Requisitos Eléctricos para Aparatos de Elevación GB/T 25122.1-2010

La norma GB/T 25122.1-2010 es la norma básica para los requisitos generales del equipo eléctrico de los aparatos de elevación, y es aplicable al diseño, fabricación e inspección de los sistemas eléctricos de todo tipo de grúas. El sistema eléctrico, como centro de potencia y control de la grúa, determina la fiabilidad del funcionamiento seguro del equipo. Este artículo analiza en detalle los requisitos principales de la norma en cuanto al sistema de suministro eléctrico, los dispositivos de protección y la puesta a tierra.

Posicionamiento de la norma y campo de aplicación

La norma GB/T 25122.1-2010 es la parte programática de la serie de normas para equipos eléctricos de grúas, y es aplicable a los equipos y sistemas eléctricos de grúas con tensión nominal no superior a 1000 V (corriente alterna) o 1500 V (corriente continua). La norma cubre todos los dispositivos eléctricos desde el punto de conexión de la alimentación hasta los terminales de los equipos de consumo, incluyendo los requisitos de diseño, fabricación, instalación e inspección de los circuitos principales, circuitos de control, circuitos de protección y circuitos auxiliares. Como norma de adopción de la IEC 60204-32 (Seguridad eléctrica de maquinaria — Parte: Grúas), esta norma, junto con la GB/T 5226.1 (Requisitos generales de seguridad eléctrica de maquinaria), constituye la base técnica normativa para el diseño de sistemas eléctricos de grúas. La norma entró en vigor en 2011 y es uno de los referentes más importantes para el diseño, supervisión de fabricación e inspección de seguridad de los sistemas eléctricos de grúas en el ámbito nacional.

Requisitos del sistema de suministro eléctrico y del circuito principal

La norma establece requisitos exigentes para el sistema de suministro eléctrico de la grúa:

Conexión de alimentación — La grúa debe alimentarse preferentemente desde una fuente de alimentación independiente, o desde el sistema de distribución de la planta mediante una línea de alimentación dedicada. En el punto de conexión debe instalarse un seccionador con punto de corte visible que permita desconectar todos los conductores activos de la grúa (incluido el neutro N). La corriente nominal del seccionador no debe ser inferior a 1,25 veces la corriente nominal de la grúa, y su capacidad de corte en cortocircuito debe ser acorde con la corriente de cortocircuito prevista en el punto de instalación. El interruptor de entrada debe poder bloquearse en posición de desconexión (mediante candado).

Alimentación por barra conductora — Cuando se utilice alimentación por barra conductora (línea de contacto cerrada o barra desnuda), esta debe instalarse a lo largo de todo el carril de rodadura de la grúa. La sección transversal de la barra debe seleccionarse considerando 1,5 veces la corriente nominal de la grúa y verificando la Tensión (la caída de tensión en plena carga no debe superar el 5% de la tensión nominal). Las barras desnudas deben disponer de una cubierta protectora en toda su longitud o de una señal de advertencia, y su altura de instalación no debe ser inferior a 3,5 m sobre el nivel del suelo. El colector de corriente debe estar equipado con un dispositivo de presión por resorte que garantice una presión de contacto no inferior a 20 N entre la barra y el colector.

Alimentación por carrete de cable — Cuando se utilice alimentación por carrete de cable, el cable debe tener una vida útil a la flexión suficiente (ensayo de flexión ≥ 2 millones de ciclos). Una vez desenrollado completamente el cable del enrollador, deben quedar al menos 3 vueltas de cable en el tambor. El enrollador de cable debe estar equipado con un dispositivo de control de tensión constante (tipo resorte o motor de par) para garantizar una tensión uniforme durante el arrollamiento y desenrollamiento del cable.

Selección de motores eléctricos y controladores

El motor eléctrico para grúas debe seleccionarse en función de la clase de funcionamiento de la grúa, las características de carga y las condiciones ambientales:

Motor del mecanismo de elevación — Debe utilizarse un motor asíncrono de rotor bobinado específico para grúas o un motor con control de velocidad por frecuencia. El motor de rotor bobinado debe equiparse con resistores o un reóstato de frecuencia para la regulación de velocidad; el motor con variador de frecuencia debe equiparse con un variador de frecuencia dedicado para lograr una regulación suave de la velocidad. La potencia nominal del motor de elevación debe calcularse según la capacidad nominal, la velocidad de elevación nominal y el rendimiento del mecanismo, con un coeficiente de margen de seguridad de 1,1 a 1,3. La clase de aislamiento del motor no debe ser inferior a F (155 °C), y el grado de protección (IP) de la carcasa no debe ser inferior a IP54 (interior) o IP55 (exterior).

Motores del mecanismo de traslación — Los motores de traslación del puente y del carro deben ser motores asíncronos de jaula de ardilla específicos para grúas o motores con variador de frecuencia. El frenado del motor se realiza mediante freno electromagnético de disco de corriente continua o freno electromagnético de corriente alterna. El par de arranque del motor de traslación no debe ser inferior a 1,8 veces el par nominal, y el par máximo no debe ser inferior a 2,5 veces el par nominal.

Selección del controlador — La tensión nominal y la corriente nominal de los dispositivos de control, como contactores, relés, variadores de frecuencia y controladores lógicos programables (PLC), deben seleccionarse con un margen superior al 120% de los valores nominales del motor. La categoría de empleo de los contactores debe ser AC-4 (arranques y frenados frecuentes con inversión) o AC-3 (arranques y frenados poco frecuentes). El variador de frecuencia es aplicable al régimen de trabajo S1, y su capacidad debe seleccionarse entre 1,2 y 1,5 veces la corriente nominal del motor.

Dispositivos de protección y circuitos de seguridad

La norma establece un sistema completo de protección eléctrica:

Protección contra sobrecorriente — Todos los circuitos derivados de transformadores, motores y controladores deben estar equipados con dispositivos de protección contra sobrecorriente. La protección contra sobrecorriente del circuito principal se realiza mediante disyuntores o fusibles, cuyo valor de ajuste no debe ser inferior a 1,5 veces la corriente de carga máxima de ese circuito derivado, pero no debe ser inferior al valor de pico de la corriente de arranque del motor. El valor de ajuste de la protección contra sobrecorriente del circuito de control no debe ser superior a 2 veces la corriente nominal del transformador de control.

Protección de Subtensión — La grúa debe estar equipada con un dispositivo de protección contra subtensión que active el apagado automático de la alimentación eléctrica principal cuando el voltaje desaparezca o caiga por debajo del 70% de la tensión nominal. Tras la activación de esta protección, la grúa no podrá arrancar por sí sola incluso si se restablece el suministro eléctrico; será necesario que el operador realice un reinicio manual. Esta medida de seguridad es fundamental para prevenir movimientos accidentales causados por una recuperación inesperada del suministro tras una interrupción momentánea.

Protección contra Sobrecarga — Los motores eléctricos de elevación y desplazamiento deben contar con protección contra sobrecarga mediante relé térmico o protector electrónico de sobrecarga. La corriente de actuación de esta protección se ajustará entre 1,05 y 1,2 veces la corriente nominal del motor. En grúas con múltiples motores, cada uno debe disponer de su propio dispositivo de protección contra sobrecargas independiente.

Protección de Posición Cero — Todos los controladores de operación deben retornar a la posición cero tras una pérdida de alimentación eléctrica, de modo que, al restablecerse el suministro, ningún mecanismo pueda ponerse en marcha de forma autónoma. Esto se consigue conectando los contactos de posición cero de cada controlador en serie dentro del circuito de la bobina del contactor principal.

Puesta a Tierra y Conexión Equipotencial

La norma subraya que la puesta a tierra y la conexión equipotencial son medidas fundamentales para la seguridad eléctrica:

Todas las partes conductoras expuestas de la grúa (carcasa del motor, armario de control, estructura metálica de la cabina del operador, carriles, etc.) deben conectarse de forma fiable a la toma de tierra a través del conductor de protección (PE). La resistencia de puesta a tierra de la grúa no debe ser superior a 4 Ω (en sistemas TT) o debe cumplir con un valor inferior a 10 Ω (para la puesta a tierra repetida en sistemas TN). La sección transversal del conductor de protección no debe ser inferior al 50% de la sección del conductor de fase (cuando la sección del conductor de fase sea ≤16 mm², el PE debe tener la misma sección que el conductor de fase).

A lo largo de toda la línea de contacto se debe instalar un conductor de conexión equipotencial, y cada junta de carril debe conectarse de forma fiable mediante un puente de conexión. Las conexiones de los carriles también deben puentearse para garantizar la continuidad eléctrica en toda su longitud. La caja de conexión equipotencial principal de la grúa debe ubicarse cerca del punto de entrada de la alimentación eléctrica, y todos los conductores de protección deben converger en este terminal equipotencial. El cable de puesta a tierra debe ser un conductor aislado bicolor amarillo/verde, con una sección transversal no inferior a 2,5 mm².

Protección contra fugas — En sistemas TN, el circuito principal de la grúa debe estar equipado con un dispositivo de protección contra fugas (RCD) con una corriente residual nominal de disparo no superior a 300 mA y un tiempo de disparo no superior a 0,3 s. En sistemas TT, cada circuito derivado debe estar protegido con un RCD de 30 mA. Los sistemas eléctricos de las grúas diseñadas por Kelude se someten antes de la entrega a un ensayo de aislamiento con megóhmetro de 500 V y a una prueba de resistencia de puesta a tierra; solo tras superar ambas pruebas se autoriza su salida de fábrica.

Tabla comparativa de requisitos generales para equipos eléctricos de aparatos de elevación

La siguiente tabla comparativa recoge los parámetros y la configuración esenciales de los requisitos generales para equipos eléctricos de aparatos de elevación, como referencia para la selección y el personal de uso.

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