Cableado de alimentación y sistema de control eléctrico de los polipastos eléctricos: tutorial completo desde la fuente de alimentación principal hasta el armario de control
📌 Alimentación eléctrica y cableado eléctrico general del polipasto eléctrico Cadena completa desde la alimentación general de 380 V/50 Hz a través del disyuntor QF → fusible FU → transformador de control TC (380 V/220 V) → contactores KM1~KM4 → relé térmico FR → caja de conexiones del motor. El circuito de control incluye el botón de parada de emergencia SB, el limitador de carrera SQ, el receptor inalámbrico RX, el relé intermedio KA y el controlador PLC, entre otros. La sección de los cables del circuito principal es ≥2,5 mm², la del circuito de control es ≥1,5 mm², y la barra de cobre de puesta a tierra PE conecta todas las carcasas metálicas. El cableado cumple con las normas GB/T 5226.1-2019 y GB/T 14048.1-2012.
El sistema de control eléctrico de un polipasto eléctrico es el circuito eléctrico completo que va desde la conexión a la fuente de alimentación hasta el funcionamiento del motor, y consta de dos partes principales: el circuito principal (circuito de potencia) y el circuito de control (circuito de señal). El circuito principal se encarga de transmitir la energía eléctrica para accionar el motor, mientras que el circuito de control se encarga de recibir las instrucciones de funcionamiento y controlar la conexión y desconexión del circuito principal. El cableado de un sistema de control eléctrico conforme a la normativa influye directamente en la fiabilidad y la seguridad de funcionamiento del polipasto eléctrico. A continuación, se analizan de forma sistemática los métodos de cableado de la alimentación eléctrica y del sistema eléctrico general de la polipasto eléctrico desde tres perspectivas: el cableado de la alimentación principal, la disposición de los componentes en el armario eléctrico y las normas de cableado de los circuitos principal y de control, tomando como referencia las normas GB/T 5226.1-2019 «Seguridad eléctrica de la maquinaria», GB/T 14048.1-2019.1-2012 «Aparatos de conmutación y control de baja tensión» y GB/T 3811-2008 «Norma de diseño de grúas».
1. Conexión de la alimentación eléctrica general y disposición del armario eléctrico
La alimentación eléctrica general de los polipastos eléctricos suele proceder del cuadro de distribución de potencia del taller mediante un sistema trifásico de cinco hilos (sistema TN-S): tres hilos de fase (L1, L2, L3), más el neutro (N) y el conductor de tierra (PE). Las especificaciones del cable de alimentación se determinan en función de la potencia total del polipasto eléctrico: un polipasto eléctrico de 5 t (motor de elevación de 7,5 kW + 2 motores de marcha de 1,5 kW cada uno) tiene una potencia total de aproximadamente 10,5 kW, se recomienda una sección transversal de 4 mm² para los conductores del circuito principal, con un cable de núcleo de cobre, y un disyuntor QF de 32 A. El orden estándar de disposición de los componentes tras la conexión al armario de control eléctrico es el siguiente: disyuntor general QF → fusible FU → contactores KM1~KM4 → relé térmico FR → regleta de bornes XT → caja de conexiones del motor.
Norma sobre los colores de los cables en los armarios eléctricos (GB/T 7947-2010):Fase L1: amarillo; fase L2: verde; fase L3: rojo; neutro N: azul; toma de tierra PE: bicolor amarillo-verde; circuito de control CA 220 V: rojo o marrón; circuito de control CC 24 V: azul con marca blanca. Sección transversal de los cables: circuito principal de potencia ≥ 2,5 mm² (recomendado 4 mm²), circuito de control ≥ 1,5 mm² (recomendado 2,5 mm²), circuito de señales/sensores 0,5~1,0 mm². Todos los extremos de los cables deben estar terminados con terminales de presión en frío (se recomiendan los terminales tubulares); no se permite enroscar directamente cables de cobre multifilares en terminales de tornillo. Los mazos de cables del armario de control deben fijarse con bridas; los cables de los distintos circuitos (circuito principal, circuito de control y circuito de señal) deben tenderse por capas para evitar interferencias electromagnéticas.
2. Conexión del circuito principal
El circuito principal es la cadena de transmisión de potencia que va desde la fuente de alimentación general hasta el motor. Secuencia de cableado estándar: armario de distribución del taller → disyuntor QF (3P, corriente de ajuste seleccionada en función de la potencia del motor) → fusible FU (elemento fusible de retardo tipo aM, con una corriente nominal de entre 1,5 y 2 veces la corriente nominal del motor) → contactos principales del contactor KM1 (subida) y KM2 (bajada) → relé térmico FR (elemento calefactor conectado en serie en el circuito principal) → regleta de bornes XT → caja de conexiones del motor U1/V1/W1. Al llevar la salida del lado de carga de KM1 y KM2 al motor, es necesario intercambiar dos fases (véase el apartado sobre el cableado del motor) para permitir el giro en sentido horario y antihorario.
Ajuste del relé térmico:La corriente de ajuste del FR se establece entre 1,05 y 1,1 veces la corriente nominal del motor. Tomando como ejemplo un polipasto eléctrico tipo CD1 de 5 t (motor de elevación de 7,5 kW, corriente nominal de aproximadamente 15,5 A), el valor de ajuste del FR se fija entre 16 y 17 A. Los contactos auxiliares normalmente cerrados del FR están conectados en serie en el circuito de control: cuando el motor se sobrecarga, el FR se activa, los contactos normalmente cerrados se abren y se interrumpe el suministro a la bobina de KM, lo que detiene el motor. Se ha optado por un FR con reinicio manual (es necesario pulsar manualmente el botón de reinicio para volver a ponerlo en marcha), con el fin de evitar que, en caso de reinicio automático, el motor se vuelva a poner en marcha antes de que se haya solucionado la avería.
3. Cableado del circuito de control
El circuito de control recibe alimentación de 220 V CA a través del transformador de control TC (380 V/220 V, con una potencia de 100 a 300 VA, según el número de circuitos). Secuencia de conexión en serie del circuito de control estándar: L del secundario del TC → botón de parada de emergencia SB (normalmente cerrado) → limitador de corte de llama SQ1 (normalmente cerrado) → interruptor de fin de carrera superior SQ2 (normalmente cerrado) → interruptor de fin de carrera inferior SQ3 (normalmente cerrado) → relé térmico FR (normalmente cerrado) → bobina del contactor KM → N del secundario del TC. Si se abre cualquier contacto de este circuito en serie, se interrumpe la alimentación de control. Además, en la entrada de la bobina de cada contactor de dirección (KM1 a KM4) se conectan en serie, respectivamente, los contactos de control correspondientes (botón de la palanca de mando o salida de relé del mando a distancia).
Diseño de enclavamientos eléctricos:Los contactos auxiliares normalmente cerrados de KM1 (subida) y KM2 (bajada) están conectados en serie en los circuitos de bobina del otro: cuando KM1 se activa, su contacto normalmente cerrado interrumpe el circuito de bobina de KM2, y viceversa. De este modo, incluso si se pulsan simultáneamente los botones de subida y bajada de la palanca de mando, solo se activará un contactor, lo que evita los cortocircuitos entre fases de la red eléctrica. Del mismo modo, también debe existir un enclavamiento entre KM3 (marcha a la izquierda) y KM4 (marcha a la derecha). Si en el sistema de control se utiliza un mando a distancia inalámbrico, la corriente nominal de los contactos de salida del relé del receptor del mando a distancia (normalmente de 5 a 10 A) puede accionar directamente las bobinas de los contactores (corriente de bobina normalmente de 0,1 a 0,5 A), sin necesidad de añadir relés intermedios adicionales.
4. Tabla comparativa de los parámetros clave del cableado de alimentación
| Elementos de los parámetros | Polipastos eléctricos de 1 a 3 t | Polipasto eléctrico de 5 a 10 t | Polipastos eléctricos de 16 a 32 t |
|---|---|---|---|
| Potencia total | 3-6 kW | 10-15 kW | 20-42 kW |
| Cables del circuito principal | 2,5 mm² | 4 mm² | 6-10 mm² |
| Ajuste del interruptor QF | 16 A, 3 polos | 32 A, 3 polos | 63 A, 3 polos |
| Capacidad del transformador de control | 100 VA | 200 VA | 300 VA |
| Corriente nominal del contactor | 12 A | 25 A | 40-65 A |
| Cables del circuito de control | 1,5 mm² | 1,5 mm² | 2,5 mm² |
| Sección transversal del cable de puesta a tierra | ≥2,5 mm² | ≥4 mm² | ≥6 mm² |
| Grado de protección (armario de control) | IP54 | IP54~IP55 | IP55~IP65 |
5. Ficha técnica de cableado de la fuente de alimentación
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380 V
Tensión nominal de alimentación
Sistema trifásico de 380 V/50 Hz tipo TN-S: L1 amarillo, L2 verde, L3 rojo, N azul y PE amarillo y verde
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≥2,5 mm²
Cable de sección mínima del circuito principal
La sección transversal de los cables del circuito principal no debe ser inferior a 2,5 mm², y la del circuito de control, no inferior a 1,5 mm².
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1.05~1.1
Coeficiente de ajuste FR
Corriente de ajuste del relé térmico = corriente nominal del motor × 1,05~1,1; se recomienda el reinicio manual
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220 V
Tensión del circuito de control
El transformador TC de 380 V a 220 V alimenta el circuito de control, con una potencia de 100 a 300 VA.
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2.ª planta
Tendido por niveles de la instalación eléctrica de alta y baja tensión
El trazado de los circuitos principales y de señal debe realizarse en capas separadas, con una distancia mínima de 50 mm entre ellos para evitar interferencias electromagnéticas.
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100%
Índice de pruebas de encendido en fábrica
Antes de salir de fábrica, cada armario de control de Krude Heavy Industry se somete a una prueba de funcionamiento con alimentación eléctrica 100%.
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Lo anterior resume las normas de cableado de la alimentación eléctrica de los polipastos eléctricos y del sistema eléctrico general. Todos los armarios de control eléctrico de los polipastos eléctricos de Krude Heavy Industry se diseñan y fabrican conforme a la norma GB/T 5226.1-2019; el cableado de los circuitos principales y de control está separado por zonas, y cada cable lleva tubos numerados en ambos extremos para facilitar su identificación en futuras revisiones. Consulte los artículos relacionados de la serie.Guía de cableado del limitador de la polipasto eléctricoConozca los detalles del cableado de los dispositivos de seguridad.
💬 Comentarios técnicos sobre el cableado de la fuente de alimentación
“El armario de control eléctrico de una polipasto eléctrico parece sencillo —unos cuantos contactores y un relé térmico—, pero la calidad del cableado de los armarios que se ven in situ varía enormemente. El problema más habitual es la confusión en los colores de los cables: hay quien utiliza un cable rojo como neutro y uno negro como toma de tierra, por lo que el personal de mantenimiento posterior no se atreve a fiarse de las indicaciones de color. La norma GB/T 7947-2010 establece claramente los colores de los cables: L1 amarillo, L2 verde, L3 rojo, N azul y PE bicolor amarillo-verde. Krude Heavy Industry ha pegado en el interior de la puerta de cada armario de control un esquema de cableado a color, en el que se indica el destino de cada cable y el número de terminal, lo que garantiza una rápida localización tanto durante la instalación in situ como en futuras revisiones.”
6. Preguntas frecuentes (FAQ)
Pregunta: ¿Qué sección debe tener el cable de alimentación de un polipasto eléctrico?
Respuesta: La sección del cable de alimentación de la polipasto eléctrico se elige en función de la potencia total. Para polipastos eléctricos de 1 a 3 t (potencia total de 3 a 6 kW), se recomienda un cable con núcleo de cobre de 2,5 mm², junto con un disyuntor de 16 A. Para los de 5 a 10 t (potencia total de 10 a 15 kW), se recomienda un cable con núcleo de cobre de 4 mm², junto con un disyuntor de 32 A. Para polipastos de 16 a 32 t (potencia total de 20 a 42 kW), se recomienda un cable de núcleo de cobre de 6 a 10 mm², con un disyuntor de 63 A. Aquí se hace referencia a la sección transversal del cable de alimentación del circuito principal; para el circuito de control se utiliza de forma uniforme una sección de 1,5 a 2,5 mm². El cable de alimentación debe ser de cinco conductores (3 conductores de fase + neutro + tierra), con especificaciones como el cable flexible con funda de caucho YZW 4 × 4 mm² + 1 × 2,5 mm². Cuando la longitud del cable supere los 50 m, es necesario aumentar la sección transversal en un nivel para compensar la caída de tensión.
Pregunta: ¿Qué requisitos de ordenación deben cumplir los componentes en el armario de control de un polipasto eléctrico?
Respuesta: Según la norma GB/T 5226.1-2019, la disposición de los componentes en el armario de control debe seguir el principio del flujo de alimentación ”de arriba abajo y de izquierda a derecha”. Orden estándar: primera fila (parte superior): interruptor general QF → fusible FU → transformador de control TC. Segunda fila: contactores principales KM1~KM4. Tercera fila: relé térmico FR → regleta de bornes XT. Cuarta fila: relé intermedio KA → receptor inalámbrico RX/controlador PLC → fuente de alimentación conmutada de 24 V. En la parte inferior se colocará la barra de cobre de puesta a tierra PE. La distancia entre las filas no debe ser inferior a 50 mm para facilitar la disipación del calor y el cableado. Los cables de diferentes niveles de tensión (circuito principal de 380 V / circuito de control de 220 V / circuito de señal de 24 V) se tenderán en canaletas separadas, con una distancia mínima de 50 mm entre ellas.
Pregunta: ¿Es importante el cable de puesta a tierra de un polipasto eléctrico? ¿Qué ocurre si no se conecta a tierra?
Respuesta: Es muy importante. La carcasa metálica del polipasto eléctrico (carcasa del motor, armario de control y carcasa de la palanca de mando) debe estar conectada a tierra de forma fiable. Consecuencias de no conectarla a tierra: si el aislamiento de los devanados del motor se daña o se rompe un cable y la carcasa queda bajo tensión, el operario podría sufrir una descarga eléctrica al tocarla. La norma GB/T 5226.2-2019.1-2019 exige expresamente que las carcasas metálicas de los equipos eléctricos cuenten con una conexión a tierra de protección, con una resistencia de conexión a tierra ≤ 4 Ω. La sección transversal del cable de conexión a tierra no debe ser inferior al 50 % de la del cable del circuito principal (es decir, si el circuito principal es de 4 mm², el cable de conexión a tierra debe ser de ≥ 2,5 mm²). . Se utilizará un cable especial bicolor amarillo-verde para la conexión a tierra, que se conectará a la barra de cobre de tierra PE; a su vez, la barra de cobre se conectará a la red de puesta a tierra del taller. Atención especial: está estrictamente prohibido mezclar o cortocircuitar el conductor neutro N y el conductor de tierra PE dentro del armario de control.
Pregunta: ¿Qué aspectos se deben comprobar en la inspección diaria del sistema eléctrico general de un polipasto eléctrico?
Respuesta: De acuerdo con los requisitos de la norma TSG Q7016-2016, la inspección diaria del sistema eléctrico de la polipasto eléctrico debe incluir, como mínimo: ① Si los disyuntores QF y los fusibles FU presentan un calentamiento anormal (medición de temperatura por infrarrojos; el aumento de temperatura no debe superar los 40 K). ② Si se producen ruidos extraños o vibraciones cuando el contactor KM se activa (si el desgaste de los contactos supera el 60 % de su espesor original, es necesario sustituirlos). ③ Si el botón de prueba manual del relé térmico FR funciona correctamente. ④ Si hay terminales de cableado sueltos en el armario de control (apretarlos uno a uno con un destornillador). ⑤ Si la conexión del cable de puesta a tierra es fiable (prueba visual y tirando de él con la mano). ⑥ ¿Presenta la cubierta exterior del cable daños o signos de envejecimiento? (Prestar especial atención a las entradas de cable y a los puntos de flexión). Realizar una prueba de resistencia de aislamiento cada seis meses (con un megaohmímetro de 500 V; el circuito principal debe tener una resistencia a tierra ≥ 1 MΩ y el circuito de control, ≥ 0,5 MΩ).
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