removidas con herramientas.
● La puerta de acceso a partes vivas, esta Inter-conectada o Inter-bloqueada con la fuente.
● Posibilidades de aislamiento de barras y conexiones.
●En caso de mantenimiento de algunas unidades funcionales, las compartimentaciones, protegen al operario del contacto con otras unidades funcionales energizadas.
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IEC 60439-1 Formas (Compartimentaciones)
� Forma 1 � Forma 2a � Forma 3a � Forma 4a
� Forma 2b � Forma 3b � Forma 4b
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La extraibilidad.
●La gaveta en los CCM’s, y el interruptor extraíble PCC, facilitan el mantenimiento fácil y rápido. Una salida defectuosa se reemplaza inmediatamente por un equipo idéntico, manteniendo el tablero bajo tensión. ● Tres Posiciones
●Conectado
●Test
●Desconectado.
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Sistemas de Transferencias en BT
Sistemas de transferencias en BT
●Los dispositivos de conmutación de fuentes se utilizan para asegurar la continuidad de la alimentación de ciertos receptores prioritarios, por motivos de seguridad de personas o para mantener un ciclo de producción. El mecanismo de conmutación actúa o por un fallo en la alimentación principal, normalmente en servicio, o por una orden voluntaria. ● Manual
● Automática
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Sistemas de transferencias en BT
●Transferencia Manual ● Este dispositivo es el inversor más simple. requiere de la intervención del
personal de explotación y, en consecuencia, la duración del basculamiento de la red normal a la red de reserva está en función de la intervención humana.
● Un inversor de redes manual puede componerse de 2 o 3 aparatos (según gama) accionados manualmente (interruptores automáticos o interruptores en carga) y inter-enclavados mecánicamente.
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Sistemas de transferencias en BT
●Transferencia Automática.
● Un inversor de redes está constituido por 2 o 3 aparatos (según gama) a los cuales está asociado un inter-enclavamiento eléctrico realizado según diferentes esquemas.
● El mando de los aparatos está asegurado mediante un inter-enclavamiento mecánico que protege de cualquier mal funcionamiento eléctrico e impide
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una maniobra manual errónea.
Sistemas de transferencias en BT
●Terciario :
● Quirófanos de hospitales
● Dispositivos de seguridad de inmuebles de gran altura
● Salas de ordenadores (bancos, aseguradoras...)
● Sistemas de iluminación de centros comerciales...
● Industrial :
● Cadenas de producción en continuo
● Salas de máquinas en barcos ● Auxiliares esenciales en centrales térmicas...
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Sistemas de transferencias en BT
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Gestión de energía, aumento de la confiabilidad
Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
●Conocer ● necesidad de información (corriente, tensión, diagnóstico de los dispositivos
de protección, etc.)
●Comprender ● necesidad de analizar la información
Conocer ●Actuar
● realizar correcciones para un Comprender uso óptimo
Actuar Schneider Electric - Pedro Cediel 41
Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
●Los equipamentos, han cambiado, proporcionando más que protección, incluso para los calibres más bajos. ●Ello nos permite tener un mejor conocimiento y una mayor comprensión
de nuestra instalación: ● Protección electrónica extensiva ● Medidas en tiempo real ● Supervisión:
●Estado del interruptor y arrancador ●Control remoto
● Asistencia: ●Alarmas acciones según alarmas ●Registro de alarmas y eventos ●Contador de operaciones e indicador de mantenimiento
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Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
●Combinar protecciones, medidas y comunicación en los interruptores automáticos permite: ● Reducir costos
●Reducir los costos del sistema (en comparación con una solución stand-alone)
●Reducir los costos de la instalación ● Calidad mejorada
●Asegurar el cableado correcto
●Sistema certificado por el fabricante ● Ahorro en tiempo
●Incrementa los tiempos de respuesta
●Instalación de una sola vez
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Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
●Con Compact NSX Micrologic 2, 5 y 6: ● LED Verde cuando el interruptor esta operando.
● LED Amarillo, cuando la corriente de carga esta alcanzando sus limites
● LED Rojo, cuando la corriente de carga ha superado los límites.
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Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
● Unidades Magnéticas
● Termo magnéticas
● Electrónicas (Micrologic)
L = Long delay S0 = Short delay I = Instantaneous
Micrologic 2 Micrologic 5 L = Long delay S = Short delay I = Instantaneous
Micrologic 6 L = Long delay S = Short delay I = Instantaneous G = Earth fault
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Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
TeSys T : Una Oferta Competitiva
IHM Magelis Software de Monitoreo
TC GS
Protocolo integrado
Funciones Adicionale
s
Control Remoto y monitorea
Falla tierra
Terminal de operación
Ethernet TCP/IP
TC externo (superior a 100 A)
Modulo de expansión
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Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
● Modos de Operación ● Sobrecarga
● Inversión
● Protección de Motor ● Sobrecarga térmica ● Sobre/Sub corriente
● Rotor bloqueado
● Corriente de Falla Tierra
● Histórico de fallas ● Inversión de fase
● Desbalance de fases ● Entradas Salidas
● 6 Salidas Digitales ● 4 Salidas a Relé
● * Posibilidad de 4 o mas entradas
● Sobre/Sub Tensión*
● Sobre/Sub Potencia * ● Sobre/Sub Factor de potencia *
digitales ● * Con módulo de expansión
● Estadísticas
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Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
Ethernet
Gaveta 1 Gaveta 1
Gaveta 2 Gaveta 2
Gaveta 3 Gaveta 3
Gaveta N
Gaveta N
Red
de
Co
mu
nic
acio
nes
Control Columna 1 Columna 2 Schneider Electric - Pedro Cediel 48
Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
Ethernet
Cableado Ethernet en “daisy-chain loop”
● Mayor disponibilidad ● Comunicación para CCCCMM ffiijjooss
● Integración de varios CCMs
Sustitución de equipos ● Bus en Daisy-Chain loop
Box 1
Box 2
Box 3
Box 4
Box 5
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Gestión de energía, aumento de la confiabilidad.
Ethernet
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