Las barras colectoras desempeñan un papel vital, aunque a menudo se pasan por alto, en los sistemas de energía eléctrica, ya que proporcionan el marco para que la corriente fluya de manera segura y eficiente. A medida que las instalaciones buscan aumentar la capacidad de sus sistemas con diseños optimizados, la especificación adecuada de las barras colectoras resulta cada vez más importante. Su conductividad, flexibilidad y funciones de protección hacen que las barras colectoras sean los verdaderos caballos de batalla que transmiten la energía vital a las salas eléctricas.

• Las barras colectoras distribuyen eficientemente corrientes altas con mínima resistencia y pérdidas.
• Los diseños configurables se adaptan a diseños cambiantes y adiciones de componentes.
• Los elementos de protección protegen el equipo contra fallas y mejoran el tiempo de funcionamiento.
• La disipación de cargas térmicas protege las conexiones contra el sobrecalentamiento.

Descubramos todo lo que hay que saber sobre las barras colectoras:

¿Qué es una barra colectora?

¿Para qué se utiliza una barra colectora? Construida con materiales altamente conductores como el cobre y el aluminio, barras colectoras forman las vías metálicas directas que transportan cargas pesadas a través de las instalaciones. Al ofrecer una baja impedancia en comparación con los tendidos de cables, permiten que la energía fluya sin problemas desde las entradas de las barras colectoras y las alimentaciones externas hasta los disyuntores individuales y las cargas de los cuadros de distribución. Las barras colectoras de cobre minimizan eficazmente la caída de tensión y maximizan la capacidad de servicio de carga.

Conducción y distribución

Conectadas en paralelo en sus puntos de conexión, las barras colectoras alimentan simultáneamente varios dispositivos de bajada mientras equilibran las cargas. La distribución uniforme de la corriente evita la sobrecarga de cualquier cable o componente individual. Sus topologías en forma de cuadrícula permiten además una reorganización flexible y la preparación para el futuro de los cambios de diseño con una mínima necesidad de rehacer el trabajo.

Flexibilidad de conexión

Los sistemas de barras colectoras ahorran a los integradores la molestia de tener que ejecutar innumerables tramos de conductores individuales al proporcionar arquitecturas modulares prefabricadas listas para usar. Las uniones atornilladas o sujetadas estratégicamente permiten una rápida instalación y reconfiguración de las configuraciones de circuitos salientes con facilidad.

Configuraciones de diseño

Las variedades más comunes de sistemas de barras colectoras incluyen:

Barras colectoras de circuitos derivados aisladas

Este diseño rentable separa los conductores de bus con un aislamiento duradero como el PVC. Transporta eficientemente las cargas del circuito de manera compacta y al mismo tiempo evita el contacto accidental.

Barras colectoras aisladas por aire

Los recintos prefabricados contienen conductores de bus al aire libre y se basan en espacios de aire en lugar de aislamiento sólido para separar las fases. La fácil visualización simplifica el mantenimiento en comparación con los diseños cerrados.

Conductos de bus cerrados

Barras de aluminio o cobre de gran espesor pasan a través de conductos metálicos rígidos para una máxima protección contra peligros ambientales. Funcionan bien en industrias con condiciones de áreas húmedas o propensas a la acumulación de residuos.

Selección de materiales

Las barras colectoras comunes suelen estar hechas de cobre, aluminio y otras aleaciones. Los factores clave que determinan la elección del material son los siguientes:

• Conductividad – El cobre es superior, pero el aluminio ofrece un rendimiento casi idéntico a un coste menor. Las aleaciones equilibran las propiedades.
• Resistencia mecánica – El cobre más pesado soporta mejor las vibraciones, mientras que el aluminio resiste la corrosión en muchos entornos.
• Temperaturas de funcionamiento – Los materiales de mayor conductividad, como el cobre, transfieren el calor de manera más eficiente, lo que minimiza las reducciones de potencia.

Consideraciones de tamaño

El dimensionamiento adecuado comienza con el cálculo de las corrientes de carga máximas y las demandas de sobretensión. Las barras colectoras se clasifican en función de la capacidad de amperaje y deben admitir entre 125 y 150% de cargas para evitar el sobrecalentamiento. El Código Eléctrico Nacional también dicta el dimensionamiento para restringir las caídas de tensión.

Las herramientas de dimensionamiento de barras colectoras simplifican este proceso al ingresar detalles del proyecto, como el tipo de corriente, las temperaturas de funcionamiento, las condiciones ambientales y los factores de seguridad deseados, para generar parámetros dimensionales optimizados. Esto reduce la complejidad y los errores de diseño.

Montaje y unión

Para asegurar un sistema de barras colectoras eléctricas de manera firme pero ajustable, se requieren soportes atornillados, abrazaderas o separadores roscados. Las uniones de baja resistencia son fundamentales para el éxito o el fracaso de los sistemas: cepillar con alambre las superficies de contacto antes de comprimir las conexiones preestañadas o tratadas con antioxidantes minimiza las pérdidas distribuidas.

Características de protección

Dado el papel de las barras colectoras de transmisión de corrientes masivas, incorporan características que protegen al personal y al equipo de fallas:

• Aislamiento – Los recubrimientos de PVC, polvo epoxi o cinta deben soportar un voltaje mínimo de 600 V, evitando el contacto directo.
• Fusión – Generalmente instalados cerca de fuentes de voltaje y cargas pesadas, los fusibles protegen el cableado en caso de que una barra colectora se sobrecargue.
• Segmentación – La instalación estratégica de disyuntores en caja moldeada o miniatura divide el bus para aislar las secciones impactadas si ocurre un disparo.
• Toma de tierra – Una barra de conexión a tierra dedicada de cobre o aluminio canaliza de manera segura las corrientes de fuga parásitas hacia la fuente.
• Escucha – Los sensores térmicos y de corriente detectan condiciones de sobrecarga y activan alarmas antes de que se produzcan daños.

Equipo de traslado en autobús

Los equipos de transferencia de bus automáticos o manuales enrutan de forma segura la energía entre secciones de bus redundantes. Esto permite aislar una mientras la otra maneja sin problemas la carga completa, lo que facilita el mantenimiento sin tiempo de inactividad.

Opciones de conductos de bus

Los accesorios para conductos de barras prefabricados permiten ensamblar tramos completos de conductos de barras modulares. Las opciones más populares de conductos metálicos cerrados incluyen:

• Codos con brida: Codos de radio compacto de 90° para curvas cerradas.
• Tees: Las ramas en “Y” dirigen energía a líneas de equipos adicionales.
• Secciones finales: Los paneles de cerramiento tapan y bloquean los conductos de distribución en los puntos de entrada y salida.
• Perchas/Soportes: Varios soportes angulares y soportes de canal de puntal sujetan los tramos de manera segura.

La selección de un fabricante de barras colectoras de servicio completo y de buena reputación garantiza un respaldo total del proyecto desde la concepción hasta la puesta en servicio y más allá, a medida que las necesidades evolucionan con el tiempo. Su experiencia en la industria agiliza el diseño y la instalación del sistema.

Mejores prácticas de instalación

Las técnicas de instalación adecuadas minimizan el tiempo de instalación y maximizan la vida útil de las barras colectoras. Los pasos clave incluyen:

• Monte barras colectoras y soportes con herrajes resistentes a la corrosión dimensionados para cargas estructurales y fuerzas de cortocircuito.
• Mantenga los espacios libres NEC entre las barras colectoras y otros equipos eléctricos activos para lograr aislamiento y facilitar el mantenimiento/las actualizaciones.
• Apriete firmemente todas las conexiones atornilladas según las especificaciones del fabricante utilizando llaves dinamométricas calibradas para garantizar uniones de baja resistencia.
• Inspeccione si hay residuos extraños atrapados entre las fases antes de la energización y abórdelos con aire comprimido.
• Marque claramente todas las conexiones para evitar conflictos durante el mantenimiento futuro.
• Para recorridos de buses de gran tamaño, comience la instalación desde el extremo de carga y avance hacia la fuente para evitar errores de cableado.
• Proporcionar espacio de trabajo de acceso alrededor de las barras colectoras según el código y las pautas del fabricante.
• Para secciones subterráneas, proteja aún más los conductos de bus utilizando un revestimiento de hormigón o un conducto metálico.

Adherirse a las mejores prácticas agiliza la puesta en servicio de las barras colectoras y ayuda a las instalaciones a evitar dolores de cabeza de mantenimiento en el futuro.

Conclusión

Como una sólida red troncal que enruta la energía a través de instalaciones de misión crítica, la especificación adecuada de las barras colectoras resulta clave para optimizar el rendimiento eléctrico y la resiliencia a largo plazo. TOSUNLux tiene décadas de experiencia en la industria diseñando y fabricando sistemas de barras colectoras de alta calidad diseñados a medida para casi cualquier aplicación. Comuníquese con sus expertos en ingeniería hoy mismo para revisar los requisitos de diseño y recibir recomendaciones de diseño personalizadas que minimicen el tiempo de inactividad y maximicen el tiempo de actividad.