Característiques dels quadres elèctrics

Els diferents quadres que hi ha en el mercat cobreixen totes les necessitats que poden presentar-se per a la protecció dels equips i també compleixen les normes establertes per al tipus de circumstàncies a les quals es destinen. Podem fer una classificació en funció del següent:

• Envoltant
• Material
• Aplicació a utilitzar

Segons l’envoltant utilitzat en l’elaboració del quadre, podem dividir-los en: armaris, pupitres i caixes. També hi ha equips que es munten sense caixa protectora (figura), és a dir, quadres elèctrics instal·lats a l’aire, en els quals no s’impedeix el contacte amb els elements quan aquests es troben sota tensió. Han d’estar situats en llocs d’accés permès únicament al personal encarregat de la revisió i manteniment, amb la qual cosa evitem el risc de contactes accidentals.

En aquest tipus de quadres hi ha la possibilitat d’acumulació de brutícia, pols, aigua i qualsevol altre element que pogués espatllar-los, per la qual cosa han d’instal·lar-se en llocs i sota circumstàncies en què puguin evitarse tots els efectes anteriorment esmentats.

Atenent el material emprat en la fabricació dels quadres elèctrics, aquests es poden dividir-los en tres tipus: metàl·lics,termoplàstics i de polièster.

Normalment estan fabricats en xapa d’acer, amb elements que en reforcen l’estanquitat segons les necessitats que actualment exigeix la indústria i també estan pensats per resoldre els muntatges que requereixin la instal·lació d’aparellatge i dispositius pesats. N’hi ha dos models típics, ben diferenciats, depenent de si la seva instal·lació és mural (els quals se subjecten a la paret), que també es denominen cofres i s’instal·len sobre el sòl, que són més grans i més pesats que els anteriors.

Els quadres d’instal·lació mural se subjecten a la paret mitjançant espàrrecs. Els armaris que s’instal·len sobre el sòl poden arribar a tenir dimensions tan grans que permetin l’accés a l’interior del personal que instal·la tots els elements, la revisió i verificació de tots els aparells que en formen part, i també de les tasques de reparació i manteniment que hagin de ferse. Es fan servir generalment en instal·lacions industrials i solen dur una porta de vegades amb pany per impedir l’accés a tota persona aliena a les tasques d’instal·lació o manteniment dels armaris elèctrics. Poden venir ja encaixats pel fabricant, encara que el tècnic electricista no tindrà cap problema a fer el muntatge mecànic si fos necessari. Un altre tipus d’armaris metàl·lics que també s’instal·len sobre el sòl són els denominats pupitres de comandament, que podem observar en la figura.

En tots els models d’armaris metàl·lics és obligatòria la protecció dels operaris mitjançant el que es coneix com a continuïtat de les masses (figura). És a dir, la connexió, o millor seria dir interconnexió, de tots els elements metàl·lics a terra.

D’aquesta manera s’aconsegueix una connexió equipotencial, és a dir tots els elements de la instal·lació estan al mateix potencial o tensió pel que fa a massa o terra. L’equipotència constitueix un mitjà molt important per reduir el risc d’incendi, d’explosió i els riscos de mort pel xoc elèctric produït en l’espai que es vol protegir.

Hi ha diferents tipus d’armaris metàl·lics depenent de l’estanquitat que presentin. N’hi ha de tancats, que estan fabricats en xapa d’acer i recoberts d’una xapa protectora antioxidant i de pintura o esmalt d’assecat al forn; n’hi ha d’estancs que a més de tot l’anterior, impedeixen del tot l’entrada de pols i d’aigua i n’hi ha de blindats que es construeixen en fosa i estan protegits amb pintura; utilitzem aquests últims quan hem d’instal·lar-los en ambients oxidants o àcids, ja que estan fabricats amb materials als quals se’ls aplica un tractament anticorrosiu capaç de suportar l’acció d’aquestes atmosferes. Finalment, els quadres antideflagrants que protegeixen contra l’explosió, contra la pressió i contra gasos la temperatura d’inflamació dels quals sigui superior a 200 ºC .

L’àmbit d’aplicació dels quadres termoplàstics cobreix des de la simple derivació de cables fins a la protecció de components electrònics. En el mercat hi ha una gran quantitat de models amb dimensions perfectament estudiades i diferents versions: amb tapes o ports transparents, fons amb semitroquelats i sense per al pas de cables, dispositius per a la fixació de material, etc.

Igual que els metàl·lics, els quadres elèctrics fabricats amb polièster solen ser estancs en més o menys proporció, i estan fabricats amb materials plàstics com ara el polièster, i fins i tot alguns d’ells van reforçats amb fibres que els fan més resistents.

Són els quadres més indicats per a tipus d’ambients molt concrets, però sobretot, quan a l’atmosfera hi ha presents gasos, humitats o altres elements que podrien espatllar els dispositius de la instal·lació. La col·locació és similar a la dels quadres metàl·lics.

Depenent de com els apliquem i els fem servir, els quadres elèctrics existents en el mercat, estan pensats, per resoldre les funcions següents:

• Distribució elèctrica.
• Protecció i mesura.
• Enllumenat públic.
• Caixa general de protecció.
• Armaris per a comptadors d’aigua.
• Armaris per a comptadors de gas.
• Automatismes.
• Centralització de comptadors.
• Electrònica, veu i dades.
• Control i comandament.
• Accessoris per a la instal·lació.
• Climatització.
• Telecomunicacions.

Lògicament, de tots aquests quadres disponibles en el mercat són merament elèctrics, per exemple, els de la figura.

Un quadre elèctric no solament està composat per l’envoltant, sinó que és un conjunt format per tots els elements i dispositius que el constitueixen (contactors, relés, temporitzadors, etc.), el funcionament dels quals està clarament indicat en l’esquema de la instal·lació. Abans de muntar l’equip haurem de triar cadascun dels components que el constituiran, cosa que implica la utilització d’uns elements denominats auxiliars, que es classifiquen en dos grups: elements auxiliars de muntatge i elements auxiliars de connexió (que faciliten el muntatge).

Els elements auxiliars de muntatge són els encarregats de facilitar el muntatge mecànic i el posterior cablatge elèctric d’un automatisme en l’interior d’un quadre o armari elèctric. Hi destaquen les plaques de muntatge i els carrils per suportar els dispositius.

En el mercat hi ha una gamma àmplia de plaques de muntatge (figura) que poden incorporar-se directament a les fixacions de l’armari o quadre elèctric; les més comunes són:

• Placa metàl·lica fabricada en acer.
• Placa aïllant en baquelita.
• Placa perforada de xapa d’acer galvanitzada i proveïda de trepants.
• Placa universal per a la fixació ràpida de l’aparellatge.

Els carrils per suportar de dispositius són elements auxiliars del quadre elèctric que, subjectats mitjançant cargols al panell o bastidor del quadre, s’utilitzen per al suport i fixació d’aparellatge en quadres i armaris elèctrics. Els elements tenen un sòcol de la mateixa mesura que el carril, i exercint una petita pressió de l’element sobre el carril, aquest s’enganxa per mitjà d’una pestanya, que es desplaça per l’acció que realitza un petit moll allotjat en la base del dispositiu. N’hi ha de diferents models (figura) depenent de les necessitats.

Els elements auxiliars de connexió són els encarregats de facilitar el muntatge o cablatge elèctric d’un automatisme en l’interior d’un quadre elèctric. La seva funció consisteix a canalitzar tots els cables que es connectin als dispositius. Hi destaquen les canaletes perforades i els terminals i borns de connexió.

Fem servir les canaletes perforades per dur a terme el cablatge de la instal·lació dels equips, tant en forma vertical com en horitzontal. En el interior d’aquestes canaletes, s’introdueixen els diferents conductors que formen la instal·lació. Després de realitzar el connexionat dels equips, la canaleta es tapa, amagant els cables. Hi ha diferents grandàries de canaletes, depenent de la quantitat dels conductors a allotjar i de la secció d’aquests. Aquest sistema facilita la tasca de manteniment, ja que l’operari només ha de retirar la tapa de la canaleta per revisar la instal·lació.

Els terminals o punteres són elements de connexió que col·loquem al final del cable. Consisteixen en unes peces metàl·liques amb diferents formes en un extrem, i en l’altre duen un orifici que és per on s’introdueix el cable que subjectem al terminal mitjançant pressió o soldadura. Com el seu nom indica, els borns de connexió o regletes de connexió, serveixen per connectar els conductors del quadre als dispositius instal·lats. Els muntem sobre carrils metàl·lics (figura) i duen dos cargols de connexió per inserir el cable.

La normativa existent a Espanya per als quadres elèctrics de baixa tensió, és la UNE-EN 60439-1 (Conjunts d’aparellatge de baixa tensió), part 1 (Requisits per als conjunts de sèrie (CS) i els conjunts derivats de sèrie (CDS).

Disposar, per tant, de conjunts provats segons la norma implica poder treballar amb una base segura per al desenvolupament posterior de noves solucions.

Els denominats conjunts CS i CDS poden entendre’s de la manera següent:

• CS: conjunt d’aparellatge de baixa tensió, construït conforme a un tipus assajat segons la norma.
• CDS: conjunt d’aparellatge de baixa tensió, que deriva d’un CS completament assajat encara que amb parts modificades dels assajos tipus (per extrapolació, per càlcul) encara que han de complir els assajos corresponents.

De fet, els armaris que realment es fan servir tant en distribucions generals com secundàries responen al tipus CDS.

Això significa que el constructor del quadre, adquirint els diferents components (envoltant, jocs d’equipament, interruptors de potència, de tall en càrrega o jocs d’embarrats), pot efectuar únicament les proves tipus més simples, podent realitzar aquelles més crítiques, de curtcircuit i de sobretemperatura, de manera indirecta, per extrapolació o càlcul.