Un bloque de terminales de distribución toma una alimentación de entrada y la divide en múltiples circuitos de salida independientes a través de una barra colectora de cobre compartida. Es la alternativa modular y segura para los dedos a los sistemas de barras colectoras de cobre abiertas utilizados en paneles industriales desde la década de 1950.
¿Cómo se diferencia un bloque de terminales de distribución de un bloque de terminales estándar?
Un bloque de terminales estándar conecta un conductor de entrada a un conductor de salida. Un bloque de terminales de distribución crea una relación de uno a muchos, donde un conductor de entrada grande alimenta una barra colectora compartida y múltiples terminales de salida se alimentan de ella de forma independiente.
La conexión en cadena de bloques de terminales estándar para dividir la energía agrega resistencia en cada unión. El enrutamiento de la corriente a través de una única barra colectora de cobre sólida mantiene la impedancia baja y la generación de calor mínima en toda la ruta de corriente.
Dos términos se confunden en las especificaciones:
- Un bloque de distribución es una unidad autocontenida con una carcasa integrada y terminales de entrada y salida definidos.
- Un riel de distribución es un sistema de barra colectora expandible con terminales deslizantes que se pueden reconfigurar.
Especificar el incorrecto puede resultar en una falta de coincidencia en la Corriente Nominal de Cortocircuito, que es un error crítico para la seguridad, no solo una inconveniencia de compra.
Para un análisis técnico de cómo los bloques de distribución y los bloques de terminales difieren en función y especificación, el centro de aprendizaje de HAIYAN cubre ambos componentes uno al lado del otro.
¿Qué hay dentro de un bloque de terminales de distribución?
Cuatro sistemas internos determinan cómo se comporta el bloque bajo carga sostenida, condiciones transitorias y ciclos térmicos a largo plazo. Dos bloques con la misma corriente nominal pueden funcionar de manera muy diferente en servicio, dependiendo de cómo se diseñe cada sistema.
Diseño de barra colectora de cobre
La ruta de corriente principal es una varilla o placa de cobre electrolítico de alta calidad que atraviesa la carcasa. Las secciones transversales van desde 8 mm² hasta 185 mm² para aplicaciones industriales pesadas.
Una sección transversal más grande transporta más corriente con menos resistencia, lo que limita directamente cuánto se calienta la barra colectora bajo carga continua. A diferencia de la distribución basada en relés, donde los contactos mecánicos agregan resistencia en cada punto de conmutación, la barra colectora sólida mantiene el punto de conexión más frío y estable con el tiempo.
Interfaz de contacto
El terminal de entrada es el punto de origen. Los terminales de salida, típicamente entre dos y ocho, proporcionan las derivaciones de la barra colectora.
La relajación de la fuerza de contacto es uno de los modos de falla más comunes en los bloques con abrazadera de tornillo. A medida que el bloque experimenta ciclos térmicos, la fuerza de sujeción sobre el conductor cambia. Los bloques de alta calidad utilizan superficies de contacto dentadas y sujeción con resorte para mantener la presión durante esos ciclos.
Las barreras de aislamiento internas entre los terminales evitan que un hilo suelto puente las fases adyacentes. Los insertos de plástico codificados por colores manejan la identificación de fase para que el terminal correcto se conecte en la instalación y se confirme durante la inspección.
Gestión térmica
La mayoría de los bloques están diseñados para instalación vertical, lo que crea un efecto chimenea donde el aire entra por la base y sube a medida que se calienta, aspirando aire más frío continuamente.
Un bloque con mayor masa de cobre absorbe sobrecargas de corta duración sin que el aislamiento alcance una temperatura crítica. Un bloque de menor calidad expuesto a la misma sobrecarga puede fallar en la carcasa antes de que salte la protección aguas arriba.
Carcasa mecánica
La carcasa es típicamente Poliamida 6.6, elegida por su resistencia dieléctrica y clasificación de inflamabilidad UL94 V-0, lo que significa que se autoextingue si el terminal se sobrecalienta o se produce un arco.
Los bloques con bloqueo de tornillo a prueba de vibraciones o tecnología de abrazadera de tensión mantienen la posición del conductor a través de esfuerzos mecánicos sostenidos. Los diseños modulares permiten apilar múltiples bloques en un solo riel DIN, reduciendo el ancho del gabinete hasta en un 40% en comparación con las disposiciones tradicionales de barra colectora con orejetas y pernos.
¿Cómo maneja la corriente un bloque de terminales de distribución?
El comportamiento eléctrico de un bloque de terminales de distribución se rige por la física de circuitos en paralelo y la dinámica térmica. Tres características determinan si un bloque funciona dentro de las especificaciones o se convierte en un pasivo bajo carga.
Distribución de corriente
En la práctica, la corriente no se divide por igual entre los terminales de salida. Cada terminal tiene una resistencia de contacto ligeramente diferente, que típicamente varía entre el 0,1% y el 0,3%, y la corriente favorece primero la ruta de menor impedancia.
En un sistema de 300A dividido en tres, una división típica en el mundo real se acerca más a 98A, 101A y 101A en lugar de un perfecto 100A cada uno. Ese desequilibrio crea un calentamiento desigual en el bloque con el tiempo, que la termografía detecta antes de que las mediciones de resistencia muestren algún cambio.
Caída de voltaje
La caída de voltaje sigue V = I × R, donde R es la resistencia de contacto en el punto de distribución. En un sistema de 400V, una caída de 2% elimina 8V del suministro que llega a los equipos aguas abajo.
Si el sistema ya está cerca del umbral inferior del rango de operación de un relé, esa caída de 8V puede impedir que se active. La resistencia de contacto también aumenta aproximadamente 0.4% por cada grado Celsius de aumento, por lo que un bloque más caliente produce una mayor caída, lo que produce más calor, lo que aumenta aún más la caída.
Rendimiento térmico
Los ingenieros aplican un margen de seguridad de 25% a la corriente nominal como práctica estándar. Una carga continua de 100A requiere un bloque con una capacidad nominal de 125A.
Hacer funcionar un bloque a su límite nominal de forma continua acelera el envejecimiento del aislamiento y la degradación del contacto. El margen adicional mantiene el aumento térmico dentro de los límites seguros durante la vida útil del bloque.
¿Qué configuraciones de instalación están disponibles?
Los bloques de terminales de distribución no son un formato fijo único. La configuración elegida depende del número de fases, el requisito de redundancia y la densidad de circuitos que el panel necesita manejar.
Configuración monofásica y CC
Una entrada alimenta múltiples salidas. Esta es la configuración estándar para los buses de alimentación de CC en paneles de control, dividiendo un suministro principal en subcircuitos para PLCs, HMIs y sensores.
Configuración trifásica con barras neutra y PE
Tres barras colectoras independientes manejan las fases A, B y C. En los sistemas TN-S, una barra neutra y una barra PE se integran en el mismo conjunto, asegurando que los conductores de retorno y de seguridad se distribuyan simétricamente con las fases.
Los instaladores a menudo pasan por alto la separación de las barras neutra y de tierra en el trabajo secundario del transformador, que es donde se origina la mayoría de las disparos RCD molestos.
Doble barra colectora para fuentes de alimentación redundantes
Dos barras colectoras independientes manejan una alimentación principal de la red eléctrica y una alimentación de generador de reserva o UPS. Una conexión conmutable entre ellas permite una transferencia sin interrupciones si una fuente falla, eliminando el único punto de falla que crea una arquitectura de barra colectora única.
Apilamiento modular en un solo riel DIN
Múltiples bloques se acoplan a un solo riel DIN, cada uno manejando la distribución de circuitos independiente. Esto cubre la distribución trifásica compleja dentro de una huella compacta sin barras colectoras de cobre fabricadas a medida o conexiones individuales de orejeta y perno.
¿Dónde se utilizan los bloques de terminales de distribución?
Los bloques de terminales de distribución aparecen en combinadores solares fotovoltaicos, secundarias de transformadores, PDUs de centros de datos y paneles de control industriales. Tres factores impulsan la selección del producto: el tamaño del conductor de entrada, el número de circuitos de salida y si la alimentación entrante se conecta directamente o a través de una orejeta de cable o una barra colectora.
Para instalaciones donde la alimentación entrante llega a través de una orejeta de cable o una barra colectora de cobre, HAIYAN’s Serie FJ6/JTS2D-120B maneja conductores de entrada de 50 mm² a 120 mm² con configuraciones de salida de 2 a 8 circuitos. El diseño de tapa abatible mantiene los puntos de conexión accesibles durante el cableado, y la cubierta transparente permite confirmar la colocación del cable sin abrir el bloque.
Donde la alimentación entrante es más pesada y se conecta como un conductor directo, el Serie FJ6/JTS3-185 acepta entrada de conductor directo de 50 mm² a 185 mm² con configuraciones de salida de 1 a 18 circuitos. Con 18 salidas, un solo bloque divide un conductor de entrada grande en 18 circuitos de derivación independientes, que es donde la reducción de la huella del gabinete se vuelve medible.
Para entornos de alta vibración cerca de motores o compresores grandes, el apriete de tornillo estándar conlleva un riesgo de aflojamiento que se acumula con el tiempo. Nuestro bloque de terminales de distribución FJ6Q-4 de auto elevación aborda esto a través de una estructura de apriete de tornillo auto elevable con un mecanismo de bloqueo antivibración automático, que maneja conductores de entrada de 6 mm² a 70 mm² con configuraciones de salida de 16 a 24 circuitos.
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