Cable Bus: Ingeniería de los Sistemas

ENTENDIENDO LOS COMPONENTES TÍPICOS DEL SISTEMA

El sistema de cable bus es el sistema de alimentación eléctrica más fiable, seguro y económico que utiliza cables de alimentación aislados y de un sólo conductor.

El cable bus fue introducido en el Artículo 365 del Código Eléctrico Nacional (NEC) en 1969. Actualmente, está cubierto en el Artículo 370 del NEC. Aunque la actual vigésima edición y el Código Eléctrico Canadiense de 2006 (CEC) aún no tienen ninguna regulación específica sobre el cable de bus, las condiciones requeridas para obtener una clasificación de aire libre de conductores y cargas de circuito que son parámetros de diseño para un sistema de cable bus se especifican en la Sección 4-004 (amperaje de cables y conductores), Sección 12-2210 (amperjae de conductores en bandejas portacables) y la sección 8 -104 (carga máxima del circuito).

Un sistema de cable bus puede transmitir económicamente grandes cantidades de energía entre una fuente de energía y centros de carga primarios, tales como de un generador a transformador, de transformador a tablero de distribución eléctrica o entre tableros de distribución. Los sistemas de cable bus también pueden utilizarse como alimentadores para motores grandes, maquinarias, alimentadores primarios y secundarios en instalaciones eléctricas de plantas industriales.

Algunas instalaciones comerciales e institucionales, tales como grandes centros comerciales, centros de convenciones, edificios de oficinas, complejos deportivos y hospitales usan cable bus para su entrada de servicio y alimentadores de distribución de energía.

CABLE BUS – INGENIERÍA DE LOS SISTEMAS

El cable bus es un sistema totalmente diseñado y es una congregación de conductores aislados en una carcasa de metal. Un sistema típico de cable bus consta de cables de alimentación de un sólo conductor totalmente aislados que se montan en bloques de soporte dentro de una armadura ventilada y que tiene los accesorios necesarios para un sistema de alimentación eléctrica completo. Tiene el rango más amplio disponible de clasificación de amperios y clase de voltaje, además de tener una capacidad de falla alta. Los conductores eléctricos transportan corrientes de 400 a 6000 amperios por fase a niveles típicos de voltaje de 600 voltios hasta 35KV o más.

Los productores de cable bus tienen la capacidad de personalizar un diseño para adaptarse a los requisitos específicos de una instalación eléctrica. Ellos cuentan con personal técnico con conocimiento y experiencia para diseñar un sistema de cable bus desde cero o trabajar con dibujos técnicos existentes para distintas industrias como médica, marina, electrónica, construcción, petroquímica, plantas generadoras de alto voltaje, centros de datos etc. En algunos casos, los clientes sólo proporcionan los detalles del terminado del equipo y la ruta de corriente y los fabricantes harán diseño de ingeniería detallado del sistema eléctrico del cable bus más económico y adecuado para la instalación.

Nosotros valoramos la satisfacción de nuestros clientes al 100%. Contamos con experiencia en diseño y proveemos a nuestros clientes con servicios de ingeniería de campo antes y durante la instalación del equipo hasta el momento de su prueba y puesta en servicio.

Un sistema completo de cable bus incluye todos los accesorios necesarios: cajas de derivación, conexiones de caja, conductores aislados, accesorios de entrada, conectores eléctricos y otros accesorios que sean necesarios para una instalación específica. Todas las partes de la carcasa del cable bus están diseñadas para asegurar que no haya salientes ni bordes afilados que puedan dañar el aislamiento del conductor y causar lesiones al personal durante su manipulación, transporte e instalación.

La parte superior e inferior de las secciones de la carcasa cable de bus están diseñadas para proporcionar protección mecánica. Además cuentan con ranuras para la ventilación de los conductores. La sección inferior se instala en fábrica mediante soldadura. La cubierta superior se sujetará con el tornillos y tuercasde acero inoxidable.

El Código Eléctrico Canadiense y el requisito del Código Eléctrico Nacional sobre la conexión a tierra se cumplen adecuadamente en el diseño del sistema de cablebus por el uso de juntas de empalme de alta presión entre secciones de bus.Estas juntas de empalme eliminan la necesidad de usar puentes de unión a través de secciones de bus. Las pruebas de aislamiento se realizan en un sistema de cable bus antes de energizar. Para sistemas de 600 voltios se realizan pruebas Megger y para sistemas de mayorvoltajese usan las pruebas de alta potenciaen CC.

CABLES DE ALIMENTACIÓN

Los cables de un solo conductor en un sistema de cable de bus se instalan en una carcasa totalmente ventilada para mantener los conductores dentro de los límites de temperatura. Este diseño de ingeniería permite un excelente enfriamiento de los conductores y se consigue uníndice de aire libre de los conductores. Además de eliminar puntos calientes en los conductores, la carcasa ventilada también los protege de daños físicos y previene la entrada de objetos extraños.

Los conductores completamente aislados se instalan continuamente en locación desde la fuente de alimentación hasta la carga, eliminando así empalmes intermedios que podrían ser puntos débiles potenciales en el sistema de potencia. Estos conductores son jalados después de instalar la carcasa del cable bus. Las únicas conexiones de los conductores están en las terminaciones del equipo. Dado que las conexiones son la causa de la mayoría de los fallos eléctricos, minimizar las conexiones del conductor aumenta sustancialmente la fiabilidad del sistema.

Todos los conductores portadores de corriente tienen una clasificación de aislamiento de 90 grados centígrados para el amperaje y la tensión especificadas. El espacio entre los conductores y la ventilación se mantiene en la carcasa del cable bus. Estos conductores están en fase y sujetados con los bloques de soporte para mantener baja impedancia y asegurar la resistencia mecánica necesaria para evitar el daño o movimiento de los conductores en condiciones de cortocircuito de hasta 100.000 amperios simétricos RMS. Las disposiciones de fase de los conductores en el sistema de cable de bus resultan en una baja pérdida de potencia y, por lo tanto, en un menor costo operativo.

Los sistemas de cables con baja impedancia reducen el consumo de energía y minimizan la caída de tensión del sistema. Los conductores utilizados pueden ser de cobre o aluminio. El aislamiento del conductor es generalmente polietileno reticulado (XLPE) y para un voltaje más alto el aislamiento recomendado es caucho etileno propileno(EPR).

Los fabricantes de cable de bus suelen proporcionar los accesorios de terminación de cable estándar, tales como conectores de compresión,lengüetasterminales, así como terminales de contracción en frío y calor para sistemas de alta tensión (5KV, 15KV y superiores).

BLOQUES DE SOPORTE

Los bloques de soporte de un sistema de cable bus se utilizan para mantener la separación entre conductores y la disposición de fases. Estos están instalados cada 45.72 cm (18 pulgadas) en disposiciones verticales y un máximo de 91.44 cm (36 pulgadas) en aplicaciones horizontales para asegurar la mejor disposición y refuerzo en el caso de un cortocircuito.Estos bloques de soporte están diseñados en segmentos para mantener eldiámetro mínimo de un conductor para planos verticales y horizontales y así alcanzar el índice de aire libre. Los bloques de soporte inferiores se pre-instalan en fábrica con la sección inferior de la carcasa. Las siguientes capas de bloques de soporte se sujetan luego con pernos de acero inoxidable.

CARCASA VENTILADA PARA CABLE BUS

La carcasa de aluminio ventilado del sistema de cable bus está igualmente diseñada para soportar las fuerzas mecánicas encontradas por las corrientes de cortocircuito. Las secciones rectas producidas son cortadas en fábrica en longitudes de 25 cm (10 pulgadas) y 20 metros de largo (20 pies). Al igual que un sistema de bandeja portacables, el sistema de cable bus tiene accesorios para el uso en cambios de dirección tales como codo horizontal, codo vertical interior y codo vertical exterior con curvas de 90, 60, 45 y 30 grados. Las tapas superiores son removibles mientras que las cubiertas inferiores están soldadas en su lugar en fábrica.

La carcasa del cable bus está puesta a tierra en puntos suficientes en las áreas correctas con el fin de descargar el voltaje en caso de corto circuito.Hay carcasas para sistemas de cablesbus que están hechas de aleación de aluminio y que utilizan juntas de empalme de alta presión que proporcionan una excelente continuidad de tierra. Este diseño particular del cable bus elimina el uso del alambre de tierra adicional para la mayoría de los sistemas.

La carcasa del cable bus de acero inoxidable también es una opción. Sin embargo, el aluminio cuenta con propiedades superiores ideales para sistemas de cable bus destinados para instalaciones en las temperaturas más bajas.

COSTO COMPETITIVO

El sistema de cable bus ha demostrado ser el alimentador de energía más rentable. Puede generar los siguientes ahorros de costos en comparación con el rígido sistema de electroductos.

1. Menor costo de instalación

Los sistemas de electroductos cuentan con secciones prefabricadas que requieren ser atornilladas en sitio y como suelen ser pesadas, requieren del uso de equipos para manejo de carga pesada.Los sistemas cable bus son pre-cortados para ajustarse a la ubicación específica. Las secciones son relativamente ligeras y sus bloques de soporte de cables inferiores están preinstalados de fábrica. Las secciones pueden ser fácilmente manejadas por dos personas sin la ayuda demontacargas o grúas.

2. Reducción del costo de la carcasa

Los sistemas de electroductos para uso exterior que están totalmente cerrados requieren barras de bus más grandes debido a la disminución de valor nominal porque la parte exterior tiene refrigeración insuficiente y se deben instalar dispositivos anticondensación como calentadores. Estos calentadores de espacio y carcasa más grande se suman al costo del proyecto. Los sistemas de cable de bus cuentan con cubiertas superior e inferior ventiladas y pueden ser instaladas tanto en interiores como en exteriores, lo que permite utilizar la clasificación de aire libre de los cables de un solo conductor.

Además, los sistemas de cable bus no requieren alineación precisa con los electroductos en los páneles de distribución o transformadores, como en el caso de los electroductos. Los sistemas de cable de bus tampoco requieren tiras de calentador para mantener la humedad fuera del sistema, ya que está diseñado para mantenerse ventilado tanto en condiciones interiores como exteriores.

ACCESORIOS

Los fabricantes de cable de bus tienen los siguientes accesorios estándar para sus sistemas de cable de bus:

  • CONEXIONES DE CAJA
    Los conectores de caja se utilizan para terminar el cable bus en el tablero u otras estructuras metálicas y están provistos con todas las piezas necesarias (tornillos, arandelas, tuercas).
  • SELLOS HERMÉTICOS IMPERMEABLES
    Estos accesorios se utilizan para proporcionar un sello a prueba de agua con las paredes y también se pueden utilizar para las penetraciones del piso que necesitan ser impermeables. Losaccesorios de la entrada se proporcionan con todas las piezas necesarias(tornillos, arandelas, tuercas).
  • CAJAS DE DERIVACIÓN
    Sirve cuando hay que derivar una porción del flujo de corriente de la corrida principal de Superior Bus a una carga intermediaria.
  • SOPORTES DE CABLE BUS
    Los sistemas de cable bus se basan en las normas NEMA (Asociación de equipos eléctricos y fabricantes de imagenología médicas) y los soportes se instalan normalmente3.6 metros (12 pies) en el centro. Los fabricantes suministran una variedad de soportes estructurales y de trapecio, incluyendo el soporte tipo “T”, el soporte del marco, el soporte del pedestal y el soporte de la pared.
  • CODO HORIZONTAL
    Estos se utilizan para hacer cambios en la dirección de 15 a 90 grados.
  • CODO VERTICAL
    Estos se utilizan para hacer cambios en la dirección vertical que se extiende de 15 a 90 grados.

RESUMEN

Las siguientes características adicionales de ingeniería hacen que el cable bus sea el sistema de alimentación eléctrica más avanzado tecnológicamente:

  • Bajo costo de instalación
  • Utiliza la instalación estándar de la bandeja portacables y de los métodos de soporte.
  • Superior Bus es el sistema con la más alta confiabilidad
  • Cumple con el artículo 365/370 de NEC (Código Eléctrico Nacional)
  • Utiliza conductores aislados de cobre o aluminio con capacidad total de conducción y normalmente se suministra con una clasificación de temperatura de aislamiento de 90 grados centígrados
  • Los conductores se instalan en locación y no se requiere empalme.
  • Se mantiene el espaciado de los conductores permitiendo que estos transporten mayores amperios en comparación con la disposición aleatoria delconduit e instalaciones eléctricas en general.
  • No se requiere transposición del conductor y los conductores aislados tienen la certificación FT4 con certificación CSA y UL.
  • Toda la carcasa es soldada
  • Construcción de aluminio ligero y duradero 6063-T5 para la facilidad en la instalación y la conveniencia para condiciones extremas de baja temperatura.
  • Tornillos de acero inoxidable para bloques de soporte de conductores
  • Gracias a la flexibilidad y adaptabilidad de Superior Bus, cualquier cambio de dimensión imprevisto durante instalación en sitio es fácil de resolver. Las secciones rectas del cable de bus pueden ser cortadas a medida en locación.
  • La carcasa está hecha de aleación ligera de aluminio lo cual permite una instalación simplificada. No se requiere equipo de carga, ya que puede ser manejado fácilmente por dos personas.
  • Durante la instalación no se requieren herramientas o conocimientos especializados