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Construyendo un Nuevo Mundo Eléctrico
Tecnología ANSI vs IEC en baja y media tensión
Expo Foro Eléctrico PEMEX – CANAME- CFE23- Abril- 2008
2Division - Name - Date - Language
� Objetivo
� Introducción
� Análisis de la normatividad
� Pruebas Prototipos
� Pruebas de Certificación
� Certificación
� Conclusiones
Temario
3Division - Name - Date - Language
Objetivo
� Presentar las diferencias más sobresalientes entre requisitos
de normas ANSI/UL/NEMA y normas IEC; en diseño,
construcción y aplicación de productos.
4Division - Name - Date - Language
Zona de influencia de las normas
IEC
IECIEC
IEC
IEC
IECJIS
CSA
ANSI/UL
UL
IECIEC
5Division - Name - Date - Language
Las normas Norte Americanas
Reglas Generales
códigos NEC (National Electrical Code – NFPA70)
CSA C22.1 (Canadian Standards Association)
NOM-001-SEDE-2005 (Secretaría de Energía)
guías recomendaciones IEEE
normas productos
ANSI UL NEMA CSA NOM/NMX
6Division - Name - Date - Language
La norma internacional
Reglas Generales
códigos regionales & nacionales (Cenelec, VDE, NF,...)
guías nacional (C 15-100, ...)
normas productos
IEC
International Electrotechnical Commission :
7Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad(Tablero baja tensión)
ANSI/ UL IEC
Especifican los requisitos de diseño y
construcciónEstán orientadas al cumplimiento de pruebas
Requisitos específicos para lámina,
zapatas, barras conductoras, etc.
Los requisitos específicos de construcción no
se especifican
Una tensión máxima de 600 V corriente
alterna
Una tensión máxima de 1000 V c.a. y 1500
V c.d., a frecuencias que no excedan 1 000
Hz
Prueba dieléctrica 1 000 V + 2 veces la
tensión nominal durante 1 minutoPrueba dieléctrica para 300 V: 2 000 V/ 1
seg. para 660 V: 2 500 V/ 1 seg.
No especifican condiciones climatológicas Temperatura 40°C máx, altitud 2 000 m máx.
Grados de protección para las envolventes
tipo 1, 3, 3R, 4, 4X, etc
Grados de protección para las envolventes IP,
IP2, IP2X, etc
8Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad(Tablero media tensión)
- Arreglo de barras de acuerdo al fabricante- Arreglo de fases 1, 2, 3:
-Arriba hacia abajo
-Derecha a izquierda
-Frente hacia atrás.
- TP´s puede ser fijo- No se especifica
Sin especificar espesor de lámina.- Calibre de lámina:
- 11 MSG entre partes principales
y secciones
- 14 MSG, puertas, tapas, etc.
- Interruptor puede ser fijo- Interruptor removible
- Barras desnudas- Barras enfundadas
Compartimentos metálicos
- Bus corrido en todo el tablero
- Interruptor
- Cables de carga
- Control
Compartimentado metálicamente
- Bus
- Interruptor
- TP´s
- Cables de carga
- Tableros para interior y exterior con tensión de
1 kV a 52 kV, 50 Hz
- Tableros para interior y exterior con tensión de
1 kV a 38 kV, 60 Hz
IECANSI
9Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad(Tablero media tensión)
0,960,803 000
0,990,951 500
1,001,001 000
Corriente constanteTensión
Factor de corrección por altitud paraAltitud
m
* Modificación de corriente
- ANSI
ANSI C37.04 proporciona para altitudes mayores que 1 000 m, lo siguiente:
-Un factor de corrección para la tensión aplicable sobre el nivel de aislamiento asignado y sobre la tensión máxima asignada,
-Un factor de corrección sobre la corriente de operación asignada.
Igual a 1 ó 3 sIgual a 3 sDuración de corto circuito
3 Isc
la corriente de apertura simétrica a tensión máxima
4 K·S·Isc
la corriente de apertura simétrica a tensión máxima
por el factor asimétrico (S) por factor de tensión (K)
Esfuerzo eléctrico
2,5 Icc a 50 Hz
2,6 Icc a 60 Hz
2,7 Icc para casos especiales
2,7 IccValor de corriente pico de aguante a corto tiempo
30 % sin alteración*50 % con alteración de corriente*Capacidad de apertura asimétrica sobre fallas a
través de las terminales
Resistencia mecánica para 2 000 ciclos de
transferencia
Resistencia mecánica entre 1 500 y 10 000 ciclos de
transferencia con base en la tensión y la capacidad de
apertura
Aguante mecánico
IECANSIRequisito
10Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad(Tablero media tensión)
No especificaNo especifica- Protocolo de comunicación MODBUS
No especificaNo especifica- Resistencia calefactores
- Arreglo de barras de acuerdo al fabricante- Arreglo de fases 1, 2, 3:
–Arriba hacia abajo
–Derecha a izquierda
–Frente hacia atrás.
- TP´s puede ser fijo- No se especificaANSI C57.13 y ANSI C37.20.2
Extraíbles por el frente
No se especificaNo se especifica- Termometría ((8.3.1 (f))
Sin especificar espesor de lámina.- Calibre de lámina:
- 11 MSG entre partes
principales y
secciones
- 14 MSG, puertas, tapas, etc.
- 1 500 horas en cámara salina
- Interruptor puede ser fijo- Interruptor removible- Interruptor tipo removible montado a nivel
de piso
- Barras desnudas- Barras enfundadas- Densidad de 800 A/pulg2
Compartimentos metálicos
- Bus corrido en todo el tablero
- Interruptor
- Cables de carga
- Control
Compartimentado metálicamente
- Bus
- Interruptor
- TP´s
- Cables de carga
Construcción del tablero
- ANSI/IEEE C37.20.2
- Sistema de alivio de presión
- Para gases o vapores
- Garantizar seguridad al operador
- Tableros para interior y exterior con
tensión de 1 kV a 52 kV
- Tableros para interior y exterior con
tensión de 1 kV a 38 kV
4,16 kV; 13,8 kV
IECANSINRF-PEMEX
11Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad(Otro ejemplo)
Protección al Arco
� Capacidad que todo tablero debe tener para
proteger adecuadamente en caso de falla, al
personal que labora con él y las
instalaciones .
� La falla puede ser originada por múltiples
razones, como el olvido de una herramienta
después de un mantenimiento, los ambientes
corrosivos que se encuentran en algunas
instalaciones, la falla de algún componente
interno del tablero, la mala operación o forzado
de los interbloqueos, la falla del sistema de
protección, etc.
� Cuando ocurre la falla el tablero sufre un
sobrecalentamiento muy rápido con la
creación de gases calientes y de partículas
incandescentes llegando aproximadamente a
una temperatura de 20 000 °C en el centro del
arco y una radiación térmica considerable,
esto nos produce una elevación de presión de
aproximadamente 144,789 kPa (21 lb/pulg2),
con la expulsión de gases y componentes con
una velocidad y fuerza sorprendentes.
12Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad
La norma IEC 62271-200:
•Sin abertura
•Sin proyección
•Sin desgarre
•Sin inflamación de los indicadores
verticales
•Sin inflamación de los indicadores
horizontales
•Puesta a tierra operativa
La norma ANSI C37.20.7:
•Las puertas, tapas normalmente
bloqueados no se abren.
•Las partes que pueden presentar un
peligro no son proyectadas.
•El arco no crea aberturas accesibles.
•Los indicadores verticales no han sido
inflamados
•Las puestas a tierra son eficaces.
13Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad
Protección del arco
Aplicaciones:
Tipo 1(ANSI) Tipo A (IEC)
- Direccionar y enviar todos los gases y partículas fuera del tablero sin que ocurra nada al frente de éste.
-Protección 3 lados del tablero.
Tipo 2 (ANSI) Tipo B (IEC)
-Direccionar y enviar todas las emisiones de gases y partículas fuera del tablero sin que ocurra nada al frente, atrás y en los costados (libre en la sala, acceso por parte trasera).
-Protección 4 lados del tablero.
14Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad
Protección del arco
Niveles de prueba ANSI
-Mínimo: Icc con duración de 0,15 s
-Medio: Icc con duración de 0,3 s
-Máximo: Icc con duración de 0,5 s.
Niveles de prueba IEC
-Mínimo: Icc con duración de 0,15 s.
15Division - Name - Date - Language
Análisis de Normatividad
� Ambas tecnologías establecen requisitos de seguridad que debe cumplir el
equipo para que los tableros garanticen protección al operador.
� El objetivo común es la seguridad, sin embargo, deben respetarse los
requisitos para cada tipo de tecnología, la combinación de tecnologías
condiciona la seguridad del sistema eléctrico y desempeño del equipo.
� No pueden establecerse los mismos requisitos particulares de prueba para
los equipo ya que su diseño no es el mismo.
16Division - Name - Date - Language
Pruebas
� Pruebas Prototipo
� Prueba de conformidad que se realiza en uno o más dispositivos o elementos representativos de la producción.
� Pruebas de rutina
� Prueba de conformidad que se realiza en cada dispositivos o elemento individual durante o después de su producción.
� Certificación
� Pruebas al 100% de la Norma.
� Evaluación de la conformidad: Examinación sistemática del cierta medida para la cual un producto, proceso o servicio cumple con los requisitos especificados.
� Pruebas de conformidad: Prueba para evaluación de la conformidad.
17Division - Name - Date - Language
Pruebas
- Pruebas del dieléctrico en el circuito principal
- Pruebas en circuitos auxiliares y de control
- Medición de la resistencia del circuito principal
- Prueba de hermeticidad
- Diseño e inspecciones especiales
- Pruebas dieléctricas
- Pruebas de operación mecánica
- Pruebas de puesta a tierra de transformadores de medición
- Pruebas de operación eléctrica y alambrado de control
Pruebas de rutina o de Producción
- Pruebas del dieléctrico
- Pruebas de tensión de radio interferencia
- Medición de la resistencia de los circuitos
- Pruebas de incremento de temperatura
- Pruebas de aguante de la corriente de corto tiempo y
de cresta
- Verificación de la protección
- Pruebas de hermeticidad
- Pruebas de compatibilidad electromagnética
- Pruebas adicionales en circuitos auxiliares y de
control
- Pruebas dieléctricas
- Pruebas de aguante a frecuencia del sistema
- Pruebas de aguante al impulso por rayo
- Prueba para el aislamiento de la barra
- Prueba de humedad a la entrada de boquillas
- Pruebas de corriente continua
- Pruebas de aguante de corriente corto tiempo
-Prueba de aguante de corriente momentánea del
dispositivo de desconexión primaria del equipo auxiliar
- Pruebas de aguante mecánico
- Materiales aislantes en película y moldeados
- Pruebas de resistencia a la flama para aislamiento
aplicado
- Prueba de calificación de recubrimiento (pintura)
- Prueba de lluvia para tableros MC para uso exterior
Pruebas tipo o de diseño
IECANSI/IEEE
18Division - Name - Date - Language
� Conforme a IEC
� Diseño acorde a:
� Dieléctricas
– Impulso (15 impulsos de cada polaridad y de presentarse
arqueo realizar 5 impulsos más)
� Pruebas de incremento de temperatura
– Valores de acuerdo a las partes (tabla 3 de 60694)
� Pruebas de aguante de la corriente de corto tiempo y de cresta
– Corriente igual a la corriente de corto tiempo del tablero.
� Pruebas de operación mecánica (prueba de impacto
mecánico)
� Verificación del grado de protección
� Verificación de capacidades de cierre y apertura
Pruebas Prototipo
19Division - Name - Date - Language
� 100% ANSI
� Obligación de pasar al primer intento
� Obligación de pasar el conjunto Tablero-Interruptor
� Dieléctricas
� Impulso
– 12 impulsos positivos
– 12 impulsos negativos
� Tensión aplicada
– 36 kV, 1 min
– Antes y después del cortocircuito
Certificación
20Division - Name - Date - Language
� Cortocircuito
� Cortocircuito
– 2060 ms (120 ciclos)
– 42 kA
� Corriente momentánea
– Ipico 10 ciclos
– 92 kA
� Temperatura
� Elevación máxima 65°C
� Distancia del termopar ½”
� Mecánicas
� 500 operaciones
Certificación
21Division - Name - Date - Language
� México
� EMA (Entidad Mexicana de acreditación)
– NYCE (Electrónicos)
– IMNC (Sistemas de calidad)
– ANCE (Eléctricos BT y MT)
– NOM (Obligatorias)
– NMX (Voluntarias)
� Tableros de MT
� No existen normas NOM
� No existen NMX (actualmente en revisión la NMX-J-068-
ANCE, con base en ANSI C37.20.2)
� No hay certificación
� Tableros de BT
� NMX-J-118/1-ANCE y NMX-J-118/2-ANCE (referidas por la
NMX-J-515-ANCE en la NOM-003-SCFI).
Organismos de Certificación
22Division - Name - Date - Language
� Fuera de México
� A2LA (American Association of Laboratory Accreditation)
– KEMA
– ANSI (Obligatoria)
– UL (Calidad)
� Cofrac - IEC
– Asta
– Volta
– CESI
– Kema
Organismo de Certificación
23Division - Name - Date - Language
Ejemplo de Certificado ANSI
24Division - Name - Date - Language
Conclusiones
� Para mantenerse a la vanguardia tecnológica Schneider Electric sigue reforzando tres puntos esenciales al diseñar sus productos
•Seguridad para las personas
•Seguridad para Instalaciones
•Cumplimiento de Normas
� Schneider Electric cumple con todas y cada una de las características que nos marcan las normas, tanto ANSI como IEC, por lo que contamos con la mejor oferta para proteger a las personas e instalaciones.
25Division - Name - Date - Language
Arrancador Media TensiónSquare D400 A7,2 kVANSI C37.20.7
ANSI C37.20.2
MOTORCLAD
Arrancador Media TensiónSquare D450 A7,2 kVANSI C37.20.7
ANSI C37.20.3
MOTORPACT
Distribución SecundariaMerlin Gerin630 A24 kVIEC 62271-200RM6
Distribución SecundariaMerlin Gerin1 200 A36 kVIEC 62271-200SM6
Distribución PrimariaMerlin Gerin3 150 A24 kVIEC 62271-200McSET
Distribución PrimariaSquare D3 000 A15 kVANSI C37.20.7
ANSI C37.20.2
MASTERCLAD
APLICACIONMARCACORRIENTETENSIONNORMATABLERO
� Debido a la tendencia que se está generando en la industria eléctrica
hacia la armonización de normas, Schneider Electric ha desarrollado
equipos bajo diferentes tecnologías con la visión de que éstos puedan
utilizarse en cualquier parte del mundo.
Tableros con característica de Resistencia al Arco:
26Division - Name - Date - Language
La seguridad en las instalaciones es un aspecto
fundamental y crítico por lo que es necesario aprovechar la
tecnología disponible para proteger lo más preciado que
tenemos ….
LA VIDA