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Unidad C uadros eléctricos. Interpretación de planos

En esta unida d ap renderemos a:

• Qué son y tipos de cuadros eléctricos . • Las propiedades y características de los cuadros eléctricos. • Lo que se denomina aparellaje eléctrico de una instalación . • La forma de realiza r el marcado de los distintos elementos .

y estudiaremos: • Las propiedades y características de los diferentes tipos de cuadros. • Las formas de designar los diferentes · tipos de protección de los cuadros . • La utilidad de cada uno de los elementos que intervienen en la instalación . • Las referenc ias específ icas que lleva cada uno de los aparatos . • Los colores que han de llevar los diferentes conductores eléctricos en las instalaciones . • Las precauciones y protecciones que deben llevar la s instalaciones.

C uad ros eléctrico s. Interpr etación de plan os

• 3.1. Cuadro eléctrico Se conoce como cuadro eléctrico al elemento envolvente que cubre cualquier tipo de instalación eléctrica que proteja todos sus componentes, tanto de los golpes como de la intemperie -es decir, de la acción del tiempo y de los agentes atmosféricos-, y que está diseñado para resistir las condiciones de uso más extremas de la industria.

Los equipos deben ir montados en cofres o armarios adecuados a cada caso y circunstanc ia . Además, estos deben reunir todas las características necesarias para acortar el tiempo de montaje, así como las tareas de mantenimiento (Fig. 3 .1 l. El tamaño y la forma de un cuadro eléctrico varían en función de una serie de condicionantes, como son la cantidad de aparatos que debe llevar, la distribución de los mismos, el lugar de ubicación del propio cuadro, etcétera. La evolución en el tamaño de los armarios también ha sido constante, y de tener cuadros de dimensiones fijas , hemos pasado a otros que pueden ampliarse acoplándole distintos elementos para variar su estructura inicial, sin cambiar el cuadro en su totalidad.

Fig. 3.1 . Imagen de un cuadro eléctrico.

A. Grado de protección El grado de protección de un cuadro eléctrico se define como la mayor o menor capac idad de impedir que los agentes exteriores de toda índole afecten a los apara tos encerrados en su interior. Existe un alto número de elementos externos que pueden afectar a la co nservació n de los equipos de automatismos : agua, polvo, golpes, vibraciones, sustan cias corrosivas o inflamables, etc. Esta s sustanc ias no se encuentran en todas partes ni tampoco en la misma ca ntida d . Por ejemplo, la presencia de agua puede ser debida a un simple goteo o por la pr esencia de una gran cantidad de esta en el ambiente donde se trabaja. Por ello se establece lo que se denomina grado de protección o índice de protección de los arma rios o cofres destinados a albergar las instalaciones . Los grados de protección se indican con dos códigos .

44

.

Cuad ros e léct ricos. Inter pr et a c ió n de p lanos

Un IP de dos cifras que hace referencia al grado de protección de cada tipo de cuadro contra la influencia interna de los agentes externos; a saber: • Presencia de cuerpos sólidos en el ambiente . • Presencia de agua . • Riesgo de choques de tipo mecánico. Para conseguir una homogeneización internacional en la definición de los IP se indican con sólo dos cifras, que corresponden a: • Presencia de cuerpos sólidos. • Presencia de agua . Por su parte, el IK de una cifra se corresponde con la medida del grado de protección de cada tipo de cuadro contra las agresiones mecánicas .

Primera cifra

Segunda cifra

Tercera cifra

Protección contra cuerpos sólidos

Protección contra cuerpos líquidos

Protección mecánica

IP

IP

o

o Protegid o contra cuerp os sólidos supe riores o 50 mm (e j., co ntactos involuntarios de lo mono) Proteg ido co ntra cue rpos sólidos superiores o 12 mm [e]., ded os de lo mono)

2

3

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4

5 6

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1

Protegido contra cuerpos sólidos super iores o 1 mm (ej., herramientas finos, pequeños ca bles ...) Proteg ido co ntra el polvo (sin sedimentos perjudic iales) Totalmente proteg idos co ntra el polvo

s"

o

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de gota s de ag uo ::::: (conde nsac ión)

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2

Proteg ido contra los caí dos de aguo ha sta 15° de lo vertical

3

Proteg ido contra los ca ídos de aguo ha sta 60° de lo vertical

03 04

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4

Protegido co ntra los proye cciones de aguo en todo s d ireccione s

05

-:-

06

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Energía de choque ha sta 1,00 J

07

-:-

Energ ía de choque

Proteg ido co ntra cuerpos sólidos superio res o 2, 5 mm (ej. , herramienta s, ca bles . ..)

IK

___L_

5

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Protegido contra el lanzam iento de aguo e n todo s direccion e s

Proteq 'do 00"'0 . el lanzamiento de ' a g uo similar o los '. .: go lpes del mar

..1 .

7

Proteg ido co ntra inmersión ha sta 1 m de profund idad .

8

Proteg ido co ntra los efectos prolongados de lo inmersión baj o presión

02

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Enerqío de choque ha sta 0,350 J

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Energía de choque ha sta 0 ,500 J

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Energ ía de choq ue ha sta 0,700J

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10

hosto 2.0 0 J Energ ía de choq ue ha sta 5,00 J

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Energía de choqu e hasta 0 ,200 J

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Energía de choque

hosto 10.00 J

rn

-:-

Energía de choque hasta 20, 0 0 J

Tabla 3.1. Niveles de protección de los cuadros eléctricos. 45

,

Cuadros eléctrico s. Interp retación de planos

Caso práctico 1 Indica las características de un cuadro con el siguiente código: IP325. Como se ha indicado, las cifras del IP han de leerse una a una, comprobando en la tabla correspondiente su significado: - La primera cifra, 3 , indica que el cuadro está protegido contra la entrada de cuerpos sólidos superiores a 2,5 mm (primera columna de la izquierda). - La segunda cifra, 2, indica que el cuadro se encuentra protegido contra la caída de agua con un ángulo de 1SO de la vertical (segunda columna) . - Por último, el 5 indica que está protegido contra golpes de hasta 0,7 J (índice IK) .

B. Tipos de cuadros

A lo largo del tiempo, los cua-

dros eléctricos se han fabricado en distintos materiales. La pizarra fue durante muchos años el más empleado. Más tarde el metal y actualmente se usan diferentes plásticos y fibras.

Los cuadros eléctricos existentes en el mercado cubren todas las necesidades que pueden presentarse para proteger los equipos y cumplen las normas establecidas para el tipo de circunstancias al que se destinan . Pueden clasificarse en cuadros metálicos, cuadros aislantes, caja y armario protectores, armario cerrado , armario estanco, caja blindada y caja antideFlagradora .

Fig. 3.2. Distintos tipos de cuadros eléctricos utilizados en automatismos .

o

En los cuadros metálicos es preceptiva la protección de los trabajadores mediante lo que se conoce como continuidad de las masas, es decir, la unión, mediante un conductor de sección adecuada, de todas las partes metálicas internas del cuadro con el borne del conductor de tierra correspondiente, que deberá llegar junto con la alimentación general de corriente del cuadro.

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Cuadro metálico

Los cuadros metálicos están construidos en chapa de acero con elementos que refuerzan su estanqueidad en función de las necesidades que hoy exige la industria . Las puertas pueden llevar refuerzos verticales y su apertura suele ser por medio de bisagras. La forma del borde del armario impide la entrada de agua y una junta, generalmente de caucho, puesta en el perímetro de la puerta, garantiza una buena estanqueidad, permitiendo un IP 55 como mínimo . Pueden equiparse con placa perforada, compacta o con montantes verticales para sujetar aparatos. Los armarios metálicos pueden llegar a tener dimensiones tan grandes que perm iten el acceso a su interior, donde se reali za la instalación de los componentes, la revisión y verificación de los elementos constitutivos, así como las tareas de reparación y mantenimiento que hub iese que hacer.

o

Cuadro aislante

Como los metálicos, los cuadros aislantes suelen ser estancos en mayor o menor proporción . Están construidos en plástico o poliéster reforzado con fibra de vidrio que los hace más resistentes. Suelen ser muy robustos contra agresiones químicas e insensibles al moho y pueden llegar a tener hasta doble aislamiento . Se adaptan bien a condiciones de uso muy duras, y al ig ua l que los metálicos, pueden dotarse de placas, perforadas o no, o de montantes perforados para la realización de chasis.

C ua d ros eléc tricos . Interpretac ió n de plan os ------------

Se construyen también en chapa de acero cubierta de capa protectora antioxidante. La puerta frontal va sobre bisagras y lleva junta de goma con cierres a pres ión para comprimir la junta de goma y aumentar, aún más, la estanqueidad . De la misma manera, se les aplica un tratamiento anticorrosivo capaz de soportar la acción de las atmósferas corrosivas .

• 3.2. Elementos auxiliares .

.

Antes de montar el equipo debemos elegir sus componentes, lo que implica la utilización de una gama de productos denominados elementos auxiliares, que permitirán y facilitarán la sujeción de los aparatos al cuadro, la realización del cableado interior, la conexión con los elementos exteriores y la protección de los aparatos contra los agentes externos.

Un cuadro o equipo eléctrico no lo compone solo la envolvente, sino que es un conjunto formado por todos los elementos que constituyen un automatismo (contactares, seccionadares, relés, protecciones, etc .) y cuyo funcionamiento está indicado en un esquema . Los elementos auxiliares son los encargados de realizar la unión mecánica entre los elementos que constituyen el equ ipo, entre los cuales podemos destacar las placas de fondo del cuadro y las placas perforadas. Las placas de fondo del cuadro se co locan en los cofres y los armarios para montar d irectamente, por la parte frontal , todos los aparatos y para fijar las canaletas para cables . Suelen ser de chapa y pueden ser de dos tipos : • Placas compactas de 2 o 3 mm de espeso r. Para fijar en ellas los distintos elementos hay que real izar los correspondientes taladros ya que se sujetan las piezas mediante tornillos, que a su vez deben soportar los elementos . Al ser el montaje frontal, no permite colocar nada, salvo los tornillos, entre la placa y el fondo del cuadro . • Placas perforadas. Pueden adaptarse directamente a cofres y armarios y permiten el montaje directo delantero de todos los elementos, ya que no hay que hacer los taladros por traerlos incorporados . La sujeción de los conductores puede realizarse sin tener en cuenta la forma del cableado. Los aparatos se colocan con la ayuda de tuercas o clips de dimensiones adecuadas que se introducen y se colocan en los huecos por el frente de la placa (Fig. 3 .3) .

La placa de un cuadro es 5 cm más pequeña de largo y ancho que el cuadro que la aloja, es decir, 2,5 cm menor por cada lado cuando se sitúa en su lugar.

Fig. 3.3. Placas perforadas para cuadros eléctricos .

Las placas metálicas, al igual que ocurre con los cuadros del mismo mate rial, deben llevar protección con el conductor de tierra.

A. Perfiles para soporte de apara tos El perfil es una tira de chapa con los bordes de sus lados levantados de una forma especial. Se monta en el interior de los cuadros y sirve para fijar los aparatos de la instalación, ya sea por presión o mediante tornillos.

48

Cuadros eléctricos. Interpretación de planos -

-

-

- -

-- - ---

Son los cuadros más indicados para determinados tipos de ambientes, sobre todo cuando en la atmósfera hay emanaciones de gases , humedades u otros elementos, que podrían estropear los componentes de la instalación . Una junta con tinua , resistente a los agentes químicos, puede llegar a proporcionarles una estanqueidad con un grado de protección IP 65. La colocación viene a ser la misma que la de los cuadros metálicos.

o

Caja y armario protector

El tipo de protección caja y armario protectores, que lleva cerramiento, impide el contacto con los elementos que se encuentran en tensión, evitando así la invasión de partículas extrañas, a no ser que sean muy pequeñas . Por tanto, no impiden totalmente la entrada de polvo o agua, que pueden acumularse en el interior. Las entradas y salidas de cables se realizan por la parte superior o inferior y por tala dros normalizados que permiten el acoplamiento de prensaestopas o tubos roscados. La tapa del cuadro se sujeta a él mediante bisagras y se cierra con un tornillo .

o

Armario cerrado

Los armarios cerrados, en su concepción más básica , tienen un IP 54 . La entrada y la salida de cables se efectúa por la parte inferior del armario mediante prensaestopas acoplados a los tubos .

En la casi totalidad de los armarios que van sujetos a la pared, la fijación se realiza por medio de cuatro pequeñas pestañas soldadas exteriormente al zócalo o mediante cuatro taladros que el cuadro lleva en el fondo.

La puerta de acceso frontal va montada sobre bisagras y lleva una junta de goma para conseguir un cierre más hermético, que se realiza por medio de maneta .

o

Armario estanco

Un armario estanco presenta un índice de protección IP 65. Su construcción es de cha pa de acero, recubierta de una capa protectora antioxidante, pero la puerta de acceso frontal -que va montada sobre bisagras y provista de una junta de goma- incluye una serie de cierres a presión que comprimen la junta de goma y aumentan la estanqueidad .

o

Caja blindada

Las cajas blindadas también cuentan con un índice de protección IP 65 . Se construye en chapa de acero cubierta de capa protectora antioxidante. La puerta frontal sobre bisagras lleva junta de goma con cierres a presión para comprimir la junta de goma y aumentan la estanqueidad. Cuando deben instalarse en ambientes oxidantes o ácidos, se utilizan materiales a los que se les aplica un tratamiento anticorrosivo capaz de soportar la acción de esas atmósferas .

o

Ca ja antidefla grante

El tipo caja antideflagrante proporciona protección contra explosiones, presión y gases cuya temperatura de inflamación es superior a 200 °C. Las características de los materiales utilizados en instalaciones situadas en atmósferas con riesgo de explosión están indicadas, entre otras, en las Normas UNE EN 50015, 50018 , 50018-A 1,50020,50039, etcétera .

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Cuadros eléctrico s. Interpretac ió n de planos

Existen tres tipos de perfiles:

• Perfiles simétricos de 35, 15 o 7,5 mm de profundidad, para enganchar aparatos. • Perfiles asimétricos para fijar aparatos mediante tornillos . • Perfiles combinados de 35 mm para sujetar y enganchar los aparatos mediante tuercas. Estas pueden ser deslizantes y se enganchan por el frente de los perfiles, lo que hace que pueda añadirse o quitarse material de forma rápida y sencilla. Hoy en día, casi, la totalidad de los aparatos poseen un zócalo que se ajusta a las medidas de los perfiles, con lo que los aparatos se pueden fijar directamente. En este caso se ejerce una pequeña presión sobre el aparato contra el perfil hasta que enganche una pestaña que se desplaza por medio de la acción que realiza un pequeño muelle (Fig . 3 .4).

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Fig. 3.4. Perfil para sujeción de aparatos en cuadros. Otros tipos de elementos auxiliares son:

• Montantes verticales. Estos montantes, con tuercas apropiadas, permiten la fijación de perfiles soporte de aparatos o pletinas de perforación universal.

• Auxiliares de conexión y cableado. El cableado de un equipo, tanto si se realiza de forma horizontal como vertical, se facilita con el empleo de auxiliares de cableado, cuyo cometido consiste en canalizar los hilos para formar mazos horizontales y verticales situados en el mismo plano que los aparatos . El cableado se lleva a cabo de una forma muy cómoda por la parte delantera, sin perjudicar la estética del equipo, lo que facilita, a su vez, las tareas de comprobación, reparación y modificación que tuvieran que realizarse .

B. Canaletas perforadas La canaleta es un elemento generalmente de plástico que tiene tres caras que forman un ángulo recto entre sí. Lleva una tapa de cierre que se le acopla para formar un cua drado o rectángulo hueco en su interior, que es donde se alojan los conductores.

Una de las caras, la que hace de base, opuesta a la que ocupa la tapa, va taladrada para facilitar su sujeción en el cuadro. Las caras laterales, en las canaletas perforadas , llevan unas ranuras que se utilizan para dar salida a los conductores y así poder conectarlos a los aparatos . En el mercado suelen encontrarse en tiras de 2 m de longitud (Fig. 3 .5).

.

.

En el interior de la s canaletas se van introduciendo los conductores que forman la instalación . El cableado es frontal y va oculto por la tapa de cierre que engan· cha sobre las canaletas .

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Cuadros eléctricos . Interpretación de planos -------

Fig. 3.5.

Imagen de canaleta perforada.

La instalación de los equipos sobre placas, sean estas perforadas o no, y el cableado vertical u horizontal se realizan, generalmente, empleando canaletas. Hay canaletas de distintos grosores y profundidades en función de la cantidad y tamaño de los conductores que deben soportar. Las tareas de revisión , reparación y sustitución se realizan con suma facilidad, ya que basta con retirar la tapa para acceder a los conductores .

C. Terminales

El terminal es una pieza metálica que sirve para conectar los conductores a los distintos aparatos de la instalación . Los conductores se sujetan al terminal med iante presión , soldado, etc. Esta parte generalmente va forrada de un material aislante; el único extremo que queda libre es el que se conecta a los aparatos .

Fig. 3.6. Tipos de terminales utilizados en cuadros eléctricos.

Existen en el mercado unos termina les denominados sobremoldeados que no necesitan preparación, al contrario de lo que sucedía en los terminales convencionales . Su empleo no necesita soldadura, engastado ni útiles especiales . La sujeción se efectúa automáticamente, introduciendo el conductor dentro del terminal y llevándolos juntos hasta el lugar de conexión; al apretar el tornillo de la conexión, el terminal cede hasta oprimir el conductor.

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Cuadros eléct ric o s. Inter pre tac ión de planos

o.

Bornes de conex ión

Los bornes de conexión, llamados comúnmente regletas de conexton, se utilizan para conectar los conductores del interior del cuadro con elementos situados fuera de éste; es decir, son elementos de enlace entre los componentes del cuadro y los componentes exteriores (Fig. 3.7) .

Con el fin de facilitar las tareas de conexión y descone xión de los conductores que alimentan los aparatos exteriores del cuadro, hay que de jar un espacio entre los bornes de conexión y el final del cuadro, además de los 2,5 cm de diferencia existente entre la longitud de la placa respecto al cuadro.

Fig.3.7. Bornes de empalme o conexión para cuadros. El dimensionado de los bornes de conexión de todo cuadro eléctrico debe realizarse teniendo en cuenta la sección de los conductores de entrada y de salida. Su sección deberá ser superior a la de los cables. Los bornes de conexión permiten el alojamiento de conductores de secciones que pueden llegar hasta los 240 rnrn". Conforme ind ica n las normas DIN, se montan sobre perfiles metálicos que se sujetan a la placa del cuadro mediante tornillos . El conjunto puede completarse con el empleo de numeraciones o letras que se acoplan tanto a los bornes como a los conductores .

• 3.3. Aparella¡e eléctrico Se conoce como aparellaje eléctrico el conjunto de elementos auxiliares que intervienen en una instalación, cuadro, etc.; se clasifican en distintos grupos : de conexión, de mando, de protección, de señalización y de med ida . No todos los cuadros necesitan de los mismos elementos auxiliares para poder completar la insta lación; sin embargo, todos los utilizados en cada caso se engloban bajo la denominación de aparellaje eléctrico.

A. Accesorio s de conexión. Conductores Los conductores son los encargados de unir todos los aparatos eléctricos del cuadro en función de lo que dictam ine el plano o esquema correspond iente . Es conven iente que vayan provistos de terminales que servirán de ayuda para mejorar la conexión y dar mayor seguridad a la misma . Ningún conductor debe entrar o salir de un cuadro eléctrico sin pasar a través de bornes de conexión . La formación de un conductor se define por el número de alambres que lo componen y por el diámetro nominal de estos. Así, la sección nominal de un cable es el valor redondeado de la superficie resultante calculada en función del diámetro del conductor, expresada en milímetros cuadrados .

Un conductor es un elemento auxiliar metálico, generalmente de cobre o alum inio (en los cuadros eléctricos casi exclusivamente de cobre), encargado de conducir o transportar la corriente eléctrica .

51

Cuadros eléc tricos . Interpretación de p lanos

B. Ll

L2

L3

Designación de los conductores

En las instalaciones eléctricas, para distinguir unos conductores de otros se utilizan designaciones con distintos colores, letras y a veces también números. Colores para conductores de corriente alterna trifásica : 1.0 fase

Marrón

0

3 . fase

G ris

Neutro

Azu l

2 . fase

Tierra

-

Negro

0

Amarillo

y verde

Fig. 3.8. Forma de marcado de los conductores en una línea trifásica.

En corriente alterna (CA), los conductores se distinguen por L1, L2 Y L3 para las fases (Fig. 3.8) Y por N u O para el neutro. También mediante las letras R, S, T para las fases y N u O para el neutro . Por su parte, en los bobinados de máquinas eléctricas, a las fases se las designa con las letras U, V, W para los princip ios y X, Y, Z para los finales . Colores para conductores de corriente continua:

Positivo

L1

L2

L3

Roj o

Negativo

N egro

Neutro

Azul

Neutro a islado

Blanco

Neu tro con co municac ió n a tierra

G ris

Tierra

Ne gro

---

Para poder distinguir las polaridades, en corriente con tinua (CC) se utilizan los siguientes signos: + , positivo; -, negativo; O, neutro.

C. Marcado de los bornes

Fig.3.9. Forma del marcado de los bornes de un circuito .

El marcado de los bornes de los aparatos tiene como princ ipal mrsron facili tar la interpretación , realizac ión y aplicación de los esquemas de un equipo, para lo cual las casas comerc iales, como ocurre con los símbolos, siguen los principios establecidos en la normalización internacional (Fig.3.9) .

o

Referencia de los bornes de conexión de los aparatos

Todo elemento suele ir marcado con su referencia numérica o alfanumérica, sea cual sea el aparato al que pertenezca , que aparece indicada sobre los propios bornes o bien en la placa de características de los aparatos . Cada elemento de mando o contactos, ya sea prin cipal, auxiliar, instan táneo o temporizado, posee dos referenc ias . Los bornes de los contactos pr incipales tienen una sola cifra de referencia . En los elementos tripolares van del 1 al 6 . En los tetra polares, esta referenc ia oscila entre el 1 y el 8. Las cifras impar es van colocadas en la parte superior y corresponden a las entradas; las cifras pares se sitúan en la parte inferior y corresponden a las salidas . La progresión numérica se efectúa de arriba abajo y de izquierda a derecha . En los contactares de pequeño calibre, el cuarto contacto de un contactar tetra polar es una excepción a esta regla, pues no está marcado como se ha indicado, sino con la misma referencia que la de un contacto auxiliar NA, por serlo en este caso .

52

Cuadros eléctrico s . Interpretac ión de plano s

En los contactos auxiliares, la referencia la forman números de dos cifras: la s unidades ind ican la función del con tacto y las decenas indican la colocación. Así, el marcado con el 1 1 o 12 es un contacto NC o contacto a la apertura , y el 13 o 14 es un contacto NA o de cierre , que en ambos casos ocuparían el primer lugar de la izquierda . En algunos aparatos exis ten otros contactos espec iales , como los referenciados con las cifras 5 y 6 , que corresponden a con tacto de apertura de funci o na miento espe cial , co mo el que des igna el d isparo de un relé térmico o tempo riza do . Los que lleva n las cifras 7 y 8 co rresponden a co ntacto s de cie rre de funcionam ie nto espec ial , co mo los tempo rizad os o térmicos. Existen ta mbién referenc ias con el 9 y el O, que está n reservados a contactos au x ilia res de relés de protección co ntra sobre cargas, aunque a estos les sigue los de las func iones 5 y 6 o 7 y 8. Bornes de conexión de

105

aparatos

Contactos auxiliares Referencia Unida des

Dece nos

13-14

3-4 Contac to ab ierto

1 Primer lugar

43-44

3-4 Co ntac to abierto

4 Cuar to lugar

2 1-22

1-2 Contac to ce rrado

2 Segu ndo lugar

3 1-32

1-2 Contacto cerra do

3 Te rcer lugar

Tabla 3.2. Marcado de los bornes de conexión de contactos auxiliares.

Otras referencias Unidades

Ejemplode ap aratos

5-6

Con tac to cerra do. (Relé térmico 95-96, se ab re cua ndo se dispara)

5-6

Co ntac to cerra do . (Relé temporizado 15 -1 6)

7-8

Co ntacto ab ierto. (Relétérmico 97-98, se cierra cuan do se d ispara)

7-8

Co ntac to ob ierto. (Relétemporiza do 17-18)

Tablo 3.3. Marcado de los bornes de conexión de otros aparatos.

• 3.4. Órganos de mando (bobinas) Las bobinas de todos los aparatos que intervienen en las instalacio nes 'd e automatismo cableado, en la casi total idad de los casos , forman parte solamen te del circuito de mando, es dec ir, se alimentan eléctricamente en este ci rcuito . Como es lóg ico , todo s estos aparatos ha n de lleva r referenci a pa ra su ide ntificaci ó n y diferenc iac ión respecto a los demás . Las referencias para las bobinas son alfa numéricas , es de cir, están con stituidas por una letra y un número y por este orden , es dec ir, la letra ocupa la primera posición. La bobina de un co ntacta r va mar cada con las siglas A 1 Y A2 (aunque aún se utili za A y B). Cuando las bobinas de un contacta r tienen doble devanado, las referencia s son A 1 Y A2 , B1 Y B2 . En los circuitos de mando, cada g rupo de bornes lleva una numeración que va en aumento de izq uierd a a de recha de 1 a n.

53

C ua d ros eléct ricos. Interpr etac ión de plan o s

Como se ha indicado, en un circuito de potencia, las normas internacionales establecen las siguientes referencias : • Al imentación a un equipo : L1 L2 L3 N PE. • Salidas hacia un motor: U V W; K L M . • Salidas para resistencias de arranque: A BCD, etcétera. A cada mando, a cada tipo de contacto, principal, auxiliar instantáneo o temporizado, se le asignan dos referencias alfanuméricas o numéricas propias para d iferenciarlos de los demás . Todos los elementos que componen un equipo de automatismo se identifica n mediante una letra (excepcionalmente dos) seguida de un número . Ejemplo : un solo contactar, KM; varios contactares, idénticos o no, KM 1, KM2 , KM3 , etcétera. Debe tenerse en cuenta que las reglas que definen la situación de las referencias iden tificativas en los esquemas de circuitos son las siguientes: • En los elementos de mando y control, la referencia se sitúa bajo el símbolo o a su izquierda . • En los contactos y aparatos, la referencia se sitúa a la izquierda del símbolo cuando se real iza una representac ión vertical de los símbolos. Por su parte, las referenc ias de marcado de los bornes de un aparato deben hacerse de forma obligatoria a la izquierda del símbolo del órgano que se representa y en sentido de lectura ascendente .

Act ividades

l. ¿Qué referencia debe llevar un contacto a uxilia r que sea cerrad o y que vay a en segundo lugar? ¿Y uno que sea a bierto y vaya en primer lugar?

• 3.5. Dimensiones de los cuadros Para la determinación de las dimensiones que debe tener el cuadro que debe albergar una instalación de automatismo existen tres métodos : el método de implantación directa , por cálculo de las superficies y el asistido por ordenador. El método de implantación directa se aplica a los equipos de pequeñas d imensiones . En este, los aparatos se colocan directamente sobre una tabla o sobre la propia placa, y así se determinan las dimensiones del equipo de forma rápida y sencilla . El método por cá lculo de las superficies cons iste en realizar la suma total de las superficies de los aparatos que van a componer el equipo, cuyos datos suelen venir indicados por los fabricantes en los catálogos, y aumentar esas superficies multiplicándolas por un coeficiente que va del 2,2 a 2,5, en función del resultado anterior. Puede darse el caso de que el cliente desee que se le aplique un coeficiente mayor con el fin de dejar espacio disponible para posibles modificaciones posteriores. El resultado obtenido es la superficie total del equ ipo . Algunos fabricantes, como es el caso de Telemecanique, facilitan incluso la búsqueda de referencias de placas, montantes, perfiles y envolventes a partir de la superficie útil. El método asistido por ordenador es el que utilizan los equipos que se espec ializan en el diseño de equipos de automatismos. Este es un sistema de ayuda para la real izac ión de este cálculo que normalmente viene integ rad o en el software de di seño por ordenador, donde además se incluye una base de datos de los dist intos aparatos, con sus dimensiones, partiendo del esquema y de las características de este. Hoy en día hay multitud de programas especiali zados en el diseño y pruebas de ci rcuitos de automatismos.

54

Cuadros eléc tricos . Inte rpretación de pla nos

Metálicos Aislantes Protectores

Tipos de cuadros

Armario cerrado Armario estanco Coja blindada Cojo anlideflagante

Grado de protección

J - "-

IP

IK Placas compactos Placas perforados

Estructuro del cuadro

Perfiles de soporte de aparatos Montajes verticales Auxiliares de conexión y cableado Canaletos Terminales

De lo instalación

Poro CA

Bornes de conexión

{

Negro - Fose 1 Marrón - Fose 2 Gris - Fose 3 Amarillo-verde - Tierra

Perfiles Ro jo - Positivo

Conductores

Negro - Negativo Implantación directo Dimensionado de cuadros

Paro CC

Cálculo de superficies

Azul - Neutr o Blanco - Neutro ai slado

Asistido por ordenador Gris - Neutro tierro Tripolares 1-6

Contactos principales

Contactos auxiliares

Contactos especiales

Negro - Tierra

Tetrapolares 1·8

-c

Decenos Unidades

=

=

ubicación (1.4)

tipo de contacto (1-2 o 3-4)

Apertura especial 5-6 Cierre 7-8 Devanado sencillo A 1YA2

Bobinas Devanado doble A1 Y A2 ; B1 Y B2

L1- L2 - L3 - N - PE Alimentación de equipo

Salidos a máquinas

R-S-T-NoO

U-v -w K-L-M

55

C ua dros eléctricos . Inter p retaci ón d e pl anos - - -- - - - - - -

lo Indica con qué elementos se fijan los aparatos a un cuadro: o) Con canaletos.

o) A, B, C

b)

b) L1, L2, L3

Con terminales.

e) Con perfiles .

e) U, V, W

d) Con lo que se puedo .

d) R, S, T

2. En todo cuadro que esté construido con materiales metálicos, es obligatorio:

8. Los contactos cerrados de los aparatos especiales se referencian con los números:

o) Colgarlos o gran altura para evitar golpes.

o) 7-8

b)

Que sobre espacio en el interior.

b) 5-6

e) Que se pueda ampliar después.

e) 3-4

d) Que exista protección por conductor de masa.

d) 1-2

3. La sección de un conductor seexpresa en: o) mrrr'

b)

mm?

e) m2 d) m

4. Las bobinas de los aparatos se marcan con: o) Al, B1

b)

Al, A2

9. Los conductores eléctricos se pueden considerar aparelIaje eléctrico:

o) Sí.

b)

No.

e) A veces. d) Nunca . 10. El conductor de protección de las instalaciones de CA es de color:

o) Azul.

e) B1, B2

b) Amarillo/verde.

d) A1,A1

e) Marrón .

5. El neutro de una instalación va marcadosiempre con la letra:

d) Gris . 11. Por su parte, elconductor de protección de la masa debe ser:

o) p

o) Rojo.

b)

b) Negro.

O

e) N

e) Amarillo/verde .

d) NuO

d) Azul.

6. En un circuito trifásico de CA, el conductor neutro ha de ser:

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7. La referencia de las salidas hacia los motores trifásicos se designan:

12. El segundo número dellP de un cuadro indica el grado de protección contra:

o) Rojo.

o) Golpes.

b) Negro.

b) Agua .

e) Amarillo/verde .

e) Las dos.

d) Azul.

d) Sólidos.

C uad ros eléctri co s. Interpreta ci ón de pl a no s

P3. Cuadro eléctrico Estableceremos el primer contacto con los distintos materiales que vamos a utilizar en el cuadro para ir realizando los diferentes montajes de automatismo cableado . A continuación, se expone el proceso completo que debe seguirse hasta llegar al final de la realización de una instalación dentro de cualquier tipo de cuadro eléctrico . Para la distribución de los aparatos, que se explicó en el Apartado 3.5, y puesto que nuestro cuadro es pequeño, utilizaremos el método de implantación directa . Para ello los iremos superponiendo sobre la placa del cuadro, con el fin de consegu ir una imag en estética , que veamos que disponemos de espacio para poder trabajar y que el conjunto resulte agradable a la vista (Fig. 3 .10) . Una vez decidida la posición, hay que trazar, si la placa no es perforada , los taladros necesarios para la sujec ión de los aparatos . Seguidamente, se procederá al mecanizado de la placa, se prepararán los trozos de canaleta y luego se sujetarán los elementos auxil iares (raíl, regle tas, etc.) (Fig. 3 .11) .

Fig.3 .10 .

58

Fig. 3.11.

Después se procede a la incorporación y fijación de los distintos aparatos que componen el cuadro que vamos a real izar. También podemos empezar co necta ndo conductores con arreglo a lo indicado en el correspond iente esquema del circuito (Fig. 3 .12). Una vez concluida la conexión de todos los conductores tal y como indica el esquema, se realiza la prueba del cuad ro, y una vez verificado su buen funcionamiento, se procede a tapar las canaletas , a montar la placa en el interior de su cuadro y a trasladarlo al lugar de montaje (Fig. 3.13) . Hay que tener en cuenta que todo este proceso, que así expuesto resulta bastante rápido, requiere su tiempo y no conviene precip itarse con el afán de terminar cuanto antes el trabajo. Por esta razón, una vez que tenemos todos los elementos, vía o raíl de sujeción de los aparatos y regletas, canaleta , etc., procederemos, si hay lugar, al mecanizado de la placa o al montaje de la estructura que formaremos con la canaleta. Hay que tener en cuen ta que debe estar bien montado, ya que en este caso servirá a lo largo de todos lo s ejercicios . Consideramos que un rectángulo en el perímetro de la placa del cuadro es válido para poder distribu ir los conductores en los mon tajes.

Fig.3.12.

Fig.3.13.

C uad ros eléctrico s. Interpretación de plan os - - --

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- - - - - -- --

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Comprueba tu cprendixc]e l. Cuadros eléctricos

17. Cuando las bobinas de un contactar tienen doble

l. Explica brevemente qué es un cuadro eléctrico .

devanado, ¿cómo vienen indicadas sus referencias?

2. Cita algunas características de un cuadro

18. ¿Cómo están referenciados los contactos de los

metálico .

relés temporizados?

3. ¿Qué propiedades tiene un cuadro con un

19. Si en un esquema disponemos de muchos con-

IP656? ¿Dentro de qué tipo de cuadro lo inclui rías, armario cerrado o caja blindada?

tactos pertenecientes, por ejemplo a varios contactares, ¿cómo los diferenciamos unos de otros?

4. Indica qué propiedades tiene un cuadro antideflagrante.

5. ¿Qué características tiene un cuadro con un IP327?

2. Aparellaje eléctrico 6.

Indica algunos elementos que intervienen en un cuadro y se puedan denominar como aparellaje eléctrico.

7. ¿Cómo se realiza la unión entre los conductores del cuadro y los externos?

8. ¿Qué se entiende por sección nominal de un conductor?

9.

¿Qué entiendes por continuidad de las masas en un cuadro metálico?

10. Qué diferencia de medidas hay entre la placa de fondo y el cuadro que la aloja .

11. ¿Para qué se utilizan las ronura s laterales que tiene una canaleta?

12. ¿Qué es un terminal y para qué se util iza dentro de una instalación?

3. Marcado de los distintos elementos 13. Explica la diferencia entre el referenciado de los bornes de conexión y el de los aparatos .

14. ¿Cómo se marcan los conductores de una instalación trifásica?

15. Indica cómo vienen referenciadas las bobinas yen qué orden .

16. Indica cómo está referenciado un contacto auxiliar NA.

20. ¿De qué color es el conductor neutro de una instalación eléctrica de CA?

21. Indica de qué color es el conductor que se utiliza para establecer la conexión de continuidad de las masas en un cuadro .

22. Si tienes un borne marcado con el número 13 . ¿De qué tipo será y en qué posición estará?

23. Al contacto cerrado situado en la segunda posición . ¿Co n qué número de referencia debemos marcarle?

24. De las siguientes frases, indica cuáles son verdaderas y cuáles son falsas: - Existen instalaciones que se puedan montar sin caja protectora. - La referencia de los contactos principales de los aparatos se realiza mediante números nada más. - Las cifras impares de los aparatos van colocadas en las salidas . - El primer número dellP de un cuadro indica el grado de protección contra agua . - El tercer número dellP de un cuadro indica el grado de protección contra golpes . - La unión mediante conductor adecuado de todas las partes con el conductor de tierra se conoce como derivación a tierra. - Cuando hay contactos auxiliares de diferentes contactares se diferencian unos de otros por por llevar la misma letra del contactar. - El conductor de tierra en las instalaciones de CC es de color amarillo y verde.

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