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Métodos para evitar los arcos internos en instalaciones eléctricas

Informaciones sobre los arcos internos: efectos, soluciones, normativas, documentaciones , ...

1º) Con un defecto de arco interno ¿Qué efectos se producen, dentro de las cabinas MT o cuadros BT?

A) Efecto mecánico producido por las fuerzas electromagnéticas proporcionales al cuadrado de la corriente de cresta.
El efecto mecánico debido al fenómeno del arco es de tipo explosivo y origina una onda de presión causada por el repentino calentamiento de un volumen reducido de aire. Por este motivo las paredes internas, las puertas y otros componentes (de las cabinas MT o cuadros BT), donde se produce el arco interno, quedan sometidas a presiones del orden de 0,5 - 1,5 bar con una duración 10-20 ms aprox.

B) Efecto térmico proporcional al producto de I2t por la resistencia del arco, que da lugar a:
- Una elevación térmica por el rápido e intenso calentamiento del aire.
- Elevado gradiente de presión en forma de onda de presión.
- Elevada ionización del aire con disminución de la resistencia dieléctrica.

Los efectos térmicos debidos a la elevada temperatura alcanzada en el arco interno, provocan una transmisión de energía irradiada a los componentes más cercanos como consecuencia se produce la fusión de metales, la carbonización de materiales aislantes con formación de gases, vapores y humos que pueden escapar (de las cabinas MT o cuadros BT).

2º) Para evitar los arcos internos se utilizan elementos pasivos, por ejemplo en los cuadros BT, instalando la compartimentación forma 3 B:

A) Las separaciones (o formas de compartimentación), aumentan la seguridad de los cuadros, instalando pantallas (barreras o tabiques) en el interior de los armarios, con el objetivo de evitar los contactos directos, con las partes peligrosas de los aparatos (y adyacentes) y limitar el riesgo de propagación de los arcos internos..

B) Tal como indica la documentación publicada por Schneider Electric, para minimizar el arco interno dentro de un cuadro eléctrico BT Prisma Plus P, se debe utilizar la compartimentación forma 3B (pantallas, cubrebornes, componentes de conexión prefabricados, ...) y sobretodo utilizar las conexiones de potencia aisladas (no deben utilizarse conexiones de cobre "sin aislar, cobre visto").

Ver la imagen adjunta Schneider Electric, publicada en el catálogo Prisma Plus P, donde se visualiza un cuadro compartimentado forma 3 B.

C) La experiencia demuestra que el montaje de la compartimentación, debe realizarse en el taller del cuadrista, nunca en un cuadro con tensión (el riesgo de provocar arcos internos, es muy elevado).

D) Los grados de compartimentación están recopilados en la norma UNE-EN 60.439-1 (ver fichero adjunto y esta norma de los cuadros BT).

La compartimentación NO es obligatoria, es un "acuerdo particular" entre el cuadrista y el usuario final (o su representante técnico, ingeniería, ....). En los documentos técnicos del usuario final, con instalaciones criticas (como hospitales, aeropuertos, etc ...), debe indicarse el tipo de compartimentación a montar por el cuadrista.

3º) En las cabinas MT o cuadros BT, para disipar con seguridad y mayor rapidez los efectos que se producen en un arco interno (gases, humos, presiones, calentamientos, ...), se canalizan y evacuan por la parte superior, ver imagen adjunta.

4º) La norma IEC-61641 "Guía para el ensayo de arco interno", regula los ensayos del arco interno y se aplican a los embarrados horizontales y verticales cumpliendo diferentes  criterios.

5º) El arco interno se minimiza con elementos activos, en las cabinas MT o cuadros BT, por ejemplo por detectores gama Vamp de Schneider Electric.

Los arcos internos son detectados a través de sensores ópticos, que miden la luz generada al inicio de la formación de los arcos internos. A partir de esta medición el módulo de control electrónico, dará la orden de apertura al interruptor automático, situado aguas arriba del fallo.

Ver los 4 documentos adjuntos.
 

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