Un tablero de baja tensión reúne los interruptores, arrancadores y equipos de medida y control de una instalación de hasta 1 000 V en corriente alterna. IEC 61439-1 y -2 fijan sus características, cómo se verifica el diseño y qué pruebas de rutina hace el fabricante; las formas de separación definen qué se puede intervenir con el resto energizado.
Qué es y dónde está
El tablero de baja tensión es el conjunto que distribuye y controla la energía en el último nivel: recibe la salida del transformador de distribución o del servicio auxiliar y la reparte a cargas, motores y subtableros. En una subestación alimenta los servicios auxiliares de corriente alterna; en la industria es el tablero general y los centros de control de motores (CCM).
IEC 61439-1 fija las reglas generales para conjuntos de hasta 1 000 V en corriente alterna o 1 500 V en corriente continua, e IEC 61439-2 los requisitos de los conjuntos de potencia (PSC), entre ellos los tableros generales y los CCM. La edición vigente de la parte 1 es de 2020.
Partes principales
- Envolvente con su grado de protección (IP) y resistencia a impactos (IK).
- Barras principales y de distribución, con sus soportes.
- Unidades funcionales: interruptores de llegada y salida, arrancadores, variadores y medida.
- Terminales para los cables externos.
- Tabiques y barreras que forman la separación interna.
- Circuito de protección (barra de tierra y continuidad de masas).
- Circuitos auxiliares: mando, señalización, comunicaciones.
Cómo funciona
La potencia entra por el interruptor de llegada, recorre las barras y sale por cada unidad funcional, que protege su circuito. La selectividad entre el interruptor de baja tensión de llegada y los de salida garantiza que una falla en una salida dispare solo esa salida.
Las formas de separación de IEC 61439-2 indican cómo se dividen barras, unidades funcionales y terminales:
| Forma | Separación interna | Variante a | Variante b |
|---|---|---|---|
| Forma 1 | Sin separación interna | — | — |
| Forma 2 | Barras separadas de las unidades funcionales | 2a: terminales no separados de las barras | 2b: terminales separados de las barras |
| Forma 3 | Además, unidades funcionales separadas entre sí | 3a: terminales no separados de las barras | 3b: terminales separados de las barras |
| Forma 4 | Además, terminales separados entre sí | 4a: terminales en el compartimiento de su unidad funcional | 4b: terminales fuera de él |
Los tabiques protegen contra el contacto con partes vivas cuando se abre una zona, reducen la probabilidad de que un arco se inicie y se propague, e impiden el paso de cuerpos extraños. A mayor forma, más difícil de construir y más fácil de mantener: en forma 4b se puede conectar un cable con solo su unidad funcional desenergizada.
Variantes
- Tablero general de distribución, con interruptores de bastidor abierto en la llegada y caja moldeada en las salidas.
- CCM: cada arrancador es una unidad funcional fija, enchufable o extraíble. La versión extraíble, en cajón, permite cambiar un arrancador sin desenergizar el tablero; IEC 61439-2 define las condiciones eléctricas de cada posición (conectado, prueba, desconectado). La coordinación del arrancador con su protección se especifica según IEC 60947-4-1. Vea motor de inducción y sus protecciones.
- Tablero con transferencia automática: un equipo de transferencia (ATSE) con su controlador pasa la carga de la red al generador o a otra fuente y la devuelve. IEC 60947-6-1 cubre estos equipos.
- Tableros de servicios auxiliares de subestación y de centros de transformación, como en la subestación compacta de media tensión.
En media tensión, el equivalente son las celdas de media tensión, con su propia norma (IEC 62271-200).
Características asignadas y placa
IEC 61439-1 define, entre otras:
- Tensiones: asignada del conjunto (Un), de empleo (Ue), de aislamiento (Ui) y de impulso (Uimp).
- Corrientes: del conjunto (InA), de cada circuito de salida principal (Inc) y de grupo (Ing), introducida en la edición de 2020.
- Cortocircuito: corriente de cresta admisible (Ipk), de corta duración (Icw) y condicional (Icc).
- Factor de diversidad asignado (RDF), frecuencia, grado IP, código IK y forma de separación.
La placa identifica al fabricante del conjunto, el tipo, la fecha y la norma (IEC 61439-2); el resto de datos va en la documentación técnica.
Verificación de diseño y de rutina
IEC 61439 distingue dos responsables. El fabricante original diseña el sistema y lo verifica por uno de tres métodos equivalentes: ensayo en laboratorio, comparación con un diseño de referencia ensayado, o evaluación con reglas y cálculos. Se verifican, entre otros, el calentamiento, la resistencia al cortocircuito, las propiedades dieléctricas, las distancias de aislamiento y de fuga, el circuito de protección y el grado IP. El fabricante del conjunto, quien arma el tablero, hace la verificación de rutina de cada unidad: grado de protección, distancias, protección contra choque eléctrico y continuidad del circuito de protección, componentes incorporados, conexiones internas, terminales, operación mecánica, propiedades dieléctricas y cableado y funcionamiento.
Arco eléctrico
Un arco en baja tensión libera mucha energía en milisegundos. IEC TS 61641, que reemplazó al informe técnico IEC TR 61641, da el método para ensayar conjuntos bajo arco interno, con niveles de protección para personal calificado y para personas comunes; IEC TS 63107 trata los sistemas de mitigación activa. La energía incidente en el frente del tablero se calcula con IEEE 1584 dentro del estudio de coordinación de protecciones, y se reduce con relés de detección de arco por luz, modos de mantenimiento de las unidades de disparo y una buena selectividad.
Integración con protección y control
Las unidades de disparo electrónicas, los relés de motor, los medidores y el controlador de transferencia suelen comunicarse por Modbus u otros protocolos de campo hasta un controlador o una pasarela. Cuando el tablero se integra a un sistema IEC 61850, la pasarela modela cada interruptor como XCBR con su mando CSWI, y las medidas como MMXU.
Pruebas de puesta en servicio y mantenimiento
- Inspección de torque, cableado, placas y enclavamientos.
- Resistencia de aislamiento de barras y circuitos.
- Unidades de disparo: inyección primaria o secundaria de las funciones L, S, I y G.
- Transferencia automática: pérdida de red, arranque del generador, transferencia, retorno y enclavamientos.
- CCM: maniobra de cajones, enclavamientos y prueba funcional de arrancadores.
- Termografía con carga y medición de corrientes y tensiones.
Fallas comunes y qué revisar primero
- Conexiones flojas que calientan barras y terminales.
- Cajones que no insertan completos, con contactos de enchufe dañados.
- Ajustes de disparo sin coordinar, que hacen disparar la llegada.
- Controladores de transferencia con tiempos o lógica mal ajustados.
- Polvo y humedad que reducen el aislamiento.
Ante un disparo general, revise primero el registro de la unidad de disparo de la llegada y luego las salidas.
Configuración remota y pruebas con Tiza Group
¿Su transferencia no opera como debe o la llegada disparó sin razón clara? En Tiza Group revisamos ajustes de unidades de disparo, relés y controladores con configuración remota. Si hace falta ir a sitio, hacemos las pruebas y la puesta en servicio del tablero: escríbanos.
Referencias
- IEC 61439-1, Conjuntos de aparamenta de baja tensión: reglas generales.
- IEC 61439-2, Conjuntos de aparamenta de potencia.
- IEC 60947-4-1, Contactores y arrancadores de motor.
- IEC 60947-6-1, Equipos de conmutación de transferencia.
- IEC TS 61641, Conjuntos de baja tensión bajo condiciones de arco por falla interna.
- IEEE 1584, Guía para el cálculo de los riesgos de arco eléctrico.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa forma 4b en un tablero de baja tensión?
Es una forma de separación interna de IEC 61439-2: las barras están separadas de las unidades funcionales, las unidades funcionales entre sí y los terminales de cada salida entre sí, y los terminales quedan fuera del compartimiento de su unidad funcional.
¿Qué diferencia hay entre verificación de diseño y verificación de rutina?
La verificación de diseño la hace el fabricante original para demostrar que el diseño cumple la norma, por ensayo, por comparación con un diseño de referencia ensayado o por evaluación. La de rutina se hace a cada tablero terminado, para detectar defectos de material y de fabricación.
¿Qué norma aplica a la transferencia automática de un tablero?
IEC 60947-6-1 cubre los equipos de conmutación de transferencia, incluido el equipo automático (ATSE) con su controlador. Integrado en el tablero, su incorporación se verifica según IEC 61439.