Trucos y consejos

Esta pregunta es frecuentemente planteada por los fabricantes de maquinaria e instalaciones – por ejemplo, cuando los componentes eléctricos en el armario de control se montan en rieles de perfil de sombrero, que están fijados a placas de montaje.

La respuesta se encuentra en las normas DIN EN 61439-1/-2 y DIN EN 60204-1, que establecen que las piezas conductoras de electricidad sólo son admisibles como parte de la conexión del conductor de polietileno si se cumplen los requisitos básicos de una conexión conductora permanente con una capacidad de conducción de corriente adecuada. Si se cumplen estos requisitos, el carril de soporte puede conectarse al conductor PE con un contacto extensivo a una placa de montaje metálica desnuda o mediante fijaciones (escuadras, distanciadores, etc.) cuando se fija al sistema de armarios (bastidor, carriles interiores de instalación, etc.). Esto significa:

• Permanente significa que los puntos de contacto están asegurados contra el aflojamiento bajo carga mecánica y protegidos contra la oxidación/corrosión.
• Buena conductividad Un valor de resistencia medido entre el contacto del componente en el carril DIN y el punto de conexión del conductor de protección externo es <0,1 Ohm.
• Capacidad de transporte de corriente suficiente La sección transversal del contacto/conexión debe ser equivalente a la de un conductor PE de cobre independiente.

Al plantearse esta cuestión, muchos fabricantes se centran únicamente en una categoría de protección IP 55 o superior, mientras que otros aspectos clave pueden pasarse por alto:

Según la norma internacional IEC 60529, las categorías de protección IP se componen generalmente de dos números más letras adicionales para las envolventes de equipos eléctricos (cuando proceda). Sin embargo, la norma se refiere a pruebas de laboratorio que no pueden reproducir con precisión todas las aplicaciones imaginables de los equipos eléctricos.

En particular, no tiene en cuenta la influencia a largo plazo de condiciones meteorológicas como el granizo o la formación de hielo. Además de la protección contra la entrada de polvo y humedad, también debe tenerse en cuenta la protección contra la corrosión. Por ello, puede ser conveniente utilizar revestimientos especiales o acero inoxidable. Otro aspecto importante es que el control climático debe diseñarse para contrarrestar el riesgo de que aumente la condensación o la luz solar directa como carga térmica adicional.

Resumen: A menos que se describan explícitamente como aptas para su uso en exteriores, los armarios suelen quedar excluidos de este tipo de aplicaciones. No obstante, deben aclararse con los fabricantes las condiciones en las que es posible su uso en exteriores y otras mejoras adecuadas -como las descritas-.

Esta cuestión se plantea a menudo cuando las unidades de control y los sistemas de distribución de energía en armarios de distribución deben equiparse con una gran variedad de dispositivos y componentes.

Las combinaciones de aparamenta de baja tensión suelen montarse utilizando placas de montaje. Durante la planificación es importante tener en cuenta no sólo los aspectos de seguridad, sino también los riesgos funcionales, como la climatización y la compatibilidad electromagnética. Esto es especialmente importante cuando se utilizan módulos de electrónica de potencia y control/comunicación alimentados por un sistema de barras a través de dispositivos de protección y conmutación.

Los fabricantes de este tipo de módulos suelen definir en sus instrucciones de montaje y funcionamiento requisitos muy precisos con respecto a la colocación y la distancia con respecto a otros módulos. Estas instrucciones deben respetarse, ya que de lo contrario puede anularse la garantía en caso de avería o daños.

Por eso es tan importante poder aprovechar al máximo el espacio interior de un armario con una amplia gama de piezas del sistema de montaje, sobre todo cuando el espacio es limitado, por ejemplo en una máquina compacta.

También debe admitirse la instalación fija o abatible de dispositivos basados en 19 pulgadas, así como el montaje de niveles de montaje adicionales mediante placas de montaje parciales. Éstas pueden disponerse en el lateral de la caja o delante de la placa de montaje principal, con bisagras verticales o inclinables.

De este modo, se puede conseguir fácilmente una separación adecuada para evitar puntos calientes o reducir las interferencias electromagnéticas. Además, los accesorios de metal, a prueba de corrosión y conductores de la electricidad para CEM permiten una compensación de potencial muy buena de las carcasas de los dispositivos, los blindajes de los cables y, en caso necesario, las carcasas de los filtros CEM, a través del contacto directo con el accesorio.

Incluso los accesorios más pesados que no puedan fijarse a la placa de montaje deben poder apoyarse fácilmente y de forma segura en la base del armario o en la sección horizontal del bastidor utilizando componentes de soporte de carga adecuados.

Esta es una pregunta frecuente en Rittal a la hora de instalar armarios para diferentes aplicaciones. Para responder correctamente, debemos distinguir entre tres escenarios clave: en primer lugar, el transporte del armario hasta su lugar de instalación; en segundo lugar, garantizar su seguridad y fijación una vez in situ; y en tercer lugar, introducir los cables en el armario. Estas tres situaciones influyen directamente en la elección de los accesorios. Es evidente que se necesita una amplia gama de herramientas de montaje para cubrir la mayoría de las aplicaciones.

En primer lugar, consideremos el transporte

Si una caja debe elevarse y trasladarse con una grúa, no es necesario utilizar un zócalo. Si es necesario trasladar un armario con una carretilla elevadora o un camión, es conveniente utilizar una base o un zócalo, siempre que sea de diseño modular con esquinas portantes y paneles embellecedores independientes y que el bastidor del armario sea capaz de soportar la carga.

En segundo lugar, consideremos la estabilidad

Para una fijación rígida al suelo con el fin de soportar con seguridad las vibraciones y los choques, desaconsejamos utilizar una base/zócalo y atornillar o incluso soldar el marco del armario directamente al suelo. Como alternativa, existen diseños especiales para el desacoplamiento mecánico (amortiguadores de vibraciones y golpes) o para una conexión excepcionalmente rígida a la subestructura (como una base/zócalo antisísmico) .

Por último, veamos la entrada de cables

Si hay que introducir cables sin canalización en el suelo, es imprescindible una base/zócalo. El diseño modular de la base/zócalo, junto con los accesorios adecuados, permite pasar los cables por debajo de los armarios de distribución y aliviar la tensión mecánica fuera de la sala protegida. La base/zócalo también proporciona espacio para almacenar las longitudes de cable sobrantes cuando sea necesario. Por cierto, por razones de compatibilidad electromagnética, estos cables deben almacenarse en forma de meandro en lugar de circular. Además de una sólida base/zócalo (con paneles perforados para facilitar la ventilación del armario en entornos limpios), también pueden ser útiles unas patas niveladoras para suelos irregulares, ya sea solas o combinadas con la base/zócalo.

A menudo escuchamos estas preguntas y otras similares durante los calurosos meses de verano o en relación con la instalación de armarios en países tropicales. En general, existe una preocupación fundamental por la condensación en el interior del armario y sus consecuencias.

Para responder a esta pregunta, hay que tener en cuenta tres aspectos clave: la diferencia de temperatura entre la temperatura interior objetivo y la temperatura ambiente máxima (¿es necesario refrigerar por debajo de la temperatura ambiente?), el tiempo de funcionamiento de la instalación eléctrica en el armario (¿hay momentos en los que la instalación eléctrica está completamente desconectada?) y la protección de la instalación eléctrica contra las condiciones ambientales (¿es necesario un alto grado de protección?).

La respuesta a este tipo de preguntas suele empezar con un "Sí, pero..."

Si la temperatura interior del armario es mucho más baja que la temperatura ambiente, será necesaria la refrigeración. Al abrir el armario, puede formarse condensación de inmediato en los conjuntos o componentes, especialmente si están expuestos al aire frío de una unidad de refrigeración.

Cuando el sistema eléctrico está completamente desconectado, si el sistema de la caja está bien sellado (IP 55), el rápido descenso de la temperatura en el entorno puede provocar la formación de condensación en las superficies internas de la caja y acumularse en la zona de la base.

Existen diversas estrategias para evitar los problemas de condensación en el armario:

• Disipación del calor mediante ventilación activa aceptando una temperatura interior al menos 5°C superior.
• Permitir un «tiempo de calentamiento» adecuado antes de abrir la puerta después de desactivar la refrigeración activa.
• Utilización de «resistencias calefactoras», que mantiene siempre la temperatura interior suficientemente por encima de la temperatura ambiente y evita así la condensación en las paredes.

Otro aspecto es la formación de condensación en las superficies externas debido a temperaturas internas excesivamente bajas, con el riesgo de que se forme corrosión en los revestimientos dañados.

La solución óptima para evitar los problemas mencionados sólo puede determinarse a partir de una evaluación precisa de los requisitos correspondientes.

Aunque se trata de una pregunta poco frecuente para Rittal, surge ocasionalmente cuando se trata de distribuidores de corriente con corrientes conductoras > 200 A.

Existen varias causas posibles para el calentamiento localizado de los equipos en el armario. En el caso de componentes que transportan corriente como conductores, bornes, dispositivos de protección y conmutación, etc., un contacto deficiente, un empaquetado demasiado apretado en el armario, superficies de disipación de calor insuficientes o simplemente un dimensionado incorrecto (en el límite de la capacidad de carga) suelen ser la causa de que las pérdidas de calor de corriente provoquen «puntos calientes» y, posteriormente, daños en el aislamiento que provoquen cortocircuitos o incendios.

Pero, ¿por qué los componentes mecánicos pasivos, como las placas de prensaestopas en un armario compacto o los travesaños de fijación en un sistema de barras colectoras, exhiben temperaturas excesivamente altas durante una inspección por infrarrojos?

En la importante norma para fabricantes de armarios de distribución, DIN EN 61439-1, hay una nota en el subpunto 10.10.4 'Verificación del diseño del calentamiento ... mediante evaluación'.

En este sentido, es importante asegurarse de que los conductores que transportan corrientes de más de 200 A y las estructuras adyacentes se dispongan de forma que se minimicen las corrientes parásitas y las pérdidas por histéresis. Esto se refiere a los efectos del campo magnético que rodea a cualquier corriente que fluya. Este campo magnético es perpendicular a la dirección de la corriente y puede provocar corrientes parásitas y remagnetización en materiales conductores, lo que a su vez puede generar un calor local significativo.

En la práctica, esto significa que cuando los conductores de salida y de entrada se tienden por separado (no como cables), por ejemplo, en forma de conductores individuales aislados básicos o barras colectoras, la separación entre ellos debe mantenerse al mínimo. Además, las piezas de montaje y las superficies metálicas por las que pasen conductores perpendiculares a la superficie deben ser lo más delgadas posible y estar hechas de material poco conductor o incluso aislante.

Los cables en los que los conductores están tendidos de forma muy compacta no suelen presentar efectos magnéticos porque, en un momento dado, la suma total de las corrientes de salida y de entrada es idéntica. Debido a que los campos magnéticos de estas corrientes parciales van en direcciones opuestas, se cancelan en gran medida entre sí. En consecuencia, el aumento de temperatura debido a las corrientes parásitas y a la remagnetización no se produce, o es mínimo.

La conexión o «puesta a tierra» del blindaje de los cables es una pregunta muy común cuando se trata de armarios de control que cumplen las normas EMC. Esto se debe a que el uso de cables apantallados, tanto en el armario como externamente a los equipos operativos, es un requisito esencial para garantizar la disponibilidad de un sistema de alimentación, control y comunicación potente en un entorno electromagnéticamente cargado.

En pocas palabras, el blindaje de los cables debe evitar las radiaciones no deseadas procedentes del sistema, así como las que entran en él. Sin embargo, sólo puede realizar esta tarea si hay una conexión conductiva óptima en los puntos de entrada y salida del armario (siempre que los armarios estén hechos de materiales conductores de la electricidad). El objetivo es conseguir una estructura completamente apantallada formada por el armario, la pantalla del cable y la carcasa del componente.

Por ejemplo, si el componente está encerrado en una carcasa de conector de motor hecha de material aislante, el apantallamiento del cable debe conectarse a la carcasa del motor en este extremo (a través de la placa de montaje). Si el armario está hecho de material aislante (como un sensor),cuando sea posible, el apantallamiento del cable debe conectarse al potencial de referencia en una estructura conductora de la instalación.

En el lado del armario, todos los cables apantallados deben conectarse conductivamente a la superficie de instalación en un lado del armario utilizando prensaestopas EMC; esto también asegura una igualación de potencial óptima entre las pantallas de los cables.

Si no se pueden utilizar prensaestopas EMC adecuados, las pantallas de los cables deben conectarse lo más cerca posible del punto de entrada/salida utilizando una combinación adecuada de barra colectora de apantallamiento y abrazaderas de ensamblaje. Es importante asegurar una conexión conductiva con la máxima superficie de contacto utilizando una correa de puesta a tierra trenzada corta desde la barra colectora hasta la placa de montaje. También debe tenerse en cuenta que el contacto de apantallamiento debe estar separado de la descarga de tracción mecánica del cable.

Dado que en la pantalla del cable también pueden producirse corrientes mayores debido al sistema, debe garantizarse una capacidad de transporte de corriente suficiente. En tales casos, los sistemas de contacto metálicos son preferibles a los sistemas de plástico conductivamente recubiertos.