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INSTALACIN DE TABLEROS DE CONTROL Unidad 3 Servicios de
instalacin
En este documento se introducen los fundamentos de la instalacin
de
tableros para procesos automatizados que requieren ser
alimentados y
protegidos elctricamente y a su vez centralizar el control en un
solo espacio
con el fin de facilitar el trabajo de operarios y usuarios del
sistema, lo cual nos
permite distribuir las seales de control y alojar los elementos
de proteccin y
control de forma segura y accesible para el usuario
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QU ENCONTRAREMOS EN ESTE DOCUMENTO?
Definicin
........................................................................................................
3
Necesidad de los tableros de control
...................................................................3
Diseo y estructura de un tablero de mando
...................................................... 5
Consideraciones
..................................................................................................5
Elementos de sealizacin y mando
....................................................................6
Partes y piezas de un tablero elctrico
................................................................8
Clasificacin de los tableros
...........................................................................
11
Segn su funcin o
aplicacin............................................................................
11
Diseo de tableros en media tensin
...............................................................
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Normas
.........................................................................................................
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Elementos de proteccin
................................................................................
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Dispositivos elctricos
.......................................................................................
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Enlaces de inters
.........................................................................................
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Dnde podemos encontrar ms informacin
..................................................... 21
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Definicin Necesidad de los tableros de control Todos los
procesos automatizados requieren ser alimentados y protegidos
elctricamente y a su vez centralizar el control en un solo espacio
con el fin de facilitar el trabajo de operarios y usuarios del
sistema. Para cumplir con estas necesidades se debe instalar un
tablero de control elctrico el cual permite distribuir las seales
de control y alojar los elementos de proteccin y control de forma
segura y accesible para el usuario. Los sistemas de control ms
modernos en ingeniera automatizan procesos en base a muchos
parmetros y se clasifican de acuerdo a su grado de especializacin y
robustez en controladores de proceso ON/OFF, PID, PLCs, PACs. Un
tablero de control elctrico es una caja o gabinete que contiene los
dispositivos de conexin, maniobra, comando, medicin, proteccin,
alarma y sealizacin, con sus cubiertas y soportes correspondientes,
para cumplir una funcin especfica dentro de un sistema
elctrico.
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La fabricacin o ensamblaje de un tablero elctrico debe cumplir
criterios de diseo y normativas que permitan su funcionamiento
correcto una vez energizado, garantizando la seguridad de los
operarios y de las instalaciones en las cuales se encuentran
ubicados. Los equipos de proteccin y de control, as como los
instrumentos de medicin, se instalan por lo general en tableros
elctricos, teniendo una referencia de conexin estos pueden ser:
Diagrama Unifilar
Diagrama de Control
Diagrama de interconexin
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Diseo y estructura de un tablero de mando
Consideraciones Unidades de mando y sealizacin:
La comunicacin entre hombre y mquina agrupa todas las funciones
que necesita el operador para controlar y vigilar el funcionamiento
de un proceso.
El operador debe estar capacitado
para que pueda percibir y comprender los sucesos y responder de
una manera eficaz, a la solucin de un determinado imprevisto
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Elementos de sealizacin y mando
Pilotos y pulsadores:
Los pulsadores se usan en mandos generales de arranque y de
parada, tambin en mandos de circuito de seguridad (paro de
emergencia).
Pueden ser metlicos cromados para ambientes de servicio
intensivo.
Totalmente plstico, para ambientes agresivos.
Estn disponibles en 3 tamaos segn norma NEMA; 16, 22 y 30 mm
(ver norma IEC 60204-1)
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Balizas y columnas luminosas
Elementos de visualizacin ptica, nos indica el estado de un
determinado proceso.
Baliza: consta de un nico elemento luminoso.
Columnas: varios elementos luminosos, a veces con avisador
acstico.
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Partes y piezas de un tablero elctrico
Elementos Fsicos
Lminas o chapas de hierro acero:
Envolvente Soporte Compartimentos Caja de control
Barras de aluminio o de cobre: Barra colectora o principal Barra
secundaria o de distribucin Barra de neutro Barra de tierra
Tornillera
Unin de chapas exteriores. Fijacin de barras. Fijacin de
soportes. Fijacin de equipos. Fijacin de aisladores
Otros elementos
Aisladores de fibra o baquelita Soportes de de barras y
aisladores Cerraduras y accionamientos Cableado
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Componentes y aparatos elctricos
Baja tensin:
Interruptores miniaturas Interruptores de caja moldeada y de
potencia Contactores y rels de sobrecarga Luces pilotos y
sealizacin Equipos de medicin
Media y alta tensin:
Interruptores de potencia Seccionadores de fuerza y
de tierra Arrancadores en media tensin Rels de medicin y
proteccin
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Normas aplicables en la fabricacin de tableros elctricos
Los tableros, tambin llamados cuadros, gabinetes, paneles,
consolas o armarios elctricos de baja y media tensin, principales,
de distribucin, de proteccin o de control que alojen elementos o
aparatos de potencia elctrica de 24 V o ms o sean de uso exclusivo
para este propsito, usados en las instalaciones objeto del presente
reglamento, deben cumplir con las normas legales vigentes.
Normativa interna de la planta.
RETIE- Cdigo Elctrico Nacional
National Electric Code (NEC)
ANSI Standards: American National Standards Institute
OSHA: Occupational Safety and Healt Administration
IEC: International Electric Codes
NEMA
UL Laboratory
ANSI/NFPA 70B: Electrical Equipment Maintenance.
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Clasificacin de los tableros Segn su funcin o aplicacin
Tablero Residencial Centro de Carga (TR) Centro de Distribucin
de Potencia (CDP) Centro de Fuerza (CDF) Centro de Control de
Motores (CCM) Tableros de Distribucin (TD) Tableros de Alumbrado
(TA) Consolas y Pupitres de Mando (CPM) Celdas de Seccionamiento
(CSEC) Subestaciones (S/E)
De acuerdo con la ubicacin en la instalacin, los tableros
reciben las siguientes designaciones:
Caja o gabinete individual de medidor: es aquel al que acomete
el circuito de alimentacin y que contiene el medidor de energa
desde donde parte el circuito principal. Esta caja o gabinete puede
contener adems, medios de maniobra, proteccin y control
pertenecientes al circuito de alimentacin.
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Tablero Principal de distribucin: Es aquel que se conecta a la
lnea principal y que contiene el interruptor principal y del cual
se derivan el (los) circuito (s) secundarios. Tablero o gabinete
colectivo de
medidores: Es aquel al que acomete el circuito de alimentacin y
que contiene los medidores de energa y los circuitos principales.
Este tablero puede contener a los dispositivos de maniobra,
proteccin y control pertenecientes al circuito de alimentacin y a
los interruptores principales pertenecientes a la instalacin del
proceso donde parten los circuitos seccionales. En este caso, los
gabinetes que albergan a los interruptores principales se comportan
como tableros principales.
Tablero secundario de distribucin: se conecta al tablero
principal,
comprenden una vasta categora.
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Ubicacin de los tableros Lugar de instalacin y grado de
proteccin IP Los tableros se instalan en lugares secos, en
condiciones de ambiente normal, de fcil acceso y alejados de otras
instalaciones tales como las de agua, gas, telfono. Para lugares
hmedos, mojados, a la intemperie o polvorientos, los tableros
debern construirse con el grado de proteccin IP adecuado al
ambiente. Pasillos y espacios libres de circulacin.
Delante de la superficie frontal del tablero, habr un espacio
libre suficiente para facilitar la realizacin de trabajos y
operaciones, el cual no ser menor que 1 metro. Para el caso en que
los tableros necesiten acceso posterior, deber dejarse detrs del
mismo un espacio posterior no menor a 0,7 metros. En los casos en
que el tablero tenga puerta posterior, deber dejarse una distancia,
con puerta abierta, de 0,5 m. Se deber respetar la condicin ms
desfavorable. Iluminacin del espacio El recinto donde se ubicaran
los tableros, deber disponer de iluminacin artificial adecuada,
para operar en forma segura y efectiva los dispositivos de
maniobra, y leer los instrumentos con facilidad. Detrs del mismo un
espacio posterior no menor a 0,7 metros. En los casos en que el
tablero tenga puerta posterior, deber dejarse una distancia, con
puerta abierta, de 0,5 m. Se deber respetar la condicin ms
desfavorable.
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Grado de proteccin contra las influencias del medio ambiente
Grados de proteccin segn NEMA
NEMA 1: Uso Interior, proteccin contra equipos cerrados. (IP-20,
IP-30)
NEMA 2: Uso Interior, proteccin contra equipos cerrados y una
cantidad limitada de gotas de agua. (IP-21, IP-31)
NEMA 3 (3R), (3S): Uso exterior, intemperie, proteccin contra
contacto con equipos cerrados, contra polvo soplado por viento,
lluvia, lluvia con nieve y resistencia contra la corrosin
(IP-54)
NEMA 4 (4X): Uso interior y exterior, intemperie, proteccin
contra contacto con equipos cerrados, contra polvo soplado por
viento, lluvia, chorros fuertes de agua. No prevista proteccin
contra congelamiento interno (IP-66)
NEMA 5: Uso Interior, proteccin contra equipos cerrados,
partculas de polvo flotando en el aire. , mugre y gotas de lquidos
no corrosivos.
NEMA 6 (6P): Uso Interior Exterior, proteccin contra equipos
cerrados, contra inmersin limitada (prolongada) en agua y contra
acumulacin de hielo.
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NEMA 7: Uso interior, clasificados como Clase I. A prueba de
explosin, debe ser capaces de resistir la mezcla de gas y aire
explosiva
NEMA 8: Uso exterior, clasificados como Clase I. A prueba de
explosin, contactos aislados en aceite.
NEMA 9: Uso exterior, clasificados como Clase II. A prueba de
explosin, debe ser capaz de resistir la mezcla de gas y aire
explosiva. Adems debe evitar la penetracin de polvo.
NEMA 10: Exterior, explosin, minas.
NEMA 11: Interior, lquido no corrosivo, ambiente industrial.
Proteccin contra goteo y polvo.(IP-52)
NEMA 12: Interior, proteccin contra lquidos corrosivos.
NEMA 12K: Idem a la anterior con Knock-Outs
NEMA 13: Polvo, agua rociada y refrigerantes no corrosivos
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Diseo de tableros en media tensin
Consideraciones Generales
Para el diseo de tableros hay que tener en cuenta una serie de
consideraciones y normativas, garantizando as la continuidad y
proteccin del tablero as como la de los operadores. En el diseo de
tableros hay que tener en cuenta el costo de la misma y la inversin
que esta generara para ello se desarrolla una metodologa. A
continuacin se menciona las variables y consideraciones generales
que hay que tener en cuenta:
Potencia a manejar (robustez) Tensin nominal Corriente nominal
Capacidad de Cortocircuito Sistema de Control de los Aparatos
Inversin vs. Instalacin a maniobrar y proteger
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Poltica de Mantenimiento:
Correctivo Preventivo Seguridad de Instalaciones y Operarios
Facilidad de Expansin
Tipos de ensayos en tableros Certificados por laboratorios
externos:
Ensayos dielctricos Frecuencia Industrial Nivel Bsico de
Aislamiento o Impulso Elctrico
Ensayos trmicos
Aumento de temperatura Ensayos de Cortocircuito
Poder de corte Poder de cierre
Grado de proteccin Maniobras mecnicas
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Normas Caractersticas y seguridad de personas. ICE 298 La
seguridad de las personas en funcin de las exigencias particulares
de utilizacin
disponibilidad de la energa elctrica habilidades y competencia
del personal
IEC 298: Aparatos en envoltura metlica para corriente alterna de
tensiones nominales superiores a 1kV y inferiores o iguales a 52
kV. Es a travs de las pruebas de tipo y de rutina que el fabricante
garantiza su material a las condiciones de explotacin
que soporta la corriente nominal la corriente de falla el
dielctrico los esfuerzos mecnicos en el funcionamiento
La IEC 298 permite por la aplicacin de todas o parte de sus
recomendaciones de definir el nivel de seguridad correspondiente a
las condiciones especficas de explotacin
concepcin : arquitectura y medio de aislamiento puesta a tierra
accesibilidad de los compartimentos MT defecto interno
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Elementos de proteccin Dispositivos elctricos Existen diversos
modos de proteccin as como una diversidad de dispositivos. Veamos
la siguiente tabla de los dispositivos comnmente utilizados:
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Conexin a tierra y tierras fsicas Qu es una tierra fsica?
Consiste en la conexin de equipos elctricos u electrnicos a
tierra, esto es pasando por el cable hasta llegar al terreno donde
se encuentra una pieza de metal llamada electrodo en donde se hace
la conexin mediante la cual circula la corriente no deseada o las
descargas elctrica evitando que se daen aparatos, maquinaria o
personas. Por este motivo se utilizan tambin las mallas.
Las tierras fsicas tienen una importancia vital para proteger el
equipo elctrico y electrnico y se hace mediante una conexin que
permiten dar seguridad patrimonial y humana, ya que de improvisto
pueden surgir descargas, sobrecargas o interferencias que daan
severamente el equipo. Es una trayectoria alterna y segura para
disipar corrientes no deseadas, su objetivo principal es: proteger
la vida humana. proteger los equipos elctricos y electrnicos.
asegurar el funcionamiento correcto de los equipos
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Enlaces de inters Dnde podemos encontrar ms informacin
Sistemas de control
http://procesoindustrial.blogspot.com/2008/09/procesos2.html
Tipos de sistemas de control.
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control#Tipos_de_Sistemas_de_Controlm
http://procesoindustrial.blogspot.com/2008/09/procesos2.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control#Tipos_de_Sistemas_de_ControlINSTALACIN
DE TABLEROS DE CONTROLUnidad 3 Servicios de instalacin/QU
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tablero de mandoClasificacin de los tablerosDiseo de tableros en
media tensinNormasElementos de proteccinEnlaces de inters