IEC 60664-1: de dónde salen sus distancias

Dos proveedores ofrecen la misma corriente, el mismo cobre y la misma envolvente, y sus planos muestran 12 mm en un caso y 18 mm en el otro. Ninguno de los valores es arbitrario. La IEC 60664-1 deriva ambos de una lista corta de entradas declaradas, y los dos proveedores sencillamente declararon entradas distintas.

La norma es la referencia de coordinación del aislamiento a la que remite la IEC 61439-1. No describe barras; describe cómo llegar a distancias que no perforan ante las tensiones de impulso y las tensiones permanentes que realmente ve un conjunto de baja tensión. Eso la convierte en la norma más útil para quien discute una separación.

Consecuencia práctica: una distancia sin sus entradas no es una especificación, es una costumbre. Pida las cuatro entradas y podrá recalcular el valor usted mismo, en cualquiera de las dos direcciones.

Si la pregunta a nivel de conjunto aún está abierta, empiece por el hub de normas; los documentos de verificación que consumen estas distancias se tratan en la guía IEC 61439-1.

Todo lo que sigue se deriva de estas declaraciones. Mal planteadas, las distancias son erróneas aunque la aritmética sea correcta.

• Tensión de aislamiento nominal U_i: la que el conjunto debe soportar de forma continua. No es la tensión de red ni la tensión asignada de servicio, aunque en la práctica las tres coinciden a menudo.
• Categoría de sobretensión: I a IV, describe la sobretensión transitoria que el circuito debe sobrevivir. Una acometida directa desde el punto de suministro queda más arriba que un circuito detrás de un protector de sobretensión y un transformador; la categoría es el paso que convierte eso en un nivel de impulso de ensayo.
• Grado de contaminación: 1 a 4. En una envolvente cerrada y limpia, 2 es la hipótesis habitual. Condensación, polvo conductor o niebla salina lo elevan, y las distancias crecen.
• Grupo de material: derivado del índice comparativo de seguimiento superficial. El grupo I resiste más, el IIIb menos. Esta entrada afecta solo las líneas de fuga, no las distancias en el aire.

La corrección es la altitud. El aire se enrarece con la altura, así que la distancia en el aire debe crecer por encima de 2.000 m. Por debajo, el factor es uno y la mayoría de los proyectos nunca lo toca. Por encima —y bastantes proyectos andinos, etíopes o de meseta china están por encima— la tabla ya no vale tal como está impresa.

Escriba las cinco en el plano, junto a las distancias que produjeron. Cuesta una línea y cierra la mayoría de las discusiones antes de que empiecen.

La distancia en el aire protege frente a un evento corto y abrupto: un impulso de maniobra o de rayo que llega por la red. Por eso la tabla se indexa por la tensión de impulso exigida para la categoría declarada en la U_i declarada, y por el grado de contaminación. La tensión de servicio no entra de forma directa.

Es el malentendido más frecuente en planos de barras. Un sistema de 400 V en categoría III exige 4 kV de impulso para 300 V nominales, lo que lleva a unos 3 mm mínimos en aire con contaminación 2, mientras que 400 V de servicio sugieren una línea de fuga bastante mayor. Los dos valores atienden eventos distintos y se consultan por separado.

La distancia aplica al camino más corto por el aire entre conductores a potencial distinto. Eso incluye caminos sinuosos: junto a una cabeza de tornillo, alrededor de un aislador de apoyo, entre el borde del conductor y la pared de la envolvente. Mida el más corto, no el que parece intencionado.

Revise también el camino que no está en el plano: una barra con 3 mm entre borde y cabeza de tornillo pasa la revisión de plano y falla en la primera pieza porque la arandela asienta 0,5 mm distinta.

La línea de fuga protege frente a un evento lento: corriente de seguimiento sobre una superficie húmeda y contaminada. Se indexa por la tensión de servicio (eficaz, permanente), el grado de contaminación y el grupo de material. Aquí la elección de película o de recubrimiento cambia un valor que el cliente nunca ve.

Tres mecánicas importan al medir:

• Ranuras y nervios cuentan solo bajo condiciones. Una ranura estrecha se trata como una línea recta por encima, lo que ayuda; una ranura ancha sigue su contorno, lo que no ayuda. Los nervios ayudan más que las ranuras y las tablas suponen una altura mínima concreta.
• Las juntas interrumpen el camino. Dos piezas prensadas sin adhesivo forman una junta que puede contar como barrera, pero solo si se cumplen las condiciones de anchura y contacto de la norma y si nada se desplaza en servicio.
• Manda la peor superficie. Si un laminado lleva una capa exterior resistente al seguimiento y un canto de corte desnudo con índice mucho menor, el canto rige el grupo declarado, salvo que la capa lo cubra de forma demostrable.

En un apilamiento laminado las superficies interesantes son casi siempre los extremos: cantos de laminado, borde de película, resina de encapsulado y cualquier recubrimiento que el plano muestra pero que el proceso no produce de forma fiable.

Las tablas suponen una superficie en aire. Un apilamiento laminado es sobre todo una superficie en dieléctrico sólido, y eso cambia tres cosas.

1. El hueco entre capas no es un hueco de aire. Entre las capas de cobre hay PET, Nomex o película DLF, unidos bajo calor y presión. Las distancias internas se rigen por reglas de aislamiento sólido y por el comportamiento en descarga parcial, no por las tablas de línea de fuga. Citar una distancia en aire para un hueco interno es un error de categoría: véase descarga parcial en apilamientos.
2. El canto expuesto es la superficie débil. Un canto de corte puede dejar a la vista capas de película, adhesivo y rebaba de cobre. Si el grupo declarado se apoya en el índice de seguimiento de la película, el canto necesita cobertura: capuchón aislante, encapsulado o una distancia de borde controlada al potencial distinto más próximo.
3. La tornillería altera el camino más corto. Tornillos, arandelas, aisladores de apoyo y terminales de cable ocupan el espacio que el plano midió como aire. La distancia que cuenta en la puesta en servicio los incluye, y la que el montador puede realmente construir incluye tolerancias.

La pregunta es legítima y la respuesta es condicional. Recubrimiento y encapsulado pueden permitir evaluar un diseño con un grado de contaminación inferior, porque la superficie ya no está expuesta al contaminante que ese grado describe. En instalaciones con polvo o condensación es un alivio real.

Pero deben cumplirse tres condiciones, y fallan en silencio:

• El recubrimiento debe ser continuo sobre todo el camino de fuga, incluida la transición donde un conductor sale del encapsulado y llega a un terminal. Ahí empieza el seguimiento.
• El material debe estar cualificado para el servicio eléctrico y térmico, no solo ser cómodo para el proceso. Una resina con índice de seguimiento bajo reintroduce el problema que se compró para resolver.
• Debe estar verificado, no afirmado. Un diseño evaluado en grado 1 por apoyarse en un recubrimiento exige prueba de que cada unidad producida lleva ese recubrimiento, con el espesor supuesto, curado como se supuso y sin huecos en las transiciones críticas.

En la práctica, la posición honesta para la mayoría de las barras laminadas es: declarar el grado de contaminación que realmente aporta la envolvente, y tratar el encapsulado como medida térmica y mecánica cuyo beneficio de aislamiento se documenta donde existe.

Tome el plano, tome las cuatro entradas declaradas y recorra estas comprobaciones.

1. Escriba U_i, categoría de sobretensión, grado de contaminación, grupo de material y altitud en el cajetín. Si falta alguno, deténgase: sin esas entradas las distancias no son verificables.
2. Busque el nivel de impulso para la categoría y la U_i, luego la distancia en aire para ese nivel con su grado de contaminación. Aplique el factor de altitud por encima de 2.000 m. Compare con la separación más pequeña del plano.
3. Busque la línea de fuga para la tensión de servicio, el grado y el grupo. Compare con el camino de superficie más corto, incluido en el canto del laminado y en cada terminal donde aterriza un terminal de cable.
4. Marque los cinco caminos más cortos en el plano, en cualquier dirección. Si no puede marcarlos, el número viene de otro sitio.
5. Compruebe los caminos después de la tornillería: cabezas, arandelas, terminales, placas de entrada de cables.
6. Decida explícitamente qué huecos son aislamiento sólido y cuáles son aire. Escríbalo una vez, para el revisor y para el proyecto siguiente.

Dos horas sobre un plano suelen bastar para encontrar el patrón, y ese patrón se reutiliza en cada variante.

Añádalas a la lista de liberación y la mayor parte de la discusión desaparece antes de llegar al cliente.

• U_i, categoría de sobretensión, grado de contaminación y grupo de material indicados en el plano.
• Altitud indicada, corrección aplicada por encima de 2.000 m.
• Distancia mínima en el aire deducida y escrita, no heredada de un plano antiguo.
• Línea de fuga mínima deducida y escrita, con la superficie determinante identificada.
• Huecos internos entre capas clasificados como aislamiento sólido, con el sistema de película nombrado.
• Tratamiento del canto del laminado especificado: capuchón, encapsulado o distancia de borde mínima.
• Tornillería incluida en la comprobación de distancias: cabezas, arandelas, terminales.
• Recubrimiento o encapsulado justificado como aislamiento mediante especificación de proceso.
• Tensión de servicio para la línea de fuga indicada aparte de la U_i, ambos valores en el plano.
• Cualquier desviación de la tabla documentada, con motivo y aprobador.

Si quiere una segunda opinión sobre un apilamiento antes de que llegue a un integrador, nuestro equipo de ingeniería revisa los planos frente a estas entradas dentro del proceso de cotización. Empiece con una solicitud de cotización, o compare construcciones de capas en la guía de diseño de barras laminadas.