Cómo cumplir la norma UNE EN 61439 en cuadros eléctricos: la importancia de las soluciones ensayadas

Certificar cuadros eléctricos bajo la UNE EN 61439-1/2 puede parecer un laberinto de ensayos costosos y burocracia para el cuadrista. Sin embargo, existe una «vía inteligente»: apoyarse en las soluciones ensayadas de los grandes fabricantes. Utilizar estos sistemas pre-verificados no solo acelera tu montaje, sino que transfiere gran parte de la responsabilidad de diseño al fabricante original, ahorrándote tiempo y riesgos. Quim Soler, responsable del Área de Componentes industriales de Grupo Elektra, te cuenta cómo cumplir la normativa con garantías apoyándote en marcas líderes.

Marco normativo: la UNE EN 61439-1/2

En la construcción de Cuadros Eléctricos de Distribución deberíamos tomar como referencia la norma UNE EN 61439-1/2 (Conjuntos de Aparamenta de Baja Tensión).

Dicha norma establece las definiciones generales y las condiciones de servicio, los requisitos constructivos, las características técnicas y los requisitos de verificación para los conjuntos de aparamenta de baja tensión.

Para los requisitos constructivos de los cuadros eléctricos, podríamos destacar algunas de las prestaciones más importantes:

• Distancias de aislamiento y líneas de fuga.
• Cómo proteger contra el choque eléctrico.
• Incorporación de aparatos de conexión y componentes.
• Circuitos eléctricos internos y conexiones.

Roles y responsabilidades: fabricante original vs. cuadrista

Todos estos puntos deben ensayarse con unas Verificaciones de Diseño especificadas en la norma.

Estas verificaciones son responsabilidad del fabricante original, y deben cubrir todas las orientaciones de montaje declaradas.

Recordemos que en la norma aparecen dos figuras:

1. Fabricante del CONJUNTO/CUADRO (Cuadrista)

• Organización que toma la responsabilidad del CONJUNTO
• Lleva a cabo las verificaciones de rutina.

2. Fabricante ORIGINAL (fabricante del sistema)

• Lleva a cabo el diseño original.
• Realiza las verificaciones de diseño que pueden ser certificadas por un organismo de certificación (ASEFA, ASTA, KEMA,…).

El concepto de «Sistema conjunto»

Recordemos también que la definición de un Sistema CONJUNTO es: Rango completo de componentes eléctricos y mecánicos (unidades funcionales, aparamenta, envolventes…) diseñados por el Fabricante Original para ser ensamblados acorde sus instrucciones.

Los distintos fabricantes han diseñado “sistemas conjuntos”, como por ejemplo:

• Schneider Electric: Prisma SET.
  
• Siemens: Sivacon.
  

Por lo tanto, a nivel de nomenclatura de la norma UN EN 61439, los fabricantes de protecciones y envolventes, pasan a ser Fabricantes Originales, y como tales, han realizado las verificaciones de diseño de sus sistemas, ofertando las distintas soluciones de montaje verificadas.

El reto técnico de la repartición de potencia

Uno de los principales retos a los que los cuadristas se enfrentan en el momento de diseñar los cuadros eléctricos de potencia, es cómo va a realizarse la repartición de potencia.

Dentro de este concepto de repartición de potencia podríamos englobar:

• Juego de barras principal: juegos de barras al cual están conectados uno o varios juegos de barras de distribución y/o unidades de entrada y de salida
• Juego de barras de distribución: juego de barras en el interior de una sección que está conectado a un juego de barras principal y a partir del cual se alimentan las unidades de salida
• Conexiones de los interruptores de potencia a estos juegos de barras (forman parte de la unidad funcional)
• Conexión de los cables de acometida a los bornes de dichos interruptores

Verificación de calentamiento y cortocircuito en embarrados

Los juegos de barras principal y de distribución deberían verificarse (según dicha norma), principalmente frente al calentamiento y al cortocircuito.

Si usamos soluciones diseñadas por el fabricante, y las montamos según sus indicaciones (ubicación, soportes,..), el montador del cuadro (Fabricante del Conjunto) se ahorra realizar estas verificaciones de diseño.

Así, por ejemplo, Schneider Electric nos propone soluciones de embarrados tipo Linergy, y Siemens diseña y ensaya los embarrados con pletinas de cobre, aumentando su número y sección en función de la corriente nominal.

• Schneider Electric: Linergy
  
• Siemens: Soportes para barras de cobre que permiten conexión sin mecanizado
  

Requisitos críticos en la conexión de interruptores

Una vez definido el juego de barras principal y/o de distribución, debe realizarse la conexión de los interruptores a este juego de barras.

Esta conexión (los conductores con los que se realiza) debe cumplir:

• Aguantar los esfuerzos de cortocircuito previstos.
  Pueden ser previstos en base a esfuerzos reducidos de cortocircuito que se produzcan aguas debajo de cada uno de los dispositivos de protección contra los cortocircuitos, teniendo en cuenta que la disposición de los conductores sea tal que en funcionamiento normal no se espere un cortocircuito interno entre conductores activos y/o entre partes activas y tierra.
• Realizar ensayo de calentamiento, para su In.
  En este punto, la norma permite que la modificación de la conexión entre la unidad funcional y el juego de barras principal y el de distribución es admisible, si la modificación se comprueba mediante un ensayo en el que el calentamiento en el nuevo montaje no sea mayor que en un ensayo comparable sobre el diseño de referencia.
• Resistencia soportada al cortocircuito.
  Esta conexión (incluida el juego de barras de distribución si existe) entre el juego de barras y la alimentación de la unidad de salida (protección contra los cortocircuitos) debe cumplir con el apartado 8.6.4 de la norma:“Los conductores activos en un conjunto que no están protegidos por dispositivos de protección contra cortocircuitos DPCC deben elegirse e instalarse a través del conjunto completo de acuerdo con la tabla adjunta. Los conductores activos no protegidos seleccionados e instalados según la tabla 4 deben tener una longitud total que no exceda de los 3 m entre embarrado principal y su DPCC correspondiente..”

Cuando un conjunto contiene conductores, incluidos los juegos de barras de distribución, entre el juego de barras principal y el lado de alimentación de las unidades funcionales de salida que no cumplen estos requisitos, debe someter a un ensayo adicional un circuito de cada tipo.

La ventaja competitiva de las soluciones pre-ensayadas

¿Cómo podemos evitar toda esta problemática? Los fabricantes de sistemas de cuadros proporcionan soluciones ya ensayadas (ya sea con kits referenciados o con planos de las conexiones) que aseguran el cumplimiento normativo.

El uso de estas soluciones permiten asegurar el cumplimiento de la norma UNE EN 61439 (en el apartado de realización de las verificaciones de diseño).

Algunos ejemplos:

• Schneider Electric: propone algunas soluciones referenciadas.
  • Conexión de interruptores de caja moldeada a un juego de barras de distribución.
    
  • Conexiones a los juegos de barras de distribución.
    
• Schneider Electric. Planos de las conexiones. Para los interruptores de bastidor abierto existen planos de las conexiones a realizar. Por ejemplo, conexión de un interruptor de 4000 A.
  
• Siemens: el software de diseño Simaris Configuration proporciona la documentación necesaria.
  

Conexión de acometidas y conclusión

También deberíamos considerar las soluciones ensayadas para la conexión de los cables de acometida.

Estas soluciones pueden ser referencias propuestas por los propios fabricantes de las protecciones, o el suministro de los planos de las soluciones ensayadas.

Por ejemplo, ¿cómo hacemos la conexión de los cables de un interruptor de 2000 A de Schneider Electric?

Y para los interruptores de Siemens:

Conclusión

El uso de soluciones ensayadas de los fabricantes de sistemas permiten justificar el cumplimiento de la norma UNE EN 61439.

En cualquier disposición no ensayada, el cuadrista (montador del cuadro) pasa a ser Fabricante Original y como tal, el responsable de la realización de las verificaciones de diseño.

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