La semana pasada, Marcus, un ingeniero eléctrico de una acería de Pittsburgh, se enfrentó a una pesadilla. Sus cajas de conexiones recién instaladas empezaron a sobrecalentarse, provocando paradas de producción y problemas de seguridad. ¿El culpable? Una selección errónea de bornas que no podían soportar las corrientes de carga de 200 amperios de sus circuitos de control de motores.
La clave para seleccionar bloques de terminales para cajas de conexiones industriales es adaptar los valores eléctricos nominales, las condiciones ambientales y los requisitos de conexión a su aplicación específica. Antes de elegir, debe tener en cuenta la capacidad de corriente, la tensión nominal, la compatibilidad del calibre de los cables, el método de montaje y las características de seguridad.
No se trata sólo de realizar conexiones eléctricas, sino de garantizar la seguridad, la fiabilidad y el rendimiento a largo plazo. En mi década de experiencia en Bepto Connector, he visto cómo la selección del bloque de terminales correcto puede hacer o deshacer toda una instalación eléctrica. Permítame guiarle a través de los factores esenciales que le ayudarán a hacer la elección perfecta.
Índice
- ¿Qué tipos de bornas existen?
- ¿Cómo se determinan las necesidades eléctricas?
- ¿Qué factores ambientales afectan a la selección del bloque de terminales?
- ¿Qué consideraciones hay que tener en cuenta sobre la instalación y el mantenimiento?
- Preguntas frecuentes sobre la selección del bloque de terminales
¿Qué tipos de bornas existen?
Comprender los tipos de bornas es crucial porque cada una sirve para aplicaciones específicas y ofrece ventajas únicas. Un tipo incorrecto puede provocar dificultades de instalación, problemas de mantenimiento y riesgos potenciales para la seguridad.
Bornas de tornillo
La opción más común y versátil para aplicaciones industriales:
Terminales de tornillo estándar: Diseño fiable y probado, perfecto para instalaciones permanentes. Funcionan de forma excelente en circuitos de control y aplicaciones de corriente baja a media.
Terminales de tornillo cautivo: Evita la pérdida de tornillos durante el mantenimiento: un salvavidas cuando se trabaja en espacios reducidos o en lugares elevados.
Ventajas:
- Fiabilidad y durabilidad probadas
- Amplia gama de corrientes nominales (de 2 A a 300 A+)
- Compatible con varios tipos y tamaños de cables
- Fácil inspección visual de las conexiones
Las mejores aplicaciones: Circuitos de control de motores, distribución de energía, instalaciones permanentes donde las vibraciones son mínimas.
Bornas de conexión por resorte
Una alternativa moderna y de fácil mantenimiento que gana popularidad:
Tecnología Push-In: Basta con insertar el cable pelado, sin necesidad de herramientas, para conductores rígidos de hasta 2,5 mm².
Accionado por palanca: Levantar la palanca, insertar el cable, soltar la palanca. Perfecto para conductores trenzados y modificaciones de campo.
Ahmed, que gestiona una planta de tratamiento de agua en Abu Dhabi, cambió a nuestros terminales de resorte después de sufrir frecuentes conexiones sueltas con los terminales de tornillo tradicionales debido a ciclo térmico1. Ha tenido cero fallos de conexión en dos años desde la actualización.
Ventajas:
- Instalación más rápida (ahorro de tiempo de hasta 50%)
- Fuerza de conexión constante
- Excelente resistencia a las vibraciones
- Extracción del cable sin herramientas para el mantenimiento
Bloques de terminales de barrera
Solución rentable para aplicaciones básicas:
Diseño de barrera fija: Los compartimentos individuales evitan el contacto accidental entre circuitos adyacentes.
Diseño seccional: La construcción modular permite configuraciones personalizadas.
Aplicaciones típicas:
- Circuitos de control de baja tensión
- Cableado de señales y comunicaciones
- Instalaciones económicas
- Conexiones simples punto a punto
Bornas especiales
Bloques de terminales de tierra: Esencial para los sistemas de puesta a tierra de seguridad, con identificación verde/amarillo y capacidades mejoradas de conexión a tierra.
Bloques de terminales de fusibles: Los portafusibles integrados proporcionan protección de circuitos a nivel de terminal, lo que resulta perfecto para la protección de circuitos individuales.
Desconecte los bloques de terminales: Los interruptores incorporados permiten aislar los circuitos sin necesidad de retirar los cables, lo que resulta ideal para pruebas y mantenimiento.
¿Cómo se determinan las necesidades eléctricas?
Unas especificaciones eléctricas adecuadas evitan el sobrecalentamiento, las caídas de tensión y los posibles riesgos de incendio. Nunca subestimes los requisitos eléctricos: la seguridad depende de que lo hagas bien.
Cálculos de corriente nominal
Corriente continua: El bloque de terminales debe soportar 125% de la corriente continua máxima prevista. Para un circuito de motor de 20 A, especifique terminales con capacidad mínima de 25 A.
Corriente de cortocircuito: Tenga en cuenta la capacidad de corriente de fallo. Los entornos industriales pueden experimentar corrientes de cortocircuito de 10.000 A o más.
- Temperatura: Reducir el valor nominal en 20% para temperaturas ambiente superiores a 40°C.
- Altitud: Reducir 10% para instalaciones por encima de 2000m de altitud
- Agrupación: Múltiples terminales conductores de corriente adyacentes generan calor
Valores nominales de tensión y distancias
Tensión de trabajo: Especifique siempre terminales con capacidad 20% por encima de la tensión del sistema. Para sistemas de 480 V, utilice terminales de 600 V como mínimo.
Tensión de impulso: Tenga en cuenta las sobretensiones transitorias debidas a operaciones de conmutación, rayos o arranque de motores.
Distancias de fuga y separación3:
- Grado de contaminación 2 (industrial normal): 6,3 mm de espacio libre para sistemas de 300 V
- Grado de contaminación 3 (industria pesada): 10 mm de espacio libre para sistemas de 300 V
Compatibilidad del calibre del cable
Adapte las especificaciones del bloque de terminales a sus necesidades de cableado:
| Tamaño del cable (AWG) | Corriente típica | Tipo de terminal | Especificación de par |
|---|---|---|---|
| 24-18 | 1-10A | Tornillo estándar | 0,5-0,6 Nm |
| 16-14 | 10-20A | Tornillo estándar | 0,8-1,0 Nm |
| 12-10 | 20-35A | Tornillo de alta resistencia | 1,2-1,5 Nm |
| 8-6 | 35-65A | Terminal de alimentación | 2,0-2,5 Nm |
Métodos de conexión
Cable único: Lo más habitual, un cable por punto terminal.
Cable múltiple: Algunos terminales aceptan múltiples cables - verifique los factores de reducción de corriente.
Casquillos4: Muy recomendado para conexiones de cables trenzados, evita la rotura de los hilos y garantiza un contacto fiable.
¿Qué factores ambientales afectan a la selección del bloque de terminales?
Las condiciones ambientales influyen directamente en el rendimiento y la longevidad de los bornes. Ignorar estos factores provoca fallos prematuros y riesgos para la seguridad.
Consideraciones sobre la temperatura
Temperatura de funcionamiento:
- Estándar: -5°C a +60°C para la mayoría de aplicaciones industriales
- Ampliado: -25°C a +80°C para entornos difíciles
- Alta temperatura: Hasta +120°C para aplicaciones en hornos y tratamientos térmicos.
Efectos del ciclo térmico: El calentamiento y enfriamiento repetidos provocan dilatación/contracción, lo que puede aflojar las uniones atornilladas. Los terminales de resorte son excelentes en estas condiciones.
Resistencia química
Materiales de la vivienda:
- Poliamida (PA): Buena resistencia química general, adecuada para la mayoría de los entornos industriales
- Policarbonato (PC): Excelente resistencia al impacto, opciones transparentes disponibles para inspección visual
- PBT (tereftalato de polibutileno): Resistencia química superior para entornos agresivos
Componentes metálicos:
- De latón: Estándar para la mayoría de las aplicaciones, buena conductividad y resistencia a la corrosión
- Acero inoxidable: Necesario para aplicaciones marinas, alimentarias y químicas
- Cobre estañado: Mayor protección contra la corrosión en entornos húmedos
Resistencia a vibraciones y golpes
Los entornos industriales someten a los bornes a esfuerzos mecánicos:
Clases de vibración (según IEC 60068-2-6):
- Clase 1: Industria ligera (amplitud de 0,15 mm)
- Clase 2: Industria pesada (0,35 mm de amplitud)
- Clase 3: Móvil/transporte (0,75 mm de amplitud)
Resistencia a los golpes: Especifique terminales probados según IEC 60068-2-27 para aplicaciones con cargas de impacto o actividad sísmica.
Humedad y contaminación
Clasificación IP de los compartimentos de terminales:
- IP20: A prueba de dedos, protección básica
- IP30: Protección contra objetos de 2,5 mm
- IP54: Protegido contra el polvo, resistente a salpicaduras (cuando las tapas están cerradas)
Grados de Contaminación:
- Grado 1: Entornos limpios (salas de control)
- Grado 2: Industrial normal (plantas de fabricación)
- Grado 3: Contaminación fuerte (plantas químicas, instalaciones al aire libre)
¿Qué consideraciones hay que tener en cuenta sobre la instalación y el mantenimiento?
Una planificación de la instalación y un acceso al mantenimiento adecuados garantizan la fiabilidad y la seguridad a largo plazo. Tenga en cuenta estos factores durante la fase de diseño para evitar costosas modificaciones posteriores.
Sistemas de montaje
Montaje en carril DIN5: Estándar industrial, permite una fácil reconfiguración y ampliación. Utilice carril de 35 mm para la mayoría de las aplicaciones, carril de 15 mm para instalaciones compactas.
Montaje directo: Terminales atornillados para instalaciones permanentes o cuando el carril DIN no es adecuado.
Montaje en panel: Terminales pasantes para conexiones entre distintos compartimentos.
Espaciado y disposición
Requisitos mínimos de separación:
- 6 mm entre terminales para acceso de mantenimiento
- 12 mm para terminales con puntas de prueba
- 20 mm para terminales de alta corriente que requieren herramientas más grandes
Gestión de cables: Planifique un tendido de cables y un alivio de tensión adecuados. Una mala gestión de los cables provoca tensiones en las conexiones y posibles fallos.
Identificación y marcado
Marcado de terminales: Esencial para la resolución de problemas y el mantenimiento. Las opciones incluyen:
- Grabado por láser (aspecto permanente y profesional)
- Etiquetas adhesivas (flexibles, intercambiables sobre el terreno)
- Marcadores con clip (extraíbles, reutilizables)
Código de colores: Utilice esquemas de color coherentes:
- Verde/Amarillo: Conexiones a tierra
- Azul: Conductores neutros
- Rojo/marrón/negro: Conductores de fase
Pruebas y puesta en servicio
Verificación de la conexión:
- Verificación del par mediante herramientas calibradas
- Pruebas de tracción para uniones por resorte
- Imágenes térmicas durante el funcionamiento inicial
Requisitos de documentación:
- Horarios de asignación de terminales
- Especificaciones de par y registros de verificación
- Procedimientos y programas de mantenimiento
Marcus, de Pittsburgh, aprendió esta lección por las malas. Después de nuestra consulta, cambió a terminales de tornillo de alta resistencia para 250 A con una gestión térmica adecuada. Su acería lleva ocho meses funcionando sin problemas de sobrecalentamiento 😉 .
Conclusión
Seleccionar los bloques de terminales adecuados para las cajas de empalmes industriales requiere un análisis cuidadoso de los requisitos eléctricos, las condiciones ambientales y las limitaciones de la instalación. No comprometa la calidad ni las especificaciones adecuadas: el coste de un fallo supera con creces la inversión en componentes adecuados. En Bepto Connector, hemos ayudado a miles de clientes a evitar errores costosos proporcionándoles orientación experta y soluciones de bornes de alta calidad. Recuerde, el mejor bloque de terminales es el que se adapta perfectamente a los requisitos específicos de su aplicación.
Preguntas frecuentes sobre la selección del bloque de terminales
P: ¿Qué diferencia hay entre los terminales de tornillo y los de resorte?
A: Los terminales de tornillo utilizan la fuerza de sujeción mecánica de los tornillos, mientras que los terminales de resorte utilizan la presión de un muelle para obtener una fuerza de conexión constante. Los terminales de resorte ofrecen una instalación más rápida y una mayor resistencia a las vibraciones, pero los terminales de tornillo soportan corrientes más altas y son más rentables.
P: ¿Cómo calculo la intensidad nominal de mis bornas?
A: Utilice 125% de su corriente continua máxima como valor nominal mínimo. Para un circuito de 20 A, especifique al menos terminales de 25 A. Aplique factores de reducción por alta temperatura, altitud y múltiples terminales adyacentes que transporten corriente.
P: ¿Puedo mezclar distintos tipos de regleta en la misma caja de empalmes?
A: Sí, pero mantenga sistemas de montaje coherentes (carril DIN) y garantice un espaciado adecuado. Los distintos tipos pueden tener requisitos de mantenimiento diferentes, por lo que los técnicos deben documentarse al respecto.
P: ¿Qué preparación de cables es necesaria para los distintos tipos de terminales?
A: Los terminales de tornillo requieren extremos de cable pelados, preferiblemente con casquillos para cable trenzado. Los terminales de resorte necesitan cortes limpios y rectos con longitudes específicas (normalmente 10-12 mm). Siga siempre las especificaciones del fabricante.
P: ¿Con qué frecuencia deben inspeccionarse las conexiones de los bornes?
A: Inspeccione los terminales de tornillo anualmente y vuelva a apretarlos si es necesario. Los terminales de resorte suelen requerir una inspección menos frecuente, pero deben comprobarse durante el mantenimiento programado. Las aplicaciones de alta corriente pueden requerir una inspección más frecuente en función de los ciclos térmicos.
-
Aprenda cómo los cambios repetidos de temperatura pueden afectar a la fiabilidad y la vida útil de las conexiones eléctricas. ↩
-
Comprender los principios de la reducción de potencia y cómo ajustar los valores nominales de los componentes a factores ambientales como la temperatura y la altitud. ↩
-
Explore las definiciones de línea de fuga y espacio libre y por qué estas distancias son fundamentales para la seguridad eléctrica y el aislamiento. ↩
-
Consulte una guía sobre por qué y cómo instalar correctamente las punteras para garantizar unas terminaciones de cable trenzado seguras y fiables. ↩
-
Descubra las ventajas y los tamaños estándar del sistema de carril DIN utilizado para el montaje de equipos de control industrial. ↩
