CURSO
“CUBICACIONES DE PROYECTOS ELÉCTRICOS”
CPE5101
Diseño y selección de
tablero eléctrico
Cubicación de proyectos de Automatización
La elección de los envolventes necesarios para la constitución de un conjunto de
distribución pasa por tres etapas inevitables:
• La determinación del volumen necesario para la instalación de cada aparato.
• Las condiciones de llegada y partida de los conductores y las de conexión de los
aparatos.
• La estimación del balance térmico y la comprobación de la adecuación entre el
tamaño del envolvente y la potencia que debe disiparse
• La potencia disipable por una envolvente está en función de susdimensiones (superficie de las paredes en contacto con el medioambiente), del reparto del material (número de filas utilizadas), de laposición de los conductores (entradas/salidas) y del índice de protección(grado de ventilación).
Análisis de:
1. Potencia disipada
2. Posición de las entradas/salidas
3. Índice de protección
Cubicación de proyectos de Automatización
Estimación del balance térmico en tableros
1. Potencia disipada:
La potencia disipada por los aparatos y su cableado es directamente proporcional a la corriente de entrada.
El gran número de ensayos efectuados nos ha permitido establecer una sencilla regla: se puede considerar que la potencia a disipar es igual a 1,25 W/A para las cajas de hasta 400 A y a 1W/A para los armarios por encima de esta intensidad.
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Estimación del balance térmico en tableros
2. Posición de las entradas/salidas
La posición de las entradas/salidas influye directamente en la capacidad de disipación de la carcasa, especialmente en las de volumen limitado, como las cajas.
• Las entradas inferiores son las más desfavorables, ya que el calentamiento de los cables eleva la potencia que debe disipar el conjunto. Esta disposición conduce a aumentar el tamaño de la envolvente.
• Las entradas superiores son más favorables, ya que el calentamiento de los cables se evacua directamente, sin calentar el conjunto.
• La simultaneidad de entrada inferior y superior es la solución más favorable: reduce generalmente el número de conductores en la envolvente y favorece el enfriamiento por circulación natural.
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Estimación del balance térmico en tableros
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Estimación del balance térmico en tableros
3. Índice de protección
Se distinguen comúnmente dos niveles de protección de las envolventes de distribución:
• IP < 30 designa las envolventes cuyo acceso a las partes peligrosas está protegido, pero cuyas entradas de cables (precortes) no quedan estancas tras el paso de los conductores. Esto permite una circulación natural del aire. Es el caso de los armarios XL.
• IP > 30 designa las envolventes estancas al polvo y, eventualmente, al agua. Esta estanqueidad es contraria a la ventilación natural y limita el enfriamiento.
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Estimación del balance térmico en tableros
Índice de protección
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Estimación del balance térmico en tableros
Índice de protección
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3. Índice de protección (Bajo estándar NEMA)
Los estándares más comúnmente encontrados en las especificaciones de los equipos son los siguientes:
NEMA 4. Sellado contra el agua y polvo. Los gabinetes tipo 4 están diseñados especialmente para su uso en interiores y exteriores, protegiendo el equipo contra salpicaduras de agua, filtraciones de agua, agua que caiga sobre ellos y condensación externa severa. Son resistentes al granizo pero no a prueba de granizo (hielo). Deben tener ejes para conductos para conexión sellada contra agua a la entrada de los conductos y medios de montaje externos a la cavidad para el equipo.
NEMA 4X. Sellado contra agua y resistente a la corrosión. Los gabinetes tipo 4X tienen las mismas características que los tipo 4, además de ser resistentes a la corrosión.
NEMA 12. Uso industrial. Un gabinete diseñado para usarse en industrias en las que se desea excluir materiales tales como polvo, pelusa, fibras y filtraciones de aceite o líquido enfriador.
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3. Índice de protección (Bajo estándar NEMA)
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Estimación del balance térmico en tableros
* Las letras que siguen
al número indican el
grupo o grupos
particulares de locales
peligrosos según se
definen en el National
Electrical Code para el
que se diseñó el
gabinete en cuestión.
La designación de este
tipo de NEMA está
incompleta sin una o
varias letras de sufijo.
IP v/s NEMA
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La siguiente es una referencia cruzada para comparar los estándares IP y NEMA. Es
una comparación aproximada solamente y es la responsabilidad del usuario verificar el
nivel de protección necesario para cada aplicación.
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Estimación del balance térmico en
tableros
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Estimación del balance térmico en
tableros
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Estimación del balance térmico en
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CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO ESTÁNDAR.
Las dimensiones mínimas de las envolventes, recomendadas en el capítulo anterior, se aplican a situaciones habituales de instalación, a saber:
• Temperatura ambiente exterior no superior a 25 °C
• Carga real del orden del 80% de la intensidad nominal del aparato de cabecera.
En tales condiciones, la temperatura media del aire en el interior de las envolventes puede alcanzar los 50 °C.
Si estas condiciones se ven afectadas, deben tomarse unas sencillas precauciones para evitar riesgos de mal funcionamiento (calentamiento de los aparatos, desconexiones, envejecimiento prematuro...).
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Condiciones térmicas de funcionamiento
SOLUCIONES EN CASO DE TEMPERATURA AMBIENTE ELEVADA
– Aumentar el tamaño de la envolvente para favorecer la disipación (una instalación en un local exiguo, bajo techo, en una esquina cerrada, puede ser fuente de incremento local de la temperatura ambiente).
– Colocar rejillas de ventilación en la parte superior e inferior para favorecer la renovación del aire por tiro natural.
– Homogeneizar la temperatura en el interior de la envolvente y evitar los puntos calientes mediante la circulación interna permanente del aire.
– En condiciones muy severas, puede ser necesario instalar ventiladores.
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Condiciones térmicas de funcionamiento
SOLUCIONES EN CASO DE FACTOR DE CARGA ELEVADA
– Aumentar el tamaño de la envolvente para favorecer la disipación (una instalación en un local exiguo, bajo techo, en una esquina cerrada, puede ser fuente de incremento local de la temperatura ambiente).
– Colocar rejillas de ventilación en la parte superior e inferior para favorecer la renovación del aire por tiro natural.
– Homogeneizar la temperatura en el interior de la envolvente y evitar los puntos calientes mediante la circulación interna permanente del aire.
– En condiciones muy severas, puede ser necesario instalar ventiladores.
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