Problemes i precaucions en l'operació de quadres de distribució
Les caixes de distribució elèctrica baixa tensió (d'ara endavant "caixes de distribució") són equips de distribució de baixa tensió utilitzats en sistemes d'abastament d'energia de 380/220V per rebre i distribuir energia elèctrica. S'instalen generalment a llocacions com el costat de baixa tensió dels transformadors de distribució. L'interior està típicament equipat amb dispositius de protecció com fusibles, protectors de fuga, i paragolpes; dispositius de control com contactors, interruptors automàtics, commutadors de càrrega, i disjunctors; dispositius de mesura com transformadors de corrent i comptadors d'energia; i equips de compensació com condensadors. Amb la implementació de projectes de construcció i renovació de xarxes elèctriques urbans i rurals, l'ús extensiu de caixes de distribució, i l'increment continu de la consumció elèctrica social, han emergit diversos problemes operatius que requereixen atenció.
1. Temperatura excessiva que redueix la vida útil dels equips elèctrics interiors de la caixa de distribució
La temperatura ambient màxima al voltant dels equips elèctrics dissenyats i fabricats segons les normes nacionals no hauria de superar els 40°C durant l'operació. Tanmateix, per a les caixes de distribució que operen sota el sol escaldant de l'estiu, degut a la radiació directa del sol, la reflexió de calor del terra de ciment, i la calor generada pels equips interiors, la temperatura interior de la caixa pot arribar a superar els 60°C. Aquesta alta temperatura pot causar fàcilment l'envelleiment i la combustió de l'aïllament, així com la combustió de bobines elèctriques i conductors. La temperatura elevada també augmenta la resistència de contacte dels punts de connexió elèctrica, el que a la vegada intensifica l'escalfament, creant un cicle viciós que finalment porta a la combustió dels contactes. A més, la temperatura excessiva afecta la estabilitat de les característiques de protecció, la fiabilitat de l'operació, i la precisió de la mesura. Per tant, es recomana:
(1) Triar caixes de distribució amb obertures de ventilació en amgues bandes i una partició interna incompleta per facilitar la convecció de l'aire i la dissipació de calor.
(2) El cos de la caixa hauria de ser preferiblement de color natural i ferro inoxidable, que és menys propens a la corrosió i reflecteix la calor. Si es poden aplicar periòdicament revestiments aïllants per reduir la radiació de calor, l'efecte seria encara millor.
(3) A més de garantir la ventilació, la caixa hauria de situar-se per evitar la radiació solar directa a migdia, i el terra sota la caixa hauria de ser preferiblement sense gravill.
(4) Evitar sobrecarregar els equips durant les temporades de calor i minimitzar la generació de calor dels dispositius interiors de la caixa.
2. Protecció contra els llamps limitada per instal·lar només paragolpes al costat de la línia d'entrada
Normalment, es instal·len fusibles o altres dispositius entre les línies d'entrada/sortida i la barra de distribució interior de la caixa de distribució. Si una línia de sortida és impactada per un llamp, causant que el fusible de la línia d'entrada s'apague primer, tota la caixa perd la protecció contra els llamps. Moltes caixes de distribució són danades per llamps cada any. Es recomana instal·lar paragolpes d'òxid de zinc en tots els costats de les línies d'entrada i sortida de la caixa de distribució.
3. Ús de productes inapropiats que incrementen la taxa de fallada de les caixes de distribució
Es recomana seleccionar productes de alta qualitat i baixa resistència (per exemple, fusibles de baixa resistència), que no només poden reduir les pèrdues sinó també disminuir l'acumulació de calor a l'interior de la caixa, ampliant la vida útil dels equips. A més, el marge de seguretat de alguns components hauria de ser incrementat adequadament. Degut a l'alta temperatura ambient interior, el marge de capacitat de conducció de corrent per als conductors hauria de ser incrementat com a mínim en una especificació. Sense canviar la corrent nominal del component fusible, seleccionar una mica més gran per a la seva portafusible física pot reduir la probabilitat de que la base s'escalfa.
4. Tècniques d'instal·lació inadequades que causen sobrescalçament i combustió de les connexions
Alguns electricistes, quan reemplacen conductors, no utilitzen terminales prensades, sinó que trenquen cables multifilamentaris per formar terminals per a la connexió amb tornills, provocant que els conductors s'escalfin i s'escornen poc després de la substitució. En algunes caixes produïdes per alguns fabricants, les línies secundàries es superposen i es connecten directament a la barra principal amb tornills, provocant una dissipació de calor deficiente i falles freqüents sota càrregues pesades. Es recomana afegir un bloc de distribució al costat de càrrega de la barra principal, amb les línies secundàries connectades a partir d'aquest bloc. Això millora la dissipació de calor, l'aparença, la claritat, i facilita la connectivitat segura.
5. Puesta en marcha sin inspección, creando riesgos de seguridad
Aunque los productos proporcionados por los fabricantes pasan por estrictas inspecciones de fábrica, los golpes durante el transporte y las vibraciones durante el manejo pueden hacer que algunos tornillos de conexión se aflojen al llegar. Esto lleva a un sobrecalentamiento de las conexiones de cable poco después de la operación. Se recomienda realizar una inspección y un nuevo apretado antes de poner en marcha.
6. Altres problemes
Lloc d'instal·lació inadequat: La ubicació incorrecta afecta el paisatge urbà i fa que la caixa sigui susceptible a daños externos. Es recomana triar un lloc apropiat tenint en compte tots els factors.
Sistema de terra inadequat: Alguns sistemes TN-C (connexió de neutre de protecció) encara utilitzen el mètode d'abastament de quatre fils trifàsic. El fil neutre en la xarxa de baixa tensió sovint és llarg amb una impedància significativa. Sota càrregues trifàsiques desequilibrades, el corrent de seqüència zero flueix a través del neutre. A més, degut a factors ambientals, el vellut del conductor i l'humitat, els corrents de fuga també poden crear un bucle a través del neutre, causant que porti un potencial, el que és prejudicial per a l'operació segura. Es recomana adoptar un sistema TN-S (abastament de cinc fils trifàsic). Aquí, el neutre de treball i el conductor de terra de protecció són separats, aïllant eficientment els voltatges perillosos possibles en el sistema TN-C i mantenint les carcasses dels equips a "potencial de terra", eliminant així el risc.
Espai i característiques insuficients: L'espai insuficient entre dispositius i entre fases, a vegades sense punts de desconexió visibles, posa riscos als electricistes i impedeix la substitució de fusibles en funció durant la pluja o la boira.
Falta de protecció contra la pèrdua de fase: La falta de protecció contra la pèrdua de fase provoca la cremada de motors a causa de la monofase.
Ús de comptadors no electrònics: Algunes caixes careixen de comptadors d'energia electrònics, impedint la lectura centralitzada remota dels comptadors.
Falta de manteniment: Algunes caixes romanen tancades tot l'any sense inspeccions i manteniments rutinaris.
L'autor creu que en llocs que requereixin una alta fiabilitat d'abastament d'energia i/o tinguin condicions ambientals pobres, les especificacions de les caixes de distribució haurien d'augmentar adequadament per facilitar el manteniment; s'haurien d'utilitzar mesures de refrigeració forçada o components elèctrics resistent a temperatures altes on sigui necessari per reduir les taxes de fallada; i s'haurien d'instal·lar equips intel·ligents per a la monitorització remota i la gestió dinàmica per aconseguir un abastament d'energia segur, de alta qualitat i fiable.
