Confiabilidad Del Impacto Tableros BT Sistemas Electricos

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

Schneider Electric - Pedro Cediel 2

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)


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.


●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.).


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.


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.


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.


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.



●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.



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).


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…).



●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.



Resultados ●Para las configuraciones probadas Blokset no se observa

ningún arco ni perforación de aislante con la tensión de ensayo aplicada.


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.



●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.).



●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.


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.


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.


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.



●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.



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.


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.


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.


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.



Condiciones ●Ensayos contra la penetración de cuerpos

sólidos (dedos ficticio, tornillos e hilos).

●Ensayos contra la penetración de agua (salpicaduras, goteo).



Resultados ●Los resultados de la prueba confirman las

características del tablero Blokset: ● IP30 a IP54 .



●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


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.


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.


IEC 60439-1 Formas (Compartimentaciones)

� Forma 1 � Forma 2a � Forma 3a � Forma 4a

� Forma 2b � Forma 3b � Forma 4b


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.


Schneider Electric 34 - Pedro Cediel

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



●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.



●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


una maniobra manual errónea.


●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...



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


●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



●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



●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.



● 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



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



● 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



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


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



Ethernet



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