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34 Ingeniera Elctrica Abril 2012
Nota tcnica
IntroduccinUn tablero o cuadro elctrico
es una combinacin de varios dis-
positivos de proteccin y manio-
bra, agrupados en una o ms cajas
adyacentes (columnas).
En este artculo, el trmino
cuadro se utiliza para hacer re-
ferencia a un conjunto de equi-
pos de proteccin y maniobra de
baja tensin.
Como todos los componentes
de un sistema elctrico, los cua-
dros tambin deben cumplir las
normas correspondientes.
En lo referido a las normas, se
ha producido un cambio con la
sustitucin de la antigua norma IEC
60439-1 por las normas IEC 61439-
1 e IEC 61439-2. Estas normas son
aplicables a todos los cuadros de
distribucin y control de baja ten-
sin (aquellos en los que la tensin
nominal no supera los 1000 V para
CA o los 1500 V para CC).
El diseo de los cuadros ArTu
marca ABB responde a las descrip-
ciones y a los requisitos indicados
por la norma IEC 61439-2.
Este artculo tiene como fin
describir algunas de las principa-
les innovaciones y cambios in-
troducidos en las nuevas normas
en lo relativo a estructura, defini-
ciones y contenido (por ejemplo,
mtodos de verificacin de cua-
dros y condiciones de aplicacin
correspondientes), para lo cual se
desarrollarn los siguientes temas:
- Introduccin y descripcin de
las nuevas normas IEC 61439
- Definicin de las caractersticas
elctricas nominales, de los gra-
dos IP e IK y de las formas de se-
gregacin interna de un cuadro
1. Normas relativas a los cua-dros de baja tensin y su apli-cabilidad
La reciente publicacin de la
nueva norma IEC 61439 ha obli-
gado a cambiar y perfeccionar el
concepto de cuadro elctrico de
distribucin y maniobra, que ha-
ba permanecido invariable des-
de 1990, cuando el concepto de
cuadros montados en fbrica fue
sustituido por CS (cuadros de tipo
probado, TTA) y CDS (cuadros de
tipo parcialmente probado, PTTA).
La nueva norma sigue conside-
rando que un cuadro es un compo-
nente estndar de la instalacin,
como un interruptor automtico
o un tomacorriente, aunque est
formado por la unin de varios
aparatos, agrupados en una o ms
cajas adyacentes (columnas).
Construccin de un tablero elctrico de baja tensin conforme a las normas IEC 61439
Parte I
Por ABBDada la extensin del artculo, el mismo se publicar en dos partes. A continuacin, la primera.
Ingeniera Elctrica Abril 2012 35
En un cuadro es posible dis-
tinguir las siguientes partes: una
caja, denominada envolvente
conforme a las normas (y cuya
funcin es el soporte y la protec-
cin mecnica de los componen-
tes que alberga), y el equipo elc-
trico, formado por los aparatos,
las conexiones internas y los ter-
minales de entrada y salida para
la conexin a la instalacin.
Este sistema debe ser monta-
do de manera que cumpla los re-
quisitos de seguridad y realice de
forma ptima las funciones para
las cuales ha sido diseado.
Como todos los componentes
de una instalacin elctrica, los
cuadros tambin deben cumplir
las normas correspondientes. Las
normas IEC 61439-1 y 2 sobre esta
materia han entrado recientemen-
te en vigor a nivel internacional.
Estas normas se aplican a cua-
dros de baja tensin con una ten-
sin nominal mxima de 1000 V
CA o 1500 V CC.
IEC 61439-1 establece nor-
mas generales para los cuadros
de baja tensin, mientras que las
dems partes especifican las tipo-
logas concretas de los cuadros y
deben ser ledas junto con las
normas generales.
Las partes previstas son las si-
guientes:
- IEC 61439-2: Cuadros de dis-
tribucin de potencia y manio-
bra (cuadros PSC)
- IEC 61439-3: Cuadros de distri-
bucin (sustituye a IEC 60439-3)
- IEC 61439-4: Cuadros para
obras (sustituye a IEC 60439-4)
- IEC 61439-5: Cuadros para dis-
tribucin de potencia (sustitu-
ye a IEC 60439-5)
- IEC 61439-6: Sistemas de cana-
lizacin para embarrado (susti-
tuye a IEC 60439-2)
Existen otros dos documentos
publicados por IEC sobre cuadros
elctricos todava disponibles:
- Norma IEC 60890, que descri-
be un mtodo de evaluacin
de sobretemperatura median-
te clculo.
- Norma IEC 61117, que describe
un mtodo para evaluar la resis-
tencia a cortocircuitos median-
te clculo o mediante la aplica-
cin de las normas de diseo.
1.1 Norma IEC 61439-1
Como se ha mencionado ante-
riormente, el nuevo grupo de nor-
mas, identificado por la IEC con el
cdigo 61439, est compuesto por
la norma bsica 61439-1 y las nor-
mas especficas que hacen referen-
cia a la tipologa de los cuadros. La
primera norma aborda las caracte-
rsticas, propiedades y rendimiento
comunes a todos los cuadros, los
cuales sern despus detallados en
las normas especficas relevantes.
sta es la estructura actual de
la nueva norma IEC 61439:
- IEC 61439-1: Cuadros de distri-
bucin y maniobra de baja ten-
sin - Parte 1: Reglas generales
- IEC 61439-2: Cuadros de distri-
bucin de potencia y maniobra
- IEC 61439-3: Cuadros de distri-
bucin
- IEC 61439-4: Cuadros para
obras
- IEC 61439-5: Cuadros para dis-
tribucin de potencia en redes
pblicas
- IEC 61439-6: Sistemas de ca-
nalizacin para embarrado
En lo referido a la declaracin
de conformidad, cada tipologa
especfica de cuadro deber ser
declarada conforme a la respectiva
norma de producto (es decir, que
deber declararse la conformidad
de los cuadros PSC con IEC 61439-
2, mientras que para los cuadros de
distribucin deber declararse su
conformidad con IEC 61439-3).
La transicin de la anterior nor-
ma IEC 60439 a la actual IEC 61439
deber tener lugar de este modo:
la antigua norma 60439-1 debe-
r ser sustituida por las nuevas
36 Ingeniera Elctrica Abril 2012
Nota tcnica
normas 61439-1 y 2, que ya estn
disponibles, aunque permanecer
vigente hasta el 31 de octubre de
2014 para cuadros de distribucin
de potencia y maniobra (tambin
denominados cuadros PSC).
Despus de esa fecha, los nue-
vos cuadros PSC debern cumplir
nicamente las nuevas normas.
El periodo de validez de la
norma 60439-1 y las otras normas
60439-X se prolonga hasta 2014
para la construccin de otros cua-
dros especiales (obras, sistemas
de canalizacin para embarrado,
distribucin, etc.), dado que por el
momento las nuevas normas so-
lamente estn previstas, pero an
no estn disponibles.
La norma bsica establece los
requisitos para la construccin,
seguridad y mantenimiento de
los cuadros elctricos, identifi-
cando las caractersticas nomina-
les, condiciones de servicio am-
bientales, requisitos mecnicos y
elctricos, as como los requisitos
relativos al rendimiento.
La antigua norma, de 1990, di-
vida los cuadros en dos tipos, CS
(cuadros de tipo probado, TTA) y
CDS (cuadros de tipo parcialmen-
te probado, PTTA), en funcin de
su conformidad total o parcial con
las pruebas de tipo en laboratorio.
La nueva norma elimina comple-
tamente esta dualidad sustituyn-
dola por el concepto de cuadro
conforme, es decir, cualquier
cuadro que cumpla las verifica-
ciones de diseo impuestas por la
norma misma.
Con este fin, la norma introduce
tres tipos de verificacin distintos
pero equivalentes (verificacin de
diseo) de los requisitos de confor-
midad de un cuadro; se trata de:
- Verificacin mediante pruebas
en laboratorio (anteriormente
denominada pruebas de tipo
y ahora, verificacin mediante
pruebas)
- Verificacin mediante clculo
(empleando algoritmos anti-
guos y nuevos)
- Verificacin mediante el cum-
plimiento de las normas de
diseo (anlisis y considera-
ciones independientes de las
pruebas, verificacin mediante
criterios fsicos/analticos o de-
ducciones de diseo)
Las diferentes caractersticas
(sobretemperatura, aislamiento,
corrosin, etc.) pueden garantizar-
se empleando cualquiera de estos
tres mtodos; puede utilizarse
uno u otro indiferentemente para
garantizar la conformidad.
Debido a que no siempre es
posible elegir uno de los tres m-
todos, la Tabla D.1 del Anexo D de
la norma (vase la tabla 1.1) indi-
ca cul de los tres tipos de verifi-
cacin puede utilizarse para cada
caracterstica.
Como puede observarse, en
algunas caractersticas, como la
resistencia a la corrosin o a los
impactos mecnicos, solamente
se acepta la verificacin mediante
pruebas; en otras, como la sobre-
temperatura y los cortocircuitos,
se aceptan las tres formas de ve-
rificacin: pruebas, clculo o nor-
mas de diseo.
Otro importante cambio en la
nueva norma es una definicin
ms concreta de la figura del fa-
bricante.
Existen dos formas de ser fa-
bricante: fabricante original y fa-
bricante del cuadro. El primero es
el responsable de realizar el dise-
o inicial de la serie a la cual per-
tenece el cuadro que se va a cons-
truir, y con este fin ha llevado a
cabo las verificaciones de diseo
(anteriormente pruebas de tipo) o
los clculos, o bien comprobado
las normas de diseo, para abar-
car todas las posibles formas de
verificar el cuadro.
Es evidente que cuanto ms
efectivos sean los diseos que
el fabricante original pueda nor-
Ingeniera Elctrica Abril 2012 37
malizar y proponer, mayor ser la
probabilidad de que sus diseos
sean construidos y, por lo tanto,
obtenga beneficios.
El segundo, el fabricante del
cuadro, es quien realmente cons-
truye el cuadro, es decir, quien
obtiene las distintas partes y
componentes y los monta del
modo requerido, para completar
el cuadro, el ensamblado y el ca-
bleado empleando una de las po-
sibilidades de diseo ya mencio-
nadas, listas para usar y ofrecidas
por el fabricante original.
La norma contina aceptando
que algunas fases del montaje de
los cuadros tambin pueden tener
lugar fuera del laboratorio o taller
del fabricante (en la obra o en una
mquina), pero deben cumplirse
sus instrucciones.
Desde el punto de vista opera-
tivo, los cuadristas y los instalado-
res, es decir, los fabricantes fnales,
pueden seguir utilizando del modo
habitual productos vendidos en
forma de kit e incluidos en los cat-
logos de los fabricantes originales
para montarlos en los cuadros de
acuerdo al modo que precisen.
En resumen, el fabricante origi-
nal deber:
- Disear (calcular, disear y
ejecutar) la gama de cuadros
deseada
- Probar varios prototipos per-
tenecientes a esa gama de
cuadros
- Superar las pruebas para de-
mostrar la conformidad con
los requisitos obligatorios de
la norma
Tabla 1.1
38 Ingeniera Elctrica Abril 2012
Nota tcnica
- Derivar de las pruebas otras
configuraciones mediante cl-
culo u otras evaluaciones o me-
diciones
- Aadir otras configuraciones
obtenidas sin pruebas gracias
a normas de diseo adecuadas
- Recopilar toda la informacin
anteriormente descrita y po-
nerla a disposicin del cliente
final mediante catlogos, reglas
de clculo o software, de modo
que pueda construir el nuevo
cuadro, utilizarlo y gestionar-
lo de la mejor manera posible,
llevando a cabo los controles y
mantenimiento adecuados.
La lista de verificaciones de di-
seo requerida por la norma bajo
la responsabilidad del fabricante
original, quien, conforme a la tabla
1.1, deber decidir cmo las lleva a
cabo, es la siguiente:
Verificacin de las caractersti-
cas relativas a la construccin:
- Resistencia de los materiales y
partes del cuadro
- Grados de proteccin IP del
cuadro
- Distancias de aislamiento (en
aire y superficialmente)
- Proteccin contra descarga
elctrica e integridad de los
circuitos de proteccin
- Instalacin de dispositivos y
componentes de maniobra
- Circuitos y conexiones elctri-
cas internas
- Terminales para conductores
externos
- Verificacin de las caractersti-
cas relativas al rendimiento:
- Propiedades dielctricas (rigi-
dez dielctrica a 50 Hz y ten-
Figura 1.1
Ingeniera Elctrica Abril 2012 39
sin soportada a impulsos)
- Verificacin de los lmites de
sobretemperatura
- Resistencia a cortocircuitos
- Compatibilidad electromagn-
tica (EMC)
- Funcionamiento mecnico
Por su parte, el fabricante del
cuadro ser responsable de:
- Seleccionar e instalar los com-
ponentes cumpliendo fielmen-
te las instrucciones proporcio-
nadas
- Ejecutar la verificacin particu-
lar de cada cuadro fabricado
- Certificar el cuadro
La lista de pruebas particulares
requeridas por la norma bajo la
responsabilidad del fabricante del
cuadro es la siguiente:
Caractersticas relativas a la
construccin:
- Grados de proteccin IP de la
envolvente
- Distancias de aislamiento (en
aire y superficialmente)
- Proteccin contra descarga
elctrica e integridad de los
circuitos de proteccin
- Instalacin de dispositivos y
componentes de maniobra
- Circuitos y conexiones elctri-
cas internas
- Terminales para conductores
externos
- Funcionamiento mecnico
Caractersticas relativas al ren-
dimiento:
- Propiedades dielctricas (rigi-
dez dielctrica a 50 Hz y ten-
sin soportada a impulsos)
- Cableado y rendimiento en
servicio
Estas verificaciones pueden
llevarse a cabo en cualquier or-
den. El hecho de que las verifica-
ciones particulares sean llevadas a
cabo por el fabricante del cuadro
no exime al instalador de verificar-
los despus del transporte e insta-
lacin del cuadro.
Los principales cambios y no-
vedades introducidos por la norma
IEC 61439 con respecto a la ante-
rior IEC 60439 pueden resumirse
en los diagramas de la figura 1.1.
La segunda parte de este artculo se
publicar en el prximo nmero.
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