Cuando falla la energía de la red en un centro de datos, hospital o instalación industrial, el conmutador de transferencia automática (ATS) se convierte en el guardián silencioso entre un tiempo de inactividad catastrófico y una continuidad perfecta. En cuestión de milisegundos a segundos, este dispositivo crítico debe detectar la interrupción, evaluar la disponibilidad del generador de respaldo y transferir cargas eléctricas, a menudo transportando cientos de amperios, sin dañar equipos sensibles ni interrumpir los sistemas de seguridad vital.
Sin embargo, especificar un ATS implica más que seleccionar una clasificación de corriente y voltaje. Dos clasificaciones fundamentales, clase PC (Control Programado) y clase CB (Interruptor Automático), definen cómo el conmutador maneja las fallas, qué cargas puede proteger y dónde pertenece en la jerarquía de distribución de energía. La distinción no es arbitraria ni meramente académica: un ATS de clase PC instalado donde se requiere protección contra fallas deja el sistema vulnerable; una unidad de clase CB especificada donde la velocidad de transferencia rápida es lo más importante puede introducir costos y complejidad innecesarios.
Para los ingenieros eléctricos que diseñan sistemas de energía críticos, los administradores de instalaciones responsables de la infraestructura de respaldo de emergencia y los contratistas que instalan conmutadores de transferencia, comprender la clase PC vs CB es esencial. Esta guía explica las diferencias técnicas entre estas clasificaciones de ATS, decodifica los estándares que las rigen (UL 1008 e IEC 60947-6-1) y proporciona criterios de selección prácticos para hacer coincidir la clase de ATS con aplicaciones del mundo real en centros de datos, hospitales, edificios comerciales e instalaciones industriales.
¿Qué es un conmutador de transferencia automática?
Un conmutador de transferencia automática (ATS) es un dispositivo de conmutación eléctrica de acción automática que monitorea la disponibilidad de dos fuentes de energía independientes y transfiere automáticamente las cargas eléctricas de una fuente a otra cuando la fuente primaria falla o cae fuera de los parámetros aceptables de voltaje/frecuencia. En la mayoría de las instalaciones, el ATS conmuta entre la energía de la red (fuente normal) y un generador de emergencia en el sitio (fuente de emergencia), aunque también puede conmutar entre dos alimentaciones de la red, sistemas UPS u otras configuraciones de energía.
La función fundamental de un ATS es triple: monitoreo continuo de ambas fuentes de energía para verificar la integridad del voltaje, la frecuencia y la fase; detección automática de fallas o degradación de la fuente más allá de los umbrales preestablecidos; y transferencia rápida y segura de las cargas conectadas a la fuente alternativa sin crear condiciones peligrosas ni dañar el equipo.
A diferencia de los conmutadores de transferencia manuales que requieren intervención humana, un ATS opera de forma autónoma basándose en la lógica programada y las entradas de detección. Cuando el voltaje de la red cae por debajo del 85-90% del nominal o excede el 110%, el controlador del ATS inicia una secuencia de transferencia: indica al generador que arranque, espera a que el voltaje y la frecuencia del generador se estabilicen dentro de los límites aceptables (normalmente de 10 a 30 segundos), abre el contactor o el interruptor automático de la red, espera durante un breve intervalo de transición abierta para evitar la retroalimentación o la conexión fuera de fase, luego cierra el contactor del generador para restablecer la energía.
Cuando la energía de la red regresa y se estabiliza, el ATS ejecuta una secuencia de retransferencia, generalmente con un retardo de tiempo intencional (a menudo de 5 a 30 minutos) para evitar transferencias molestas por la restauración momentánea de la red, cambiando las cargas de nuevo a la red e indicando al generador que se detenga.
Esta operación automática es esencial en instalaciones donde el tiempo de respuesta humana es inaceptable: quirófanos de hospitales, cargas de servidores de centros de datos, equipos de telecomunicaciones, sistemas de control de procesos industriales, bombas contra incendios y otras aplicaciones de seguridad vital o de misión crítica. El ATS garantiza la continuidad de la energía en cuestión de segundos, mucho antes de que el personal de la instalación pueda intervenir manualmente.
Comprensión de los estándares de ATS: UL 1008 e IEC 60947-6-1
Los conmutadores de transferencia automática se rigen por dos estándares principales que definen los requisitos de seguridad, las pruebas de rendimiento y los sistemas de clasificación: UL 1008 en Norteamérica y IEC 60947-6-1 internacionalmente.
UL 1008: Equipo de conmutación de transferencia
UL 1008 es el estándar estadounidense/canadiense publicado por Underwriters Laboratories para conmutadores de transferencia automáticos, manuales y de aislamiento de derivación con una clasificación de hasta 10 000 amperios. El estándar establece requisitos de prueba rigurosos que cubren la resistencia eléctrica (10 000 ciclos de transferencia bajo carga nominal), los límites de aumento de temperatura, la rigidez dieléctrica y, lo que es más importante, capacidad de resistencia y cierre ante cortocircuitos (WCR).
El WCR define la corriente de falla máxima que el ATS puede soportar de forma segura cuando se cierra sobre un cortocircuito, y la corriente de falla sobre la que puede cerrarse sin crear una condición peligrosa. UL 1008 requiere que cada ATS listado lleve un valor de WCR etiquetado, que puede expresarse de dos maneras:
- Clasificación basada en el tiempo: El ATS puede soportar una corriente de falla especificada (por ejemplo, 65 kA) durante una duración definida (normalmente 3 ciclos o ~50 milisegundos a 60 Hz), siempre que el dispositivo de protección aguas arriba elimine la falla dentro de ese tiempo.
- Clasificación de dispositivo específico: El ATS se prueba con interruptores automáticos o fusibles específicos aguas arriba; cuando se instala con uno de esos dispositivos listados, el ATS alcanza un WCR más alto que la clasificación basada en el tiempo por sí sola.
Las clasificaciones de dispositivos específicos son generalmente más altas porque la mayoría de los interruptores automáticos eliminan las fallas más rápido que 3 ciclos en condiciones de prueba reales. Esto permite utilizar marcos de ATS más pequeños cuando se conoce y se enumera el dispositivo de protección aguas arriba, lo que reduce el costo y la huella de instalación. La séptima edición de UL 1008 (revisión actual) endureció los requisitos para agregar interruptores a las tablas de dispositivos específicos, exigiendo la comparación con los tiempos de disparo reales de las pruebas de cortocircuito de UL en lugar de los tiempos de disparo máximos publicados por los fabricantes.
Para el cumplimiento de la instalación, la corriente de falla disponible en los terminales de línea del ATS no debe exceder el WCR etiquetado del ATS, y si se utiliza una clasificación basada en el tiempo, el ingeniero debe verificar que el dispositivo aguas arriba seleccionado elimine las fallas más rápido que la duración nominal en ese nivel de corriente.
IEC 60947-6-1: Equipo de conmutación de transferencia (TSE)
IEC 60947-6-1 es el estándar internacional para equipos de conmutación de transferencia (TSE) con una clasificación de hasta 1000 V CA o 1500 V CC. Si bien UL 1008 se centra en la seguridad y la resistencia a fallas a través de la coordinación de WCR, IEC 60947-6-1 introduce un sistema de clasificación funcional basado en la capacidad de manejo de cortocircuitos del ATS:
- Clase PC (de IEC 60947-3, interruptores y seccionadores): TSE diseñado para hacer y soportar corrientes de cortocircuito pero no para interrumpirlas . Los dispositivos de clase PC dependen de un dispositivo de protección contra cortocircuitos (SCPD) aguas arriba para interrumpir las corrientes de falla.
- Clase CB (de IEC 60947-2, interruptores automáticos): TSE diseñado para hacer, soportar e interrumpir corrientes de cortocircuito. Los dispositivos de clase CB incorporan sus propios disparadores de protección contra sobrecorriente y pueden interrumpir las fallas de forma independiente.
- Clase CC (de IEC 60947-4-1, contactores): Similar a la clase PC; basado en contactores interbloqueados, puede hacer y soportar pero no interrumpir corrientes de cortocircuito.
Estas clasificaciones IEC describen el mecanismo de conmutación interno y la filosofía de protección. En la práctica, muchos fabricantes utilizan la terminología “clase PC” y “clase CB” incluso para productos listados en UL 1008 en Norteamérica, ya que la distinción del mecanismo (basado en contactores frente a basado en interruptores) se alinea con las definiciones de la IEC. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la nomenclatura PC/CB en sí misma no es una etiqueta formal de UL 1008; el requisito crítico de UL es la clasificación WCR y su coordinación con los dispositivos de protección aguas arriba.
Para los ingenieros que especifican equipos ATS, ambos estándares son importantes: la lista UL 1008 y la coordinación WCR garantizan el cumplimiento del código y la seguridad en Norteamérica, mientras que la comprensión de las clasificaciones PC/CB de IEC 60947-6-1 aclara el mecanismo subyacente y ayuda a predecir las características operativas como la velocidad de transferencia, la compatibilidad de carga y los requisitos de coordinación de la protección.
ATS de clase PC (control programado)
Clase PC los conmutadores de transferencia automática son dispositivos de transferencia de carga dedicados construidos alrededor de contactores, interruptores motorizados o mecanismos de conmutación. La designación “PC” se origina en IEC 60947-6-1 y a veces se amplía como “Control de energía” o “Control programado”, aunque la definición formal de IEC la vincula a los requisitos de IEC 60947-3 para interruptores y seccionadores. La característica definitoria: los ATS de clase PC pueden hacer y soportar soportar corrientes de cortocircuito pero no están diseñados para interrumpirlas .
Mecanismo interno y funcionamiento
Un ATS de clase PC normalmente utiliza dos contactores de alta resistencia: dispositivos de conmutación electromagnéticos con contactos de aleación de plata diseñados para una alta capacidad de corriente y una larga vida mecánica. Estos contactores están interbloqueados eléctrica y mecánicamente para evitar que ambas fuentes se conecten simultáneamente (lo que provocaría una retroalimentación o crearía una condición paralela fuera de fase). Un solo mecanismo de control o actuador motorizado impulsa la transferencia, abriendo un contactor antes de cerrar el otro en una secuencia de interrupción antes de la conexión (transición abierta).
El diseño del contactor prioriza la conmutación rápida y fiable. Los tiempos de transferencia para los ATS de clase PC son normalmente de 30 a 150 milisegundos, dependiendo del tamaño del contactor y la lógica de control. Esta velocidad los hace muy adecuados para aplicaciones donde la interrupción momentánea de la energía es aceptable pero la restauración rápida es esencial, como las fuentes de alimentación de servidores con condensadores de retención, las cargas respaldadas por UPS o los circuitos de distribución no críticos.
Sin protección integrada contra sobrecorriente
La limitación crítica de los ATS de clase PC: no proporcionan protección contra sobrecarga o cortocircuito. Si se produce una falla aguas abajo del ATS, los contactos del contactor pueden cerrarse sobre la corriente de falla y soportarla durante el breve período hasta que un dispositivo de protección aguas arriba (interruptor automático o fusible) elimine la falla, pero el ATS en sí no puede interrumpir la falla.
Esto significa que los ATS de clase PC siempre deben estar protegidos por dispositivos de protección contra cortocircuitos (SCPD) aguas arriba. El SCPD, normalmente un interruptor automático de caja moldeada (MCCB) o un fusible, debe coordinarse con la clasificación de resistencia a cortocircuitos del ATS para garantizar que elimine las fallas antes de que se dañen los contactos del ATS. Para las unidades de clase PC listadas en UL 1008, esta coordinación se verifica a través de la clasificación WCR y las tablas basadas en el tiempo o en dispositivos específicos.
Compatibilidad de carga y aplicaciones
Debido a que los ATS de clase PC carecen de protección térmica contra sobrecarga incorporada, son versátiles en una amplia gama de tipos de carga:
- Transferencia rápida para cargas de TI: Los paneles de distribución de centros de datos que alimentan racks de servidores, equipos de red y sistemas de almacenamiento se benefician de tiempos de transferencia inferiores a 100 ms.
- Circuitos de subdistribución: Paneles de ramales en edificios comerciales, hospitales e instalaciones industriales donde la protección principal contra sobrecorriente ya se proporciona aguas arriba.
- Cargas mixtas y resistivas: Circuitos de iluminación, controles HVAC, tomas de corriente generales y otras cargas no motorizadas.
- Cargas del motor: Los ATS de clase PC pueden manejar la corriente de arranque del motor (normalmente 6-8 veces la corriente a plena carga) porque el MCCB o fusible aguas arriba está dimensionado para el servicio del motor, no el ATS en sí. Esto los hace adecuados para circuitos de bombas, ventiladores y compresores.
- Sensibles a los costos de los proyectos: Las unidades de clase PC suelen ser entre un 20 y un 40% menos costosas que los ATS de clase CB equivalentes, lo que las hace económicas para instalaciones de paneles múltiples.
La dependencia de la protección aguas arriba también proporciona una ventaja de selectividad: si se coordina adecuadamente, el SCPD aguas arriba se puede configurar para permitir que las fallas aguas abajo se despejen sin disparar el alimentador principal, lo que mejora la confiabilidad del sistema.
Clasificaciones de corriente típicas y formas físicas
Los ATS de clase PC están disponibles de 30 A a 4000 A, con tamaños comunes de 100 A, 260 A, 400 A, 600 A, 800 A, 1200 A, 1600 A, 2000 A y 3000 A. Se fabrican tanto en configuraciones de transición abierta (ruptura antes de hacer estándar) como de transición cerrada (hacer antes de romper), con modelos de transición cerrada que se utilizan cuando la breve interrupción de energía de la transición abierta es inaceptable.
Criterios de selección para la clase PC
Especifique ATS de clase PC cuando:
- Los interruptores automáticos o fusibles aguas arriba proporcionan protección contra fallas y están coordinados con el WCR del ATS
- Se prioriza la velocidad de transferencia rápida (50-150 ms)
- Los tipos de carga incluyen equipos de TI, iluminación, distribución general mixta o motores con la protección aguas arriba adecuada
- Se desea una coordinación selectiva con los dispositivos aguas arriba
- La optimización de costos es importante para instalaciones de unidades múltiples
- La aplicación se ajusta al servicio de subdistribución o circuito derivado
No utilice la clase PC donde el ATS debe proporcionar su propia interrupción de falla (por ejemplo, alimentador de entrada principal sin SCPD aguas arriba), o donde los códigos o los estándares de las instalaciones requieren protección integrada contra sobrecorriente en el propio interruptor de transferencia.
ATS de clase CB (interruptor automático)
Clase CB Los interruptores de transferencia automática se construyen alrededor de interruptores automáticos e integran funciones de conmutación y protección contra sobrecorriente en un solo dispositivo. La designación “CB” proviene de la norma IEC 60947-6-1 y está vinculada a los requisitos de la norma IEC 60947-2 para interruptores automáticos de caja moldeada e interruptores automáticos de potencia. La característica definitoria: los ATS de clase CB pueden hacer, soportar e interrumpir corrientes de cortocircuito de forma independiente, sin depender de dispositivos de protección aguas arriba.
Mecanismo interno y funcionamiento
Un ATS de clase CB consta de dos interruptores automáticos de caja moldeada (MCCB) o interruptores automáticos de aire (ACB) interbloqueados mecánica y eléctricamente para evitar que ambas fuentes se conecten simultáneamente. Cada interruptor incluye elementos de disparo de sobrecorriente térmicos y magnéticos que pueden detectar e interrumpir condiciones de sobrecarga y cortocircuito.
El mecanismo de conmutación es más complejo que los contactores de clase PC. Cuando el controlador del ATS ordena una transferencia, un interruptor debe abrirse (dispararse o abrirse a la fuerza) y, después de un breve intervalo de transición abierta, el segundo interruptor se cierra. Debido a que los interruptores automáticos están diseñados para la interrupción de fallas en lugar de la conexión/desconexión rápida bajo carga normal, los tiempos de transferencia de clase CB son típicamente Entre 100 y 300 milisegundos—más lentos que las unidades de clase PC, pero aún aceptables para la mayoría de las aplicaciones de energía de emergencia.
También existen ATS de clase CB de transición cerrada, pero son menos comunes debido a la complejidad de conectar momentáneamente en paralelo dos interruptores automáticos; a menudo se prefieren los interruptores de transferencia estáticos (dispositivos de estado sólido sin partes móviles) cuando se requiere una transferencia de subciclo.
Protección integrada contra sobrecorriente
La ventaja clave de los ATS de clase CB: cada interruptor automático proporciona su propia protección térmica contra sobrecarga y magnética contra cortocircuito. Si se produce una falla aguas abajo del ATS, o si la carga excede el ajuste de disparo del interruptor, el interruptor se abrirá automáticamente para despejar la falla, independientemente de cualquier dispositivo aguas arriba.
Esta protección autosuficiente hace que los ATS de clase CB sean adecuados para alimentadores de entrada principales donde no existe un dispositivo de protección aguas arriba entre la entrada de servicio público y el ATS, o donde los códigos de las instalaciones requieren protección dedicada contra sobrecorriente en el punto de transferencia. En los sistemas eléctricos esenciales de hospitales (NFPA 99) y otras aplicaciones de seguridad humana, los ATS de clase CB proporcionan una capa adicional de confiabilidad porque no dependen de la coordinación con los dispositivos aguas arriba.
Para el cumplimiento de UL 1008, los ATS de clase CB tienen clasificaciones de WCR al igual que la clase PC, pero las clasificaciones suelen ser más altas porque los interruptores integrados pueden interrumpir las fallas rápidamente, lo que permite que el mecanismo del ATS resista corrientes de falla prospectivas más altas. Además, las unidades de clase CB pueden tener clasificaciones de resistencia de corta duración destinadas a coordinar con relés de protección aguas arriba o retrasos intencionales en esquemas de coordinación selectiva.
Compatibilidad de carga y aplicaciones
Los ATS de clase CB están diseñados para aplicaciones críticas donde la protección integrada y la capacidad de eliminación de fallas independiente son esenciales:
- Alimentadores de servicio de entrada principales: ATS primario en la entrada de servicio público o salida del generador, que alimenta sistemas de distribución de instalaciones completas en hospitales, centros de datos y plantas industriales.
- Cargas de infraestructura crítica: Bombas contra incendios, circuitos de seguridad humana, iluminación de emergencia y energía de quirófanos de hospitales donde NFPA 110 y NFPA 99 exigen protección independiente.
- Entornos de alta corriente de falla: Ubicaciones cercanas a transformadores o salidas de generadores donde las corrientes de cortocircuito prospectivas exceden lo que la coordinación aguas arriba por sí sola puede manejar de manera segura.
- Energía para ascensores y escaleras mecánicas: Donde el código requiere protección dedicada contra sobrecorriente para equipos de transporte vertical.
- Instalaciones que requieren protección redundante: Donde la filosofía de diseño del sistema exige múltiples capas de protección contra sobrecorriente para minimizar los puntos únicos de falla.
Debido a que los interruptores automáticos integrados brindan protección contra sobrecarga, los ATS de clase CB también son adecuados para cargas de motor, aunque el tiempo de transferencia más lento (en comparación con la clase PC) puede hacer que algunos equipos accionados por motor se detengan y requieran un reinicio después de la transferencia.
Clasificaciones de corriente típicas y formas físicas
Los ATS de clase CB están disponibles de 100 A a 4000 A, con clasificaciones comunes de 225 A, 400 A, 600 A, 800 A, 1200 A, 1600 A, 2500 A, 3200 A y 4000 A. Son físicamente más grandes y pesados que las unidades de clase PC equivalentes debido a los mecanismos de los interruptores automáticos y las cámaras de interrupción de arco. Los gabinetes suelen ser NEMA 1 para instalaciones en interiores, con opciones NEMA 3R o NEMA 4/4X para entornos exteriores o hostiles.
Criterios de selección para la clase CB
Especifique ATS de clase CB cuando:
- El ATS está instalado en el servicio de entrada principal sin ningún dispositivo de protección aguas arriba
- Los códigos o estándares de las instalaciones (NFPA 110, NFPA 99, NEC Artículo 700/701/702) requieren protección integrada contra sobrecorriente en el punto de transferencia
- Las cargas críticas (bombas contra incendios, ramales de seguridad humana de hospitales, ascensores) exigen capacidad independiente de eliminación de fallas
- Las altas corrientes de falla o los esquemas complejos de coordinación selectiva requieren clasificaciones de resistencia de corta duración
- La filosofía de diseño del sistema enfatiza las capas de protección redundantes
- La aplicación justifica el costo adicional (normalmente entre un 30 y un 50% más alto que la clase PC) para la protección integrada
No utilice la clase CB donde la velocidad de transferencia es crítica (use ATS de clase PC o interruptores de transferencia estáticos para una transferencia de <100 ms), o donde los interruptores automáticos aguas arriba ya brindan protección y selectividad adecuadas (la clase PC ofrece mejor economía y velocidad en esos escenarios).
Diferencias técnicas clave: clase PC frente a clase CB
La elección entre ATS de clase PC y CB depende de varias distinciones técnicas que impactan directamente el diseño del sistema, el costo y el rendimiento operativo.
Mecanismo de conmutación y construcción interna
| Característica | Clase PC | Clase CB |
| Componente primario | Contactores o interruptores motorizados | Interruptores automáticos de caja moldeada o de aire |
| Complejidad del mecanismo | Contactos electromagnéticos o accionados por motor simples | Mecanismo de disparo del interruptor automático con elementos térmicos/magnéticos |
| Tamaño Físico | Compacto; huella más pequeña para una clasificación equivalente | Más grandes debido a los mecanismos del interruptor y las cámaras de arco |
| Peso | Más ligeros (20-40% menos que la clase CB) | Más pesados debido a la construcción del interruptor |
Protección y Manejo de Fallas
| Característica | Clase PC | Clase CB |
| La Protección De Sobrecorriente | Ninguno; depende completamente de los SCPD aguas arriba | Protección integrada contra sobrecarga térmica y cortocircuito magnético |
| Interrupción de Fallas | No puede interrumpir corrientes de cortocircuito | Puede interrumpir corrientes de cortocircuito independientemente |
| Coordinación WCR | Requiere coordinación con interruptores/fusibles aguas arriba | Clasificaciones WCR más altas debido a la capacidad de interrupción integrada |
| Filosofía de Protección | Depende de la coordinación a nivel de sistema | Autosuficiente; protección independiente |
Características de rendimiento
| Característica | Clase PC | Clase CB |
| Velocidad de Transferencia | 30-150 milisegundos (rápido) | 100-300 milisegundos (moderado) |
| Resistencia eléctrica | 100,000+ operaciones típicas | 10,000-50,000 operaciones (dependiente del interruptor) |
| Compatibilidad de carga | Todos los tipos de carga (con protección aguas arriba) | Todos los tipos de carga; las cargas de motor pueden requerir reinicio |
| Arranque del motor | Maneja la corriente de irrupción a través del dimensionamiento del SCPD aguas arriba | El interruptor integrado debe dimensionarse para la corriente de irrupción |
Aplicación e instalación
| Característica | Clase PC | Clase CB |
| Instalación Típica | Paneles de subdistribución, circuitos derivados | Alimentadores principales entrantes, infraestructura crítica |
| Protección Aguas Arriba | Obligatorio | Opcional (puede ser independiente) |
| Requisitos del Código | Adecuado donde hay SCPD aguas arriba | Requerido donde el ATS debe proporcionar protección independiente |
| Selectividad | Mejor selectividad a través de la coordinación aguas arriba | Protección en el punto de transferencia; puede limitar la selectividad aguas arriba |
Costo y Factores Económicos
| Característica | Clase PC | Clase CB |
| Costo del equipo | Más bajo (línea de base) | 30-50% más alto que la clase PC equivalente |
| Coste de instalación | Más bajo; cableado más simple | Más alto; gabinetes y montaje más grandes |
| Mantenimiento | Mínimo; inspección/reemplazo del contactor | Se requiere prueba y calibración del interruptor |
| Proyectos Multi-Unidad | Económico para múltiples paneles | Mayor costo total para sistemas multi-panel |
Consecuencias de la Aplicación Incorrecta
Usar la clase de ATS incorrecta crea modos de falla predecibles:
- Clase PC en el servicio entrante principal sin SCPD aguas arriba: El ATS no puede eliminar fallas. Durante un cortocircuito, el contactor se cerrará sobre la falla y permanecerá cerrado, confiando en la protección de la utilidad o del generador, que puede no coordinarse adecuadamente, causando daños al equipo o riesgo de incendio.
- Clase CB donde la transferencia rápida es crítica: Un tiempo de transferencia más lento (100-300 ms) puede exceder el tiempo de retención del equipo de TI sensible, causando reinicios del servidor o pérdida de datos. Los interruptores de transferencia estáticos o los ATS de clase PC son más adecuados.
- Clase PC sin la coordinación WCR adecuada: Si el SCPD aguas arriba es de tamaño insuficiente o demasiado lento, las corrientes de falla pueden exceder la capacidad de resistencia del ATS, soldando los contactos o causando una falla catastrófica.
- Clase CB en esquemas de coordinación selectiva sin consideración: Los interruptores integrados agregan otra capa de protección que debe coordinarse con los dispositivos aguas arriba y aguas abajo; una coordinación inadecuada puede causar disparos molestos o pérdida de selectividad.
Guía de Aplicación: Centros de Datos, Hospitales e Instalaciones Industriales
Los diferentes tipos de instalaciones imponen requisitos distintos a los interruptores de transferencia automática. Comprender estas necesidades específicas de la aplicación aclara cuándo la clase PC o CB es la opción correcta.
Centros de datos e instalaciones de TI
Preocupaciones Primarias: Máximo tiempo de actividad (99.99% + disponibilidad), transferencia rápida para minimizar la interrupción del servidor, coordinación selectiva para aislar fallas sin fallas en cascada.
Arquitectura Típica de ATS:
- Servicio entrante principal: A menudo utiliza ATS de clase CB (400A-4000A) en la unión de la utilidad/generador que alimenta toda la instalación. Proporciona protección independiente y altas clasificaciones WCR para las enormes corrientes de falla cerca de la entrada de servicio.
- Distribución a cargas de TI: ATS de clase PC (100A-600A) en la PDU (unidad de distribución de energía) o nivel de fila. La transferencia rápida (50-100 ms) mantiene los servidores en línea a través de sus capacitores de retención, y los MCCB aguas arriba proporcionan coordinación de fallas y selectividad.
- Interruptores de transferencia estáticos (STS): Para centros de datos Tier III/IV, se utilizan STS de estado sólido con un tiempo de transferencia de <5 ms entre las salidas UPS duales para evitar cualquier interrupción de la carga de TI. Técnicamente, estos son una clase de dispositivo diferente, pero sirven para objetivos de redundancia similares.
Hospitales e Instalaciones de Atención Médica
Preocupaciones Primarias: Cumplimiento de seguridad de vida (NFPA 99, NFPA 110), restauración de energía de 10 segundos para ramas críticas, protección independiente para sistemas eléctricos esenciales, mantenibilidad sin interrupción del servicio.
Arquitectura Típica de ATS:
- Servicio de entrada principal al Sistema Eléctrico Esencial (EES): ATS de clase CB (800A-3000A) es estándar. NFPA 99 exige que el EES sea capaz de operar de forma independiente, y la clase CB proporciona la protección integrada requerida. Este ATS alimenta las ramas de seguridad de vida, críticas y de equipos.
- Rama de Seguridad de Vida (iluminación de salida, alarmas contra incendios, iluminación de evacuación): Dedicada ATS de clase CB (100A-400A) asegura la protección independiente para los circuitos exigidos por el código que deben permanecer energizados durante las emergencias.
- Rama Crítica (quirófanos, UCI, departamento de emergencias): ATS clase CB o clase PC dependiendo del diseño de la instalación. La clase PC de transición cerrada es común para la energía de los quirófanos para evitar cualquier interrupción del equipo de soporte vital; la coordinación aguas arriba está cuidadosamente diseñada para cumplir con los requisitos de selectividad de la NFPA.
- Rama de Equipos (HVAC, ascensores, cargas no críticas): ATS de clase PC (200A-800A) es económico y proporciona una transferencia rápida para sistemas menos críticos donde la protección aguas arriba es aceptable.
Edificios comerciales
Preocupaciones Primarias: Cumplimiento del código para sistemas de emergencia/espera (NEC Artículo 700/701/702), rentabilidad, mantenibilidad, protección adecuada para bombas contra incendios e iluminación de evacuación.
Arquitectura Típica de ATS:
- Servicio principal del edificio: Puede usar ATS de clase CB (600A-2000A) si el ATS está en la entrada de servicio con ninguna protección aguas arriba, o Clase PC si se encuentra aguas abajo del desconectador de servicio principal.
- Bomba contra incendios: El artículo 695 de NEC requiere protección dedicada contra sobrecorriente; ATS de clase CB (100A-400A) es típico para asegurar que el circuito de la bomba contra incendios tenga capacidad independiente de eliminación de fallas.
- Iluminación de emergencia/evacuación: ATS de clase PC (30A-100A) es económico y cumple con el código donde los interruptores automáticos aguas arriba proporcionan protección.
- HVAC y cargas generales de reserva: ATS de clase PC para la eficiencia de costos y la transferencia rápida.
Instalaciones Industriales y Fabricación
Preocupaciones Primarias: Continuidad del proceso, manejo de carga del motor, altas corrientes de falla cerca de los transformadores, coordinación selectiva para evitar el tiempo de inactividad de la producción, construcción robusta para entornos hostiles.
Arquitectura Típica de ATS:
- Servicio principal de la planta: ATS de clase CB (1200A-4000A) en el secundario del transformador o en el punto de conexión del generador, proporcionando altas clasificaciones WCR y protección independiente para ubicaciones de alta falla.
- Control de procesos y alimentación PLC: ATS de clase PC (60A-200A) con transferencia rápida para mantener los sistemas de control en línea y evitar la interrupción del proceso.
- Cargas del motor (bombas, compresores, transportadores): ATS de clase PC dimensionado para el arranque del motor, con MCCB aguas arriba que proporcionan protección contra sobrecarga y cortocircuito. La transferencia puede causar la parada del motor y requerir un reinicio, lo cual es aceptable en la mayoría de las aplicaciones industriales.
Guía Práctica de Selección: Elegir entre la Clase PC y la Clase CB
Paso 1: Determine la Ubicación de la Instalación y el Contexto de Protección
¿Está el ATS en la entrada de servicio principal sin ningún dispositivo de protección aguas arriba?
- Sí → Se requiere la clase CB. Sin protección aguas arriba, el ATS debe proporcionar su propia capacidad de eliminación de fallas.
- No (El ATS está aguas abajo del desconectador de servicio principal o del interruptor de alimentación) → La clase PC es factible; proceda al Paso 2.
Paso 2: Identifique los Requisitos del Código y de la Instalación
¿Los códigos aplicables (NFPA 99, NFPA 110, NEC Artículo 695, requisitos locales de AHJ) exigen protección integrada contra sobrecorriente en el punto de transferencia?
- Sí (EES de hospitales, bombas contra incendios, ramas de seguridad de vida) → Se requiere la clase CB.
- No → Proceda al Paso 3.
Paso 3: Calcule la Corriente de Falla y Verifique la Coordinación WCR
- Determine la corriente de falla disponible en los terminales de línea del ATS.
- Identifique el dispositivo de protección aguas arriba (MCCB, fusible o ATS aguas arriba).
- Para los candidatos de clase PC: Verifique que el dispositivo aguas arriba esté listado en las tablas WCR de dispositivos específicos del ATS, o confirme que elimina las fallas más rápido que la duración WCR basada en el tiempo del ATS.
- Para los candidatos de clase CB: Verifique que el WCR etiquetado del ATS exceda la corriente de falla disponible.
Si la coordinación WCR no se puede lograr con la clase PC → Use la clase CB (clasificaciones WCR más altas típicamente disponibles).
Paso 4: Evalúe los Requisitos de Velocidad de Transferencia
¿La carga requiere una transferencia más rápida que 100 milisegundos?
- Sí (alimentación del servidor con retención limitada, sistemas de control de procesos, equipos de TI) → Clase PC (transferencia de 30-150 ms) o interruptores de transferencia estáticos (<5 ms).
- No (distribución general, cargas de motor, iluminación) → Tanto la clase PC como la CB son aceptables.
Paso 5: Evalúe el Tipo de Carga y las Necesidades Operativas
- Cargas de TI sensibles, transferencia rápida crítica → Clase PC
- Cargas de motor con reinicio aceptable después de la transferencia → Clase PC (económica con SCPD aguas arriba)
- Cargas mixtas que requieren protección independiente → Clase CB
- Equipo de alta corriente de irrupción (motores grandes, transformadores) → Clase PC (más fácil de coordinar mediante el dimensionamiento de SCPD aguas arriba)
Paso 6: Considere los factores económicos y de diseño del sistema
- ¿Instalaciones de paneles múltiples o proyectos sensibles a los costos? → La clase PC ofrece ahorros de costos de 20-40% por unidad.
- ¿ATS crítico único, o el presupuesto es secundario a la robustez de la protección? → La clase CB proporciona una capa de protección adicional.
- ¿Filosofía de coordinación selectiva? → La clase PC permite una mejor coordinación aguas arriba; la clase CB proporciona protección independiente en el punto de transferencia.
Conclusión
La distinción entre los interruptores de transferencia automática de clase PC y clase CB no es arbitraria ni una simple cuestión de preferencia: define la filosofía de protección fundamental, el mecanismo de conmutación y las características operativas del dispositivo. Los ATS de clase PC, construidos alrededor de contactores o interruptores motorizados, proporcionan una transferencia de carga rápida y económica, pero dependen completamente de los dispositivos de protección aguas arriba para la eliminación de fallas. Los ATS de clase CB, construidos a partir de interruptores automáticos, integran la protección contra sobrecorriente y la interrupción de fallas en el propio interruptor de transferencia, lo que los hace adecuados para alimentadores de servicio principales y aplicaciones donde se exige o prefiere la protección independiente.
Para los ingenieros eléctricos que diseñan sistemas de energía críticos, la decisión depende de la ubicación de la instalación, los requisitos del código, la coordinación de la corriente de falla, las necesidades de velocidad de transferencia y las consideraciones económicas. Los servicios de entrada principales sin protección aguas arriba exigen la clase CB; los paneles de subdistribución con cargas de TI de transferencia rápida favorecen la clase PC. Los hospitales y los circuitos de seguridad para la vida a menudo requieren la clase CB para el cumplimiento del código; los PDU de los centros de datos priorizan la clase PC por velocidad y selectividad. La comprensión de las clasificaciones IEC 60947-6-1 y el marco de coordinación UL 1008 WCR permite a los ingenieros tomar decisiones informadas que equilibren la protección, el rendimiento y el costo.
VIOX Electric fabrica interruptores de transferencia automática diseñados según las normas UL 1008 e IEC 60947-6-1 en configuraciones de clase PC y CB, con clasificaciones de corriente de 30 A a 4000 A para centros de datos, hospitales, edificios comerciales e instalaciones industriales. Para obtener orientación sobre las especificaciones, estudios de coordinación WCR o consultas técnicas sobre sus requisitos de conmutación de transferencia de energía crítica, comuníquese con el equipo de ingeniería de VIOX.
Especifique la clase de ATS correcta para una energía crítica confiable. Contacto VIOX Electric para discutir sus requisitos de interruptor de transferencia automática.
