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Ingeniería Mecánica Automotriz Electricidad automotriz I TEMA: Normas para la fabricación de Baterías y Relés DOCENTE: Ing. Lauro Barros INTEGRANTES: Byron Chimbo Kevin Ordoñez Diego Villa Paul Guillcatanda GRUPO: N.- 5 FECHA: 11 de Diciembre del 2015 AÑO

2015-2016

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Conocer las normas que existententes y actualisadas utilizadas para la construccion de una bateria y un rele.

OBJETIVOS ESPECIFICOS   

Conocer las normas INEN, SAE, IEC, ISO para la fabricacion de una bateria. Conocer las Normas Tecnicas Ecuatorianas para la contruccion de baterias y reles. Conocer las normas utilizadas para revicion de entrada de repuestos extranjeros al Ecuador.

INTRODUCCION Las baterias son terminos provenietes de los primeros tiempos del estudio de la electricidadm cuando se juntaban varios elementos o celdas een el primer caso uno encima de otro “apilados” y en el segundo adosados lateralmente “en bateria” como se sigue haciendo actualmente, para asi aumentaria magnitud de los fenomenos electricos y poder estudiarlos sistematicamente. La bateria que convierte de manera directa la energia quimica en energia electrica por medio de una reaacion de oxidacion reduccion. Tienen dos electrodos, cada uno hecho de un material distinto, el de carga positiva se llama catodo y el que esta cargado negativamente se llama anodo. Un relé es un dispositivo electromecánico que nos permite la conmutación de una línea eléctrica de media o alta potencia a través de un circuito electrónico de baja potencia. La principal ventaja y el motivo por el que se usa bastante en electrónica es que la línea eléctrica está completamente aislada de la parte electrónica que controla el relé. Es decir, podemos construir un circuito electrónico (un temporizador, una fotocélula, etc.) y, a través de un relé, controlar cualquier tipo de aparato conectado a la red eléctrica. NORMAS PARA LA FABRICACION DE BATERIAS Normas de fabricación de baterías: Las baterías de plomo-ácido entran en esta categoría, al menos, en parte) se refieren a lo mismo. Existen normas que, específicamente, se refieren al desempeño del producto que nos interesa, otras se refieren a sus características de seguridad al operarlo (lo que no necesariamente está relacionado con el cumplimiento de nuestras expectativas en cuanto a desempeño) y, por último, un tercer conjunto se refiere al sistema de gestión de la

empresa, ya sea en lo que hace a cuestiones de calidad, medio ambiente o seguridad e higiene laboral. Es muy frecuente que, al relacionarnos con un fabricante, hoy en día.

Figura 1: Producción de baterías

Norma ISO 9001”. Esta es una norma que se refiere al desempeño del sistema de gestión de calidad de la empresa. Por ser una norma general referente a instituciones (se puede aplicar a una empresa comercial o a un club deportivo) nada nos asegura que los productos fabricados o servicios brindados cumplan con determinadas especificaciones técnicas. Aclaremos de paso que la expresión “ha certificado” significa que un tercero (como nuestro instituto IRAM) verificó, mediante una auditoria, que los preceptos de la norma, efectivamente, se cumplen. Y, obviamente, no tiene el mismo valor que la empresa lo afirme o que un tercero independiente sea quien lo declare. Norma IEC, estaremos en presencia de algo mucho más específico, si lo que nos interesa es saber si el interruptor eléctrico, por ejemplo, servirá o no para ser instalado en nuestro circuito, o si la batería que queremos comprar tendrá la capacidad que necesitamos. Nuevamente, aclaremos, que la declaración del fabricante tendrá mucho más valor si este cumplimiento ha sido verificado con ensayos realizados en un laboratorio o institución independiente y de prestigio reconocido, por lo que no se trata de una mera “auto-declaración”. Normas nacionales y normas internacionales. Entre las primeras, mencionaremos las IEEEBSI (del Reino Unido), DIN (de Alemania) y JIS (de Japón). (De Estados Unidos) las IEC e ISO. La norma internacional más conocida en relación con baterías industriales de plomoácido es la IEC 896, también identificada como IEC 60896 y EN 60896. Recordamos que IEC es la sigla del International Electrotechnical Committee, con sede en Ginebra, y representado por la Asociación Electrotécnica Argentina en nuestro país. IEC 60896-1 Requisitos generales y métodos de ensayo de baterías de plomo-ácido del tipo ventiladas. Es sumamente importante cuando se realizan ensayos de capacidad nominal, adaptación al funcionamiento a tensión de flote, ciclado, retención de carga, resistencia interna y corriente de corto-circuito.

IEC60896-2 Requisitos generales y métodos de ensayo de baterías de plomo-ácido del tipo VRLA. Al igual que la anterior es muy utilizada para la realización de ensayos de desempeño en este tipo de productos (los ensayos son similares a los de la norma IEC 60896-1). IEC 61056-1 Requisitos generales y características funcionales para baterías VRLA de plomo-ácido portátiles. Métodos de en-sayo, y su equivalente en el sistema japonés de normas: JIS C8702-1. Esta norma se aplica a todas las baterías VRLA pequeñas como las Vision, NP, etc que se utilizan en UPS, sistemas de alarma e incendio, luminarias de emergencia, etc. IEC 60254 Requisitos generales y métodos de ensayo de baterías de plomo-ácido para uso en tracción eléctrica. Dimensiones de las celdas y bornes Otras normas muy utilizadas y citadas en los pliegos de licitaciones públicas son las BS. Mencionamos la BS 6290, prácticamente idéntica a la IEC 60896. BS 6290-1 Especificación de requisitos generales de baterías de plomo-ácido estacionarias del tipo ventiladas. Normas IEEE. IEEE-450 para baterías ventiladas y su similar para baterías selladas, la IEEE-1188. Una rápida reseña de los temas tratados en ellas (las últimas ediciones son del año 2002 para la 450 y del año 1996 para la 1188) son los si-guientes: mantenimiento, esquema de ensayos, procedimientos para realizar los ensayos, criterios de reemplazo de una batería, reciclado y disposición al final de la vida útil y varios anexos. IEEE484 – IEEE 485 Este conjunto contiene las prácticas recomendadas para dimensionar y diseñar la instalación de baterías de plomo-ácido estacionarias cuya carga es variable. Esto suele darse, como ejemplo típico en sub-estaciones y estaciones transformadoras. Es una norma sumamente práctica ya que incluye ejemplos de aplicación. IEEE 937 Prácticas recomendadas para instalación y mantenimiento de baterías de plomo-ácido para sistemas fotovoltaicos. IEEE 1013 Práctica recomendada para dimensionar baterías de plomo-ácido para sistemas fotovoltaicos. Además de la teoría incluye hojas de trabajo (worksheets) sumamente útiles para realizar diseño. IEEE 1189 Es un complemento de la 1188 ya mencionada y contiene una “Guía para la selección de baterías VRLA para aplicaciones estacionarias” Normas de fabricacion según la norma INEN 1499 5.1 Las baterías plomo-ácido deberán cumplir con los siguientes requisitos: 5.1.1 Apariencia exterior. Las baterías no deben presentar deformaciones notables, sus bordes deben estar limpios y no deben existir escurrimientos de material sellante. 5.1.2 Cajas

5.1.2.1 Las cajas de las baterías deben construirse de material aislante y resistente a la acción del electrolito. 5.1.2.2 El material debe ser adecuado para evitar la aparición de fisuras, grietas, etc. 5.1.2.3 Las cajas no permitirán fugas de electrolito en caso de ser baterías de carga húmeda y la entrada de substancias extrañas cuando sean de carga seca. 5.1.3 Tapas

5.1.3.1 Las tapas deben construirse de material aislante y resistente a la acción del electrolito. 5.1.3.2 El material debe ser adecuado para evitar la aparición de fisuras, grietas, etc. 5.1.3.3 Pueden ser individuales por celda o una sola que cubra todas las celdas. 5.1.3.4 La forma y tamaño deben ser tales que encajen perfectamente en la caja. 5.1.4 Tapones

5.1.4.1 Los tapones deben construirse de material aislante y resistente a la acción del electrolito.

5.1.4.2 Los tapones de las celdas deben estar diseñados en tal forma que cuando se encuentren colocados no sobrepasen la altura de los bornes de la batería, permitan la circulación de gases, impidan la salida del electrolito y la entrada de substancias extrañas en las celdas. 5.1.5 Compuesto sellador

5.1.5.1 Su consistencia debe ser tal que una vez colocado no fluya por los costados de la caja, no reaccione con los elementos de la batería y no se agriete con el tiempo o los cambios de temperatura. 5.1.5.2 Al usarse un sellado térmico, éste debe mantener con el uso de la batería o el transcurso del tiempo, las características originales del material de caja y tapa. 5.1.6 Bornes

5.1.6.2 El borne positivo debe estar marcado en su parte superior en bajo relieve (+), el negativo (-). 5.1.6.3 El borne positivo puede estar pintado de rojo y el negativo de negro. 5.1.6.4 Cuando se emplea tapa única (monotapa), con el objeto de indicar la polaridad de los bornes, ésta debe marcarse en alto relieve con los signos (+) o (-), en la proximidad de la salida de los mismos. 5.1.7 Electrolito

5.1.7.1 El electrolito de los acumuladores es una solución acuosa de ácido sulfúrico que debe cumplir con los requisitos especificados en la Norma INEN 1 527. 5.1.8 Tensión nominal. La tensión nominal de la batería completamente cargada, medida en sus bornes con un voltímetro de una aproximación de 0,1 V no deberá ser menor al valor especificado en la Tabla 2 (segunda columna). 5.1.9 Capacidad de la batería determinada según la Norma INEN 1 498 (numeral 3.3) no será menor al indicado en la Tabla2 (tercera columna). 5.1.10 Aceptación de carga. La aceptación de carga de las baterías determinada según el numeral 3.2 de la Norma INEN 1 498 no deberá ser menor al valor indicado en la Tabla 2 (cuarta columna). 5.1.11 Descarga rápida. El valor de la descarga rápida de una batería, determinado según el numeral 3.4 de la Norma INEN 1 498, no deberá ser menor al indicado en la Tabla 2 (quinta columna). 5.1.12 Grado (ciclos de vida). El grado de una batería, medido en unidades de vida, según el numeral 3.5 de la Norma INEN 1 498, no deberá ser menor al indicado en la Tabla 2 (sexta columna). 5.1.13 Capacidad de reserva. El valor de la capacidad de reserva de una batería, medido en minutos, de acuerdo al numeral 3.7 de la Norma INEN 1 498, no deberá ser menor al indicado en la Tabla 2 (séptima columna). 5.1.14 Vibración. Una batería sometida al ensayo de vibración debe cumplir con el numeral 3.6 de la Norma INEN 1498. 5.2 Para los requisitos: capacidad C, aceptación de carga, descarga rápida y capacidad de reserva, se acepta una tolerancia de –3% respecto a los valores establecidos en la Tabla 2. NORMAS PARA LA FABRICACION DE RELES HELLA es una empresa certificada en diferentes ámbitos relevantes, como por ejemplo DIN EN ISO 9001:2008, ISO/TS 16949:2009, ISO14001. Los relés de HELLA se corresponden con los estándares de ROHS (2002/95/UE) y REACh. Explicación y finalidad de su aplicación Componentes principales de un relé electromecánico

Figura 2: Partes de un relé

1 Campos de contacto 2 Inducido 3 Pins de contacto para hilo de bobina 4 Contactos de conmutación 5 Bobina de hilo de cobre 6 Núcleo de hierro (en la bobina) 7 Conector plano (carga) de cobre electrolítico con superficie estañada 8 Conector plano (bobina) de CuZn (latón) con superficie galvanizada 9 Placa base 10 Cuerpo de la bobina 11 Joch Mini-relés Mini-relé según ISO 7588-1, enchufe plano según ISO 8092-1. Configuraciones de contacto: Relé de trabajo, conmutador, máx. 40 A potencia de conexión (contacto de relé de trabajo), tensión nominal: 12 V, 24 V ámbitos de aplicación, entre otros: Faros, motores de arranque, bombas de combustible, motores de ventilador, bocinas y zumbadores.

Micro-relés Micro-relé según ISO 7588-3 (1988), enchufe plano según ISO 8092-1.configuraciones de contacto: Relé de trabajo, conmutador, máx. 20 A potencia de conexión (contacto de relé de trabajo), tensión nominal: 12 V, 24 V ámbitos de aplicación, entre otros: Bombas de combustible, aire acondicionado, instalación limpiaparabrisas, motor de las escobillas limpiaparabrisas.

Relés de alta potencia Variante de mini-relé de mayor tamaño, enchufe plano según ISO 8092-1.configuración de contacto: Relé de trabajo, conmutador, máx. 60A potencia de conexión, tensión

nominal: 12 V, 24 V ámbitos de aplicación, entre otros: Relé de separación de la batería, motor de arranque, bujías, encendido, calefacción del parabrisas.

Relés solid state Mini-relé semiconductor según ISO 7588-1, enchufe plano según ISO 80921.configuración de contacto: Relé de trabajo, máx. 22 A potencia de conexión (contacto relé de cierre), tensión nominal: 12 V ámbitos de aplicación, entre otros: Bomba de vacío del servofreno, luz de conducción diurna.

Relé de separación de la batería Relé electromecánico biestable con una o dos bobinas. Configuración de contacto Relé de trabajo, conmutador, máx 180 A de potencia de conexión, tensión nominal 12 V ámbitos de aplicación, entre otros: Separación de la batería de la red de a bordo en caso de accidente o para tareas de mantenimiento, mantenimiento de la carga de la batería mediante la desconexión de la corriente de reposo Aislamiento Objetivo de la Norma EN / IEC 61810-1 sobre relés La IEC 61810-1 se aplica a los relés electromecánicos elementales (relés de todo o nada a tiempo no especificado) previstos para incorporar en aparatos. Ella define los requisitos funcionales y aquellos ligados a la seguridad para las aplicaciones en todos los campos de la ingeniería eléctrica y de la electrónica, como: • Aparatos industriales en general • Dispositivos eléctricos • Máquinas eléctricas • Aparatos eléctricos para uso doméstico y similar • Aparatos para la tecnología de la información y para despachos • Aparatos para la automatización de edificios • Aparatos para la automatización

• Aparatos para instalaciones eléctricas • Aparatos médicos • Aparatos de mando y control • Telecomunicaciones • Vehículos • Transporte (ejemplo ferrocarriles) Funciones y aislamiento del relé: Una de las funciones principales de un relé es conectar y desconectar diferentes circuitos eléctricos y generalmente, garantizar un nivel elevado de separación eléctrica entre varios circuitos. Es necesario por lo tanto tener en cuenta el nivel de aislamiento precisado en la aplicación y ponerlo en relación a las especificaciones del relé. En el caso de los relés electromecánicos las zonas de aislamiento a tener en cuenta generalmente son: • El aislamiento entre la bobina y todos los contactos. Datos de catálogo - “Aislamiento entre bobina y contactos”. • El aislamiento entre contactos físicamente adyacentes pero eléctricamente separados de un relé multipolar. Datos de catálogo - “Aislamiento” entre contactos adyacentes. • El aislamiento entre los contactos abiertos se aplica al contacto NO con la bobina en reposo y al contacto NC cuando la bobina está excitada. Datos de catálogo - “Aislamiento” entre contactos abiertos. Coordinación del aislamiento: Según las Normas EN 61810-1 e IEC 60664-1:2003, las características de aislamiento de un relé pueden describirse con dos parámetros característicos: la Tensión nominal a los impulsos y el Grado de contaminación. Para asegurar la correcta coordinación de aislamiento entre el relé y la aplicación, el diseñador del equipo (usuario del relé) debe establecer cual es el valor apropiado de la Tensión nominal a los impulsos y el Grado de contaminación para el microentorno en el cual va a trabajar el relé. Conocidos estos dos valores, debe entonces buscar el relé que se acople (se coordine) con la aplicación por tener características de aislamiento iguales o superiores a las que necesita., tabla “Aislamiento” de la sección “Características generales”. Tensión soportada a Impulso: para establecer la tensión soportada a impulso apropiada se tiene aplicar la Norma específica del aparato, qué debería prescribir los valores; como alternativa, la misma puede estar fijada en las tablas adecuadas, conociendo la Tensión nominal del sistema de alimentación y la categoría de sobretensión. Categoría de sobretensión: descrita en la IEC 60664-1 y resumida en las notas. Como alternativa, puede estar especificada en la Norma del aparato. Grado de polución: procede precisarlo considerando el entorno inmediato al relé. Conviene verificar que las especificaciones del relé presenten los mismos (o mejores) valores de Tensión soportada a Impulso y grado de polución Distancia mínima entre relés recomendada en su montaje en un circuito impreso:

Es la distancia mínima entre relés que se recomienda cuando se montan varios relés en una placa de circuito impreso para garantizar que funcionan dentro de los valores especificados. Par de apriete: Es el par de apriete máximo de los tornillos de los bornes de conexión, según EN 60999, es 0.4 Nm para tornillos M 2.5, 0.5 Nm para tornillos M3, 0.8 Nm para tornillos M 3.5, 1.2 Nm para tornillos M4. Sen el catálogo aparece el valor de prueba. Normalmente el valor puede aumentar en un 20%. Pueden utilizarse puntas con cabeza philips o plana. Sección mínima de cable: Todos los bornes permiten una sección mínima de 0.2 mm. Sección máxima de cable: Sección máxima del cable de conexión (rígido o flexible) que puede conectarse a un borne. Cuando se utilizan terminales, la sección debe reducirse (por ejemplo de 4 a 2.5 mm de 2.5 a 1.5 mm de 1.5 a 1 mm). Conexión de varios cables: Según EN 60204-1, está permitido introducir 2 o más cables simultáneamente en el mismo borne. Todos los productos Finder disponen de bornes capaces de acoger 2 o más cables, con la excepción de los bornes de conexión rápida. Bornes de jaula: Los hilos son retenidos en bornes de jaula, qué garantizan una eficaz sujeción de hilos rígidos, flexibles y con punteras (no de horquilla). Bornes a pletina: Los hilos son retenidos por la presión de una pletina, que garantiza una eficaz sujeción para hilos rígidos y con punteras de horquilla. Menos eficaz para hilos flexibles. Bornes de conexión rápida: El hilo se aprisiona mediante la fuerza de un muelle. Un único hilo, rígido, enrollado o con puntera, se sujeta con mucha efectividad

Figura 3: Tabla de normas

Conformidad a la prueba de hilo incandescente según EN 60335-1 La norma europeo EN 60335-1: 2002 prescribe, en el párrafo 30.2.3, qué las partes aisladas que sustentan conexiones con corrientes superiores a 0.2 A y las partes aisladas

dentro de una distancia de 3 mm de ellas, deban satisfacer los 2 siguientes requisitos de resistencia al fuego: 1. GWFI (Índice de inflamabilidad al hilo incandescente) de 850°C, o bien superación de la prueba de inflamabilidad al hilo incandescente a 850°C (según EN 60695-2-12: 2001) 2. GWIT (Temperatura de inflamabilidad con hilo incandescente) de 775°C según EN 60695-2-13: 2001. Este requisito puede ser satisfecho efectuando una GWT (prueba con hilo incandescente según 60695-2-11: 2001) a una temperatura de 750°C con una duración de la llama inferior a 2 segundos. EN 61812-1 para temporizadores electrónicos; EN 60669-2-1 para para relés electrónicos a impulsos y temporizadores de escalera. EN 61000-6-2 (norma genérica sobre inmunidad en ambientes industriales) para otros productos electrónicos de uso industrial. EN 61000-6-1 (norma genérica sobre inmunidad en ambientes domésticos) para otros productos electrónicos de uso doméstico MEDICIÓN DEL CONSUMO Se medirá el consumo en las siguientes condiciones: 1) Reposo; 2) Excitación; 3) Operación. Tanto en el circuito de medición como en el auxiliar. Para los circuitos de medición se empleará el valor nominal de diseño, pudiendo ajustarse el temporizador en un valor típico de funcionamiento. Para estos circuitos y en la condición de excitación se podrá adoptar un valor igual al 95% de la corriente de excitación en régimen permanente. Para el circuito auxiliar se hallará el consumo entre los límites exigidos para la fuente auxiliar. Para estas pruebas se tomará como referencia la Norma IEC Nº 255-3 del año 1971. Conclusiones:   

Se pudo concluir que las normas se crearon para la unificación de las características de los materiales, tamaños, resistencia, colores, etc. Se pudo concluir que para la construcción de baterías como relés existen diferentes normas que exigen unas ciertas características para poder obtener su aprobación. Se pudo concluir que en cada país se exigen diversas normas para el ingreso de productos como son las baterías o relés para el bienestar de su población.

Bibliografía: M.Gaudry Ed. Paraninfo, Madrid "Power electronics" M.J. Fisher PWS-KENT

"Power electronics, circuits, devices and applications" H. Rashid Muhammad Prentice Hall Catalá de Alemany, J. (1963). Física general (3ª edición). Valencia: SABER. N.º Registro: V. 427 - 63, Depósito legal: V. 1927-1963 .