Está comparando dos MCCB con clasificaciones de corriente idénticas: ambos son de 100 A, dispositivos de tres polos. Pero las especificaciones de voltaje se leen de manera diferente: uno muestra “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV” mientras que el otro enumera “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV”. ¿Cuál se adapta a su sistema trifásico de 400 V? ¿Puede usar de manera segura el primer interruptor aunque su Ue coincida con el voltaje de su sistema pero el Uimp sea diferente?
Estos tres parámetros de voltaje (Ue, Ui y Uimp) aparecen en cada hoja de datos de equipos eléctricos de MCCB y contactores a relés y bloques de terminales. Pero la confusión sobre lo que realmente significan conduce a equipos con especificaciones insuficientes que fallan prematuramente, componentes con especificaciones excesivas que desperdician el presupuesto y problemas de cumplimiento durante la aprobación del proyecto.
El problema no es solo leer tres números. Cada clasificación prueba una tensión eléctrica diferente: operación en estado estacionario, integridad del aislamiento y resistencia a sobretensiones transitorias. Están regidos por diferentes estándares IEC, verificados a través de diferentes procedimientos de prueba y cumplen funciones distintas en la selección de equipos. Tratarlos como intercambiables, o peor aún, ignorar dos de ellos, crea riesgos reales de seguridad y confiabilidad.
Esta guía decodifica las tres clasificaciones de voltaje con precisión. Aprenderá exactamente qué miden Ue, Ui y Uimp, qué pruebas IEC validan cada parámetro, cómo se relacionan con los estándares de coordinación del aislamiento y, lo que es más importante, qué clasificación importa para qué decisión de especificación. Al final, leerá las hojas de datos de los equipos con confianza y seleccionará componentes que coincidan tanto con el voltaje de su sistema como con el perfil completo de tensión eléctrica que enfrenta su instalación.
¿Qué es Ue (Voltaje Operacional Nominal)?
Ue problema es la voltaje operacional nominal: el voltaje al que el equipo eléctrico está diseñado para operar en condiciones normales y sin perturbaciones. Este es el número que debe coincidir con el voltaje nominal de su sistema al seleccionar MCCBs, contactores, relés u otros equipos de control.
En la terminología de la norma IEC 60947, Ue define el dominio de voltaje de aplicación del equipo. Funciona en conjunto con otros dos parámetros críticos: Ie (corriente operacional nominal) y categoría de utilización (como AC-3 para motores o AC-23 para cargas mixtas). Juntas, estas tres especificaciones describen la envolvente de rendimiento operativo del dispositivo.
Qué prueba realmente Ue
Ue no corresponde a un voltaje de prueba independiente específico. En cambio, establece el voltaje de referencia para las pruebas de rendimiento:
- Pruebas de resistencia operacional: El equipo debe completar los ciclos operativos nominales (conexión y desconexión de la corriente nominal) en Ue sin fallas
- Verificación del aumento de temperatura: A la corriente nominal y al voltaje operacional, las temperaturas del dispositivo deben permanecer dentro de los límites
- Coordinación del rendimiento: Los fabricantes declaran la capacidad de conmutación de corriente, el rendimiento de cortocircuito y los datos de coordinación a valores Ue específicos
Para un contactor con clasificación Ue 400V AC-3 con Ie 95A, eso significa que ha sido probado para conmutar cargas de motor inductivas de 95A a 400V para su resistencia mecánica y eléctrica declarada.
Valores típicos de Ue para equipos industriales
Las clasificaciones Ue estándar siguen los voltajes comunes del sistema:
- 230V / 240V AC: Sistemas monofásicos europeos e internacionales
- 400V / 415V AC: Sistemas trifásicos europeos, asiáticos y muchos sistemas industriales
- 480V AC: Sistemas industriales trifásicos norteamericanos
- 690 V CA: Aplicaciones industriales de alto voltaje, equipos de minería
- 24V / 48V / 110V DC: Circuitos de control, sistemas de automatización, instalaciones con respaldo de batería
Selecciona equipos donde la Ue declarada coincida o exceda el voltaje nominal de su sistema. Un dispositivo con clasificación Ue 690V puede operar en un sistema de 400V (está sobrevalorado para el voltaje), pero un dispositivo con clasificación Ue 230V no se puede usar en una aplicación de 400V: está subespecificado.
La relación Ue-Ie-Categoría
Ue nunca existe de forma aislada. Un MCCB podría mostrar Ue 400V con múltiples clasificaciones Ie (40A, 63A, 100A) según el tamaño del bastidor y la configuración del disparo térmico. Un contactor podría enumerar diferentes valores de Ie en diferentes niveles de Ue; por ejemplo, Ie 95A en Ue 400V pero solo Ie 80A en Ue 690V, porque un voltaje más alto estresa los contactos durante la interrupción del arco.
Siempre verifique las tres especificaciones. Un dispositivo clasificado para su voltaje pero con la categoría de utilización incorrecta puede fallar incluso si la Ue coincide perfectamente.
¿Qué es Ui (Voltaje de Aislamiento Nominal)?
Ui problema es la voltaje de aislamiento nominal: el voltaje de referencia utilizado para determinar los niveles de prueba dieléctrica y las distancias mínimas de fuga. A diferencia de Ue (que describe el rendimiento operativo), Ui define la capacidad de aislamiento del equipo. No es un voltaje de funcionamiento permisible; es una referencia de diseño que garantiza una resistencia de aislamiento adecuada.
La regla fundamental: Ue nunca debe exceder Ui. Las hojas de datos del equipo muestran esta relación explícitamente: un contactor con clasificación Ue 400V generalmente mostrará Ui 690V u 800V, lo que significa que puede operar a cualquier voltaje hasta 400V mientras mantiene el aislamiento diseñado para niveles de tensión de 690V u 800V.
Qué prueba realmente Ui: Resistencia dieléctrica
Ui determina el prueba de resistencia dieléctrica a frecuencia industrial voltaje. Esta prueba verifica que el aislamiento pueda soportar la tensión eléctrica sostenida sin averías:
- Voltaje de prueba: Normalmente 2 × Ui + 1000V para equipos con Ui ≤ 690V (según IEC 60947-1)
- Duración de la prueba: 60 segundos (1 minuto de voltaje CA sostenido)
- Frecuencia de prueba: 50 Hz o 60 Hz CA (frecuencia industrial)
- Criterios de aprobación: Sin descarga disruptiva, sin avería, corriente de fuga dentro de los límites especificados
Por ejemplo, los bloques de terminales con clasificación Ui 690V se someten a pruebas dieléctricas a aproximadamente 2380V CA durante un minuto. Esto simula años de envejecimiento y tensión del aislamiento condensados en una sola prueba controlada.
Por qué Ui excede a Ue: el margen de seguridad
Los equipos eléctricos experimentan tensión de voltaje más allá de los niveles nominales:
- Sobretensiones transitorias: Sobretensiones de conmutación, operaciones de banco de capacitores
- Variaciones del voltaje del sistema: Fluctuaciones de la red, problemas de regulación del generador
- Envejecimiento del aislamiento: La humedad, la contaminación y los ciclos térmicos degradan el aislamiento con el tiempo
- Margen de seguridad: Las normas IEC exigen que el aislamiento esté diseñado para una tensión superior a la tensión de funcionamiento
Un sistema de 400 V rara vez ve exactamente 400 V de forma continua. La tensión puede oscilar ±10% en condiciones normales, y los eventos transitorios la elevan aún más. Especificar equipos con Ui sustancialmente superior a Ue garantiza la integridad del aislamiento durante toda la vida útil del equipo.
Requisitos de Ui y Distancia de Fuga
Ui determina directamente el mínimo distancias de fuga—la trayectoria más corta entre las partes conductoras medida a lo largo de la superficie aislante. Las tablas de la norma IEC 60664-1 especifican la fuga necesaria en función de:
- Tensión nominal de aislamiento (Ui)
- Grado de contaminación (nivel de contaminación: limpio, normal, conductivo)
- Grupo de material aislante (resistencia al seguimiento: I, II, IIIa, IIIb)
Una Ui más alta exige una mayor distancia de fuga. Los bloques de terminales para Ui 1000V necesitan significativamente más espacio que los bloques Ui 400V, incluso si ambos operan en el mismo sistema de 400V. Esto afecta al tamaño físico y a la densidad de los terminales.
Valores comunes de Ui
Clasificaciones estándar de Ui para equipos de baja tensión:
- 300V: Componentes de control de baja intensidad, aplicaciones de baja tensión
- 500V / 690V: Más común para MCCB industriales, contactores, relés en sistemas de 400V/480V
- 800V / 1000V: Mayor aislamiento para aplicaciones exigentes, cobertura de rango de tensión extendido
Verifique siempre que el equipo seleccionado muestre Ui ≥ la tensión máxima esperada de su sistema. Para un sistema de 480 V, la elección de componentes con Ui 500 V proporciona un margen mínimo; Ui 690 V u 800 V ofrece una mejor fiabilidad a largo plazo.
¿Qué es Uimp (Tensión Nominal de Resistencia al Impulso)?
Uimp problema es la tensión nominal de resistencia al impulso—el valor de tensión máxima que el equipo puede soportar cuando se somete a impulsos de sobretensión transitorios estandarizados sin fallo de aislamiento. Mientras que Ui prueba la resistencia dieléctrica a la frecuencia de la red eléctrica, Uimp valida la capacidad del equipo para sobrevivir a sobretensiones rápidas de alta energía procedentes de rayos, eventos de conmutación y perturbaciones de la red.
Uimp se expresa en kilovoltios (kV) de pico y utiliza una forma de onda de impulso estandarizada: 1,2/50 μs (tiempo de subida de 1,2 microsegundos hasta el pico, caída de 50 microsegundos hasta la mitad del valor). Esta forma de onda simula la firma eléctrica de las sobretensiones inducidas por rayos y los transitorios de conmutación.
Lo que realmente prueba Uimp: Inmunidad a sobretensiones
La prueba de resistencia al impulso somete al equipo a pulsos transitorios de alta tensión:
- Forma de onda de prueba: Impulso de tensión de 1,2/50 μs (forma IEC estándar)
- Voltaje de prueba: Uimp declarada del equipo (6 kV, 8 kV, 12 kV, etc.)
- Procedimiento de ensayo: Múltiples impulsos aplicados con ambas polaridades (positiva y negativa)
- Intervalo entre impulsos: Mínimo 1 segundo
- Criterios de aprobación: Sin flameo, sin ruptura del aislamiento, sin degradación de las distancias
Para un interruptor automático con una Uimp nominal de 8 kV, los ingenieros de pruebas aplican impulsos de pico de 8.000 voltios repetidamente para verificar que las distancias internas y el aislamiento soportan estas tensiones transitorias sin fallar.
La conexión de la categoría de sobretensión
Los valores de Uimp no son arbitrarios, sino que están coordinados con categorías de sobretensión definidas en la norma IEC 60664-1. Estas categorías clasifican las instalaciones por su exposición a sobretensiones transitorias:
- Categoría I: Equipos con exposición transitoria reducida (circuitos electrónicos protegidos)
- Categoría II: Aparatos y equipos portátiles (cargas residenciales típicas)
- Categoría III: Instalaciones fijas (paneles de distribución, maquinaria industrial)
- Categoría IV: Origen de la instalación (acometida de servicio, contadores de servicios públicos, líneas aéreas)
Las categorías más altas se enfrentan a transitorios más severos. Las tablas de la norma IEC 60664-1 relacionan las tensiones nominales del sistema con los niveles de resistencia al impulso necesarios para cada categoría. Para un sistema trifásico de 400 V:
- Categoría II: Uimp 2,5 kV típica
- Categoría III: Uimp 6 kV típica
- Categoría IV: Uimp 8 kV típica
Los equipos industriales instalados en sistemas de distribución fijos (Categoría III) necesitan una Uimp más alta que los aparatos enchufados a tomas de corriente (Categoría II), aunque ambos funcionen a la misma tensión nominal.
Valores típicos de Uimp para equipos industriales
Clasificaciones estándar de Uimp para aparamenta y equipos de control de baja tensión:
- 4 kV: Aplicaciones de categoría inferior, equipos residenciales
- 6 kV: Común para MCCB domésticos/residenciales, equipos de Categoría II/III
- 8 kV: Estándar para MCCB industriales, contactores, instalaciones fijas de Categoría III/IV
- 12 kV: Aplicaciones industriales exigentes, equipos de grado de servicio público, ubicaciones de alta exposición
Las hojas de datos de los equipos suelen mostrar los valores de Uimp correspondientes a la categoría de instalación prevista. Los componentes de grado industrial tienen por defecto 8 kV o más, mientras que los productos residenciales pueden mostrar 4-6 kV.
Por qué es importante Uimp: Eventos de sobretensión en el mundo real
Los sistemas eléctricos se enfrentan a sobretensiones transitorias con regularidad:
- Los rayos caen: Las caídas directas o cercanas inducen sobretensiones de alta tensión en las redes de distribución
- Operaciones de conmutación: La apertura/cierre de grandes cargas, bancos de capacitores o transformadores crea picos de tensión
- Fallas en la red: El despeje de fallas y las operaciones de reconexión generan transitorios
- Arranque del motor: La conmutación de cargas inductivas produce picos de tensión localizados
Los equipos con una Uimp inadecuada fallan de forma impredecible, a veces inmediatamente después de una tormenta eléctrica, otras veces después de que el daño acumulativo por sobretensión debilita el aislamiento durante meses. La especificación correcta de la Uimp garantiza que el equipo sobreviva al entorno transitorio específico de su ubicación y categoría de instalación.
Diferencias clave: Ue vs Ui vs Uimp
Estas tres clasificaciones de tensión miden tensiones eléctricas fundamentalmente diferentes. Comprender sus distinciones evita errores de especificación y le ayuda a adaptar el equipo a las condiciones de funcionamiento reales.
Operacional vs. Aislamiento vs. Sobretensión: Diferentes preguntas
Cada clasificación responde a una pregunta de diseño específica:
- Ue (Tensión de funcionamiento): “¿En qué tensión de sistema puede funcionar este dispositivo en condiciones normales y continuas?”
- Ui (Tensión de aislamiento): “¿Qué referencia de tensión determina la resistencia de aislamiento y las distancias de fuga de este dispositivo?”
- Uimp (Tensión soportada al impulso): “¿Qué tensión transitoria máxima puede soportar este dispositivo sin que se produzca una ruptura del aislamiento?”
Son complementarias, no intercambiables. No se puede sustituir Ui por Ue, y una Uimp alta no compensa una Ue inadecuada. Las tres deben ajustarse a los requisitos de su aplicación.
Diferencias en el método de prueba
| Clasificación | Tipo de prueba | Tensión de prueba | Duración | Lo que valida |
| Ue | Pruebas de rendimiento operativo | Tensión nominal del sistema | Miles de ciclos | Capacidad de conmutación, resistencia, aumento de temperatura |
| Ui | Resistencia dieléctrica a la frecuencia de la red eléctrica | ~2 × Ui + 1000V CA | 60 segundos | Integridad del aislamiento contra la tensión de CA sostenida |
| Uimp | Prueba de resistencia al impulso | Valor nominal de pico de kV de impulso | Microsegundos (múltiples disparos) | Adecuación de la separación contra sobretensiones transitorias rápidas |
Las pruebas de Ui utilizan CA de 50/60 Hz sostenida durante un minuto, una tensión lenta y continua sobre el aislamiento. Las pruebas de Uimp utilizan impulsos de 1,2/50 μs, picos de tensión rápidos y agudos que tensan las separaciones y los espacios de aire de forma diferente. Superar una prueba no garantiza superar la otra.
Relaciones de magnitud de la tensión
El equipo típico muestra una jerarquía de tensión específica:
Ue ≤ Ui < Uimp
Ejemplo: Un MCCB industrial para un sistema de 400 V podría mostrar:
- Ue = 400 V (la tensión de funcionamiento coincide con la del sistema)
- Ui = 690 V (aislamiento diseñado para una mayor tensión)
- Uimp = 8 kV (resistencia al impulso para instalaciones de categoría III)
Observe el orden de magnitud: Ue y Ui están en cientos de voltios, mientras que Uimp salta a miles de voltios. Esto refleja la diferente naturaleza de las sobretensiones transitorias frente al funcionamiento en estado estacionario.
¿Qué clasificación rige qué decisión?
Las diferentes decisiones de especificación dependen de diferentes clasificaciones:
Utilice Ue para determinar:
- Compatibilidad del sistema (¿el equipo coincide con su tensión nominal?)
- Coordinación de la clasificación de corriente (valores de Ie declarados a niveles de Ue específicos)
- Aplicabilidad de la categoría de utilización (AC-3, AC-23, etc.)
- Configuraciones en paralelo/serie (consideraciones sobre el reparto de la tensión)
Utilice Ui para verificar:
- Margen de seguridad de aislamiento adecuado (Ui debe superar significativamente a Ue)
- Cumplimiento de los requisitos de distancia de fuga para el grado de contaminación
- Fiabilidad del aislamiento a largo plazo en su entorno
- Idoneidad del equipo en diferentes rangos de tensión (un dispositivo, múltiples aplicaciones)
Utilice Uimp para garantizar:
- Protección contra sobretensiones transitorias para la categoría de sobretensión de la instalación
- Coordinación con los dispositivos de protección contra sobretensiones aguas arriba
- Diseño de separación adecuado para ubicaciones de alta exposición
- Cumplimiento de las normas de coordinación del aislamiento (IEC 60664-1)
Normas IEC y requisitos de prueba
Las tres clasificaciones de tensión no son afirmaciones arbitrarias del fabricante, sino que están regidas por rigurosas normas internacionales IEC que definen los procedimientos de prueba, los criterios mínimos de rendimiento y los requisitos de documentación.
Serie IEC 60947: Aparamenta de baja tensión y aparatos de control
La serie IEC 60947 proporciona la base para las definiciones de clasificación de tensión en MCCBs, contactores, relés, arrancadores de motor y equipos de control:
- IEC 60947-1: Reglas generales que establecen las definiciones de Ue, Ui, Uimp, los requisitos de coordinación del aislamiento y los procedimientos de prueba aplicables a todo el aparamenta de baja tensión
- IEC 60947-2: Requisitos específicos para interruptores automáticos (MCCB, ACB), incluida la capacidad de corte de cortocircuito, las categorías de selectividad y la aplicación de la tensión nominal
- IEC 60947-4-1: Contactores y arrancadores de motor, que definen las categorías de utilización (AC-3, AC-4, etc.) y cómo se relaciona Ue con la capacidad de conmutación del motor
- IEC 60947-5-1: Dispositivos de circuito de control y elementos de conmutación (interruptores de límite, selectores, pulsadores)
Todas las partes hacen referencia a la norma IEC 60947-1 para las definiciones fundamentales de la tensión nominal y, a continuación, añaden detalles de las pruebas específicas del producto.
IEC 60947-7-1: Bornes para conductores de cobre
Los bloques de terminales siguen las normas relacionadas:
- IEC 60947-7-1: Define la elevación de la temperatura, la resistencia dieléctrica (validando Ui), la resistencia a la corriente de corta duración y las pruebas de impulso (validando Uimp) para los bloques de terminales
- Las pruebas incluyen: Prueba dieléctrica de frecuencia industrial (60 segundos a la tensión de prueba derivada de Ui) y prueba de tensión de impulso (forma de onda de 1,2/50 μs a la Uimp nominal)
Los bloques de terminales utilizan el mismo marco fundamental de Ui y Uimp que los MCCB y los contactores, lo que garantiza la coherencia de la coordinación del aislamiento en todos los componentes del panel.
IEC 60664-1: Coordinación del aislamiento en sistemas de baja tensión
La norma IEC 60664-1 proporciona las tablas de ingeniería que conectan la tensión del sistema con la Uimp y las distancias de aislamiento necesarias:
- Categorías de sobretensión (I a IV) clasifican la exposición de la instalación a los transitorios
- Grados de contaminación (1 a 4) clasifican los niveles de contaminación ambiental
- Tablas de tensión nominal de impulso: Asignan la tensión nominal del sistema y la categoría de sobretensión a la Uimp mínima requerida
- Tablas de distancias de aislamiento en aire y superficiales: Especifican las distancias mínimas en aire y en superficie en función de la Ui, el grado de contaminación y el grupo de materiales aislantes
Los ingenieros utilizan la norma IEC 60664-1 para determinar qué Uimp y distancias de aislamiento exige su aplicación y, a continuación, seleccionan equipos con hojas de datos que muestren las clasificaciones adecuadas.
IEC 61810-1: Relés electromecánicos
Los relés electromecánicos siguen su propia norma, pero utilizan conceptos idénticos de tensión nominal:
- IEC 61810-1: Define Ue (tensión de conmutación), Ui (tensión de aislamiento) y Uimp (tensión soportada de impulso) para contactos y bobinas de relé
- Procedimientos de prueba: Las pruebas dieléctricas de frecuencia industrial y las pruebas de impulso reflejan la metodología de la norma IEC 60947-1
Un relé con una tensión nominal de Ue 400V, Ui 690V, Uimp 6 kV utiliza el mismo marco interpretativo que un MCCB con esas tensiones nominales; sólo difiere el tipo de producto.
Pruebas de tipo frente a pruebas de rutina
La validación de la tensión nominal implica dos niveles de prueba:
Prueba de tipo (realizada una vez por diseño):
- Validación exhaustiva que incluye resistencia dieléctrica, pruebas de impulso, elevación de la temperatura, ciclos de resistencia
- Se realiza en muestras representativas en laboratorios de pruebas acreditados
- Los resultados se documentan en los informes de las pruebas de tipo y se publican en las hojas de datos
- Costoso, requiere mucho tiempo: los fabricantes no lo repiten para cada unidad de producción
Pruebas de rutina (realizada en cada unidad o lote de producción):
- Verificación básica: inspección visual, comprobaciones dimensionales, prueba dieléctrica simplificada (tensión más baja, duración más corta)
- Garantiza la coherencia de la fabricación sin repetir toda la batería de pruebas de tipo
- Control de calidad rápido y rentable
Cuando lee una hoja de datos que muestra Ue, Ui y Uimp, esos valores representan un rendimiento certificado y probado por tipo. Las pruebas de rutina confirman que cada unidad de producción cumple con el diseño probado por tipo.
Guía práctica de selección: Uso correcto de las tensiones nominales
La selección de equipos con tensiones nominales adecuadas requiere un enfoque sistemático. Siga este marco de decisión para hacer coincidir las tensiones nominales con los requisitos de su instalación.
Paso 1: Identifique la tensión nominal de su sistema
Comience con los datos básicos del sistema:
- Sistemas monofásicos: 120V, 230V, 240V AC
- Sistemas trifásicos: 208V, 380V, 400V, 415V, 480V, 600V, 690V AC
- Sistemas de CC: 24V, 48V, 110V, 220V DC (común en aplicaciones de control/batería)
Este es su requisito mínimo de Ue. No se pueden utilizar equipos con una Ue nominal inferior a la tensión de su sistema; los equipos con una Ue nominal igual o superior a la tensión del sistema son aceptables desde el punto de vista de la tensión de funcionamiento.
Paso 2: Determine la categoría de sobretensión de la instalación
Consulte la norma IEC 60664-1 o los códigos eléctricos locales para clasificar su instalación:
Categoría I: Equipos electrónicos sensibles con protección contra sobretensiones local (poco común en aplicaciones industriales)
Categoría II: Circuitos de electrodomésticos y tomas de corriente, equipos portátiles a una distancia mínima de 10 metros de las fuentes de categoría III (residencial, comercial ligero)
Categoría III: Equipos fijos en edificios, paneles de distribución, maquinaria industrial (la aplicación industrial más común)
Categoría IV: Origen de la instalación, equipos de entrada de servicio, contadores de servicios públicos, líneas aéreas
Su categoría de instalación determina la Uimp mínima requerida. Para un sistema de 400 V:
- Categoría II → Uimp ≥ 2,5 kV
- Categoría III → Uimp ≥ 6 kV (a menudo especificada como 8 kV para un mejor margen)
- Categoría IV → Uimp ≥ 8 kV
Paso 3: Evaluar el Grado de Contaminación Ambiental
Evaluar los niveles de contaminación según IEC 60664-1:
- Grado de contaminación 1: Entornos limpios, envolventes selladas (raro)
- Grado de contaminación 2: Condiciones interiores normales, solo contaminación no conductiva (la mayoría de los armarios de control)
- Grado de contaminación 3: Contaminación conductiva o contaminación no conductiva seca que se vuelve conductiva cuando está húmeda (entornos industriales, instalaciones exteriores)
- Grado de contaminación 4: Contaminación conductiva persistente por lluvia, nieve o contaminación severa
Los grados de contaminación más altos requieren equipos con mayores distancias de fuga, lo que significa clasificaciones Ui más altas para la misma capacidad de espacio libre. Un sistema de 400 V en Grado de Contaminación 3 necesita una fuga mayor que el mismo voltaje en Grado 2.
Paso 4: Seleccionar el Ui del Equipo con Margen Adecuado
Regla general: Especifique equipos con Ui al menos 1.5 × el voltaje nominal de su sistema, preferiblemente más alto.
Para sistemas comunes:
- Sistema trifásico de 400V: Especifique Ui ≥ 690V (margen de 1.73×)
- Sistema trifásico de 480V: Especifique Ui ≥ 690V u 800V
- Sistema monofásico de 230V: Especifique Ui ≥ 400V o 500V
Este margen tiene en cuenta las variaciones de voltaje, las sobretensiones transitorias y el envejecimiento del aislamiento durante la vida útil del equipo.
Paso 5: Verificar que Uimp Coincida con la Categoría de Instalación
Verifique las hojas de datos del equipo con su categoría de instalación del Paso 2:
- Asegúrese de que el Uimp declarado ≥ mínimo IEC 60664-1 para el voltaje y la categoría de su sistema
- Las instalaciones fijas industriales (Categoría III) normalmente necesitan un Uimp mínimo de 6-8 kV
- No especifique menos para ahorrar costos: las fallas por sobretensión son impredecibles y costosas
Paso 6: Validar las Clasificaciones de Corriente en el Ue Seleccionado
Las clasificaciones de corriente del equipo (Ie, In) se declaran en valores Ue específicos. Verificar que:
- La clasificación de corriente es adecuada para su carga en el Ue declarado
- Si el equipo enumera múltiples opciones de Ue, verifique que la corriente no disminuya en el voltaje elegido
- Los contactores especialmente muestran una Ie reducida en niveles de Ue más altos; no asuma que la corriente permanece constante
Paso 7: Documentar las Selecciones para la Verificación del Cumplimiento
Mantenga un registro de especificaciones que muestre:
- Voltaje nominal del sistema y categoría de instalación
- Valores Ue, Ui, Uimp del equipo seleccionado
- Grado de contaminación y distancias de fuga requeridas
- Justificación de cualquier desviación de la práctica estándar
Esta documentación respalda los procesos de aprobación, las revisiones de inspección y las futuras decisiones de mantenimiento/reemplazo.
Resumen del Diagrama de Flujo de Decisión
- El voltaje del sistema → Define el Ue mínimo
- Categoría de instalación (IEC 60664-1) → Define el Uimp mínimo
- Grado de contaminación + Voltaje → Define la fuga requerida (valida la selección de Ui)
- Características de la carga + Ue → Define la Ie requerida y la categoría de utilización
- Verifique todas las clasificaciones → Asegura que Ue ≤ Ui, Uimp adecuado, corriente suficiente
Si alguna clasificación es marginal o poco clara, especifique la siguiente clasificación estándar más alta. La diferencia de costo es mínima en comparación con las fallas en el campo y los reemplazos de emergencia.
Errores comunes de especificación que se deben evitar
Incluso los ingenieros experimentados cometen errores en la clasificación de voltaje cuando trabajan bajo presión de tiempo o tratan con tipos de equipos desconocidos. Aquí están los errores más frecuentes y cómo evitarlos.
Error 1: Usar Solo Ue e Ignorar Ui/Uimp
Error: Especificar el equipo basándose únicamente en la coincidencia de Ue con el voltaje del sistema, sin verificar Ui y Uimp.
Por qué está mal: Ue confirma la compatibilidad operativa pero no dice nada sobre la resistencia del aislamiento o la resistencia a sobretensiones. El equipo con Ue correcto pero Uimp inadecuado falla de manera impredecible después de eventos transitorios.
Enfoque correcto: Siempre verifique las tres clasificaciones. Para un sistema de 400V, verifique que Ue ≥ 400V y Ui ≥ 690V y Uimp ≥ 6-8 kV (dependiendo de la categoría de instalación).
Error 2: Tratar Ui como Voltaje Máximo de Operación
Error: Asumir que el equipo clasificado Ui 690V puede operar continuamente a 690V.
Por qué está mal: Ui es un voltaje de referencia de aislamiento, no un límite operativo. La regla fundamental es Ue ≤ Ui: el voltaje operativo no debe exceder el Ue declarado, independientemente del valor de Ui.
Enfoque correcto: Haga coincidir el voltaje del sistema con Ue, no con Ui. Para un sistema de 690V, seleccione un equipo clasificado Ue 690V (o superior) con Ui 800V o 1000V. No use equipo clasificado Ue 400V solo porque su Ui es 690V.
Error 3: Pasar por Alto la Categoría de Instalación al Seleccionar Uimp
Error: Especificar equipo de grado residencial (Uimp 4-6 kV) para instalaciones fijas industriales (Categoría III).
Por qué está mal: IEC 60664-1 requiere un Uimp más alto para las instalaciones más cercanas al origen del suministro eléctrico. Los entornos industriales de Categoría III enfrentan transitorios más severos que los circuitos de electrodomésticos de Categoría II. El equipo con Uimp inadecuado sufre una degradación acumulativa del aislamiento y fallas inesperadas.
Enfoque correcto: Determine primero la categoría de instalación, luego seleccione el equipo con el Uimp apropiado. Para la mayoría de las aplicaciones industriales (Categoría III), especifique Uimp ≥ 8 kV. Para equipos de entrada de servicio (Categoría IV), use Uimp ≥ 12 kV.
Error 4: Ignorar el impacto del grado de contaminación en las líneas de fuga
Error: Seleccionar equipos basándose únicamente en los valores nominales de tensión sin considerar la contaminación ambiental.
Por qué está mal: Los grados de contaminación más altos requieren mayores distancias de fuga entre las partes conductoras. Un equipo adecuado para el grado de contaminación 2 (armario de control limpio) puede tener una distancia de fuga insuficiente para el grado 3 (entorno industrial con polvo/humedad). Esto causa fallos por tracking y flameo.
Enfoque correcto: Evalúe el entorno con honestidad (la mayoría de los emplazamientos industriales son de grado 3, no de grado 2) y, a continuación, seleccione equipos con una Ui adecuada y distancias de fuga verificadas para su grado de contaminación. En caso de duda, especifique la siguiente clasificación de Ui más alta para garantizar un espaciamiento adecuado.
Error 5: Asumir que las intensidades nominales son independientes de la tensión
Error: Seleccionar un contactor con una Ie de 95 A a una Ue de 400 V y esperar la misma capacidad de 95 A a una Ue de 690 V.
Por qué está mal: Las tensiones más altas someten a una mayor tensión la interrupción del arco de contacto. Los contactores e interruptores suelen mostrar una capacidad de corriente reducida a tensiones más altas. Las hojas de datos enumeran múltiples combinaciones de Ue/Ie: el valor de Ie disminuye a medida que aumenta la Ue.
Enfoque correcto: Lea siempre las intensidades nominales a su tensión de funcionamiento específica. Si está diseñando para un funcionamiento a 690 V, utilice el valor de Ie declarado a Ue 690 V, no el valor (más alto) declarado a Ue 400 V.
Error 6: Mezclar equipos residenciales e industriales
Error: Especificar MCCB residenciales (con una Uimp nominal de 6 kV) en paneles de control industriales para ahorrar costes.
Por qué está mal: Los equipos residenciales se prueban y certifican para aplicaciones de categoría II con menor exposición a transitorios. Los entornos industriales (categoría III/IV) superan la envolvente de diseño de los equipos residenciales. La mezcla de componentes residenciales e industriales crea lagunas de coordinación y problemas de cumplimiento.
Enfoque correcto: Haga coincidir el grado del equipo con el tipo de instalación. Utilice componentes de grado industrial (Uimp 8 kV mínimo) para instalaciones en fábricas, plantas y edificios fijos. Reserve los equipos de grado residencial (Uimp 4-6 kV) para aplicaciones residenciales reales.
Error 7: Olvidar verificar las clasificaciones de los equipos de sustitución
Error: Sustituir los equipos averiados por dispositivos “equivalentes” que coincidan con las intensidades nominales, pero que tengan valores nominales de tensión más bajos.
Por qué está mal: El equipo original se especificó con valores nominales de tensión completos (Ue, Ui, Uimp) por una razón. Los dispositivos de sustitución con una Ui o Uimp inadecuadas pueden encajar físicamente y funcionar inicialmente, pero fallan prematuramente bajo tensión eléctrica.
Enfoque correcto: Documente las especificaciones del equipo original, incluyendo todos los valores nominales de tensión. Verifique que los reemplazos coincidan o superen los tres valores nominales (Ue, Ui, Uimp), no sólo la capacidad de corriente y la huella física.
Conclusión
Ue, Ui y Uimp no son tres formas de decir lo mismo. Son tres mediciones distintas que abordan diferentes tensiones eléctricas: capacidad operativa (Ue), resistencia del aislamiento (Ui) y resistencia a sobretensiones transitorias (Uimp). La selección del equipo requiere la evaluación de los tres en función de la tensión del sistema, la categoría de instalación y las condiciones ambientales.
La pregunta inicial -qué MCCB se adapta a un sistema de 400 V cuando uno muestra “Ue 400 V, Ui 690 V, Uimp 8 kV” y otro “Ue 690 V, Ui 800 V, Uimp 6 kV”- tiene ahora una respuesta clara. El primer MCCB coincide con su tensión de funcionamiento (Ue 400 V) con un margen de aislamiento adecuado (Ui 690 V) y una resistencia a sobretensiones de grado industrial (Uimp 8 kV) adecuada para instalaciones de categoría III. El segundo está sobreespecificado para la tensión de funcionamiento (Ue 690 V supera su necesidad de 400 V) y subespecificado para la protección contra sobretensiones (Uimp 6 kV es marginal para la categoría III industrial). El primer dispositivo es la elección correcta.
Una especificación adecuada significa una evaluación sistemática: identificar la tensión del sistema para determinar la Ue mínima, clasificar la categoría de instalación para definir la Uimp requerida, evaluar el grado de contaminación para validar la Ui y la adecuación de la línea de fuga, y comprobar las intensidades nominales a su tensión de funcionamiento. Cuando las clasificaciones son marginales, especifique el siguiente valor estándar más alto: la sobreingeniería de las clasificaciones de tensión cuesta mucho menos que los fallos prematuros y las sustituciones de emergencia.
Lo más importante es documentar sus selecciones. Las hojas de datos de los equipos que muestran Ue, Ui y Uimp representan un rendimiento probado y certificado. Esos tres números le indican si un dispositivo puede soportar el perfil completo de tensión eléctrica de su aplicación, no sólo el funcionamiento en estado estacionario actual, sino años de variaciones de tensión, contaminación ambiental y sobretensiones transitorias. Léalos correctamente, especifíquelos cuidadosamente y sus sistemas eléctricos ofrecerán el rendimiento fiable que prometen esas normas.
