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Guía Técnica de Instalación – Caja de Medición SZK-12 (11 kV)

Sistema nominal: 10 kV (tensión máxima de operación: 11 kV)
Documento: Requisitos de Instalación – Primera Mitad

1. Requisitos previos y verificación de sitio

Antes de iniciar cualquier actividad relacionada con la instalación de la caja de medición SZK-12, es fundamental realizar una inspección exhaustiva del sitio de instalación para garantizar que cumpla con los requisitos técnicos, de seguridad y normativos aplicables. Esta etapa previene errores costosos, retrasos en la puesta en servicio y riesgos operativos. La SZK-12 está diseñada específicamente para sistemas trifásicos de distribución urbana o rural con niveles de cortocircuito típicos de hasta 16 kA durante 1 s, por lo que el entorno debe ser evaluado no solo desde el punto de vista físico, sino también eléctrico.

1.1. Condiciones ambientales

• Ubicación: La caja debe instalarse en un lugar accesible, ventilado y protegido contra impactos mecánicos, inundaciones, acumulación de polvo conductor o químicos corrosivos. La carcasa de acero galvanizado en caliente (grado Z275 según UNE-EN ISO 1461) ofrece protección IP54, pero esta clasificación se mantiene únicamente si las entradas de cables están correctamente selladas y la puerta se cierra herméticamente. No se recomienda su instalación en zonas costeras sin tratamiento adicional anticorrosivo (ej.: recubrimiento epóxico).
• Temperatura ambiente: El rango operativo típico es de -25 °C a +40 °C. Verifique que el sitio no exceda estos límites durante períodos prolongados. En ambientes con temperaturas superiores a +40 °C, se requiere la instalación de ventilación forzada o disipadores térmicos adicionales, ya que el sobrecalentamiento puede afectar la vida útil de los transformadores de instrumento (TC/TP) y del medidor secundario.
• Humedad relativa: No debe superar el 95 % sin condensación. En ambientes húmedos, se recomienda instalar deshumidificadores o sellos adicionales en las entradas de cables. Además, la presencia de condensación interna puede provocar descargas parciales en los bornes primarios; por ello, se sugiere el uso de bolsas absorbentes de humedad (silicagel) dentro del compartimento principal durante los primeros meses de operación.

1.2. Espacio libre y distancias de seguridad

La norma IEC 62271-200:2011 (Equipos de interruptores para alta tensión – Parte 200: Celdas metálicas blindadas para corriente alterna por encima de 1 kV y hasta 52 kV) y las regulaciones locales (como la NTC 2050 en Colombia, la NOM-001-SEDE en México o la UNE 21186 en España) establecen distancias mínimas de seguridad para equipos de media tensión. Para la SZK-12, diseñada para 11 kV (U_m = 12 kV), las distancias críticas son las siguientes:

• Distancia mínima al suelo: 2.5 m si está montada en poste; 0.3 m si está sobre base de concreto en subestación. Esta altura evita el contacto accidental y facilita el acceso técnico sin comprometer la seguridad pública.
• Zona de trabajo frontal: Mínimo 1.2 m de espacio libre frente al panel para operación y mantenimiento, conforme al artículo 110.26(A)(1) de la NEC (adaptado en normativas latinoamericanas). Este espacio debe mantenerse permanentemente despejado.
• Separación lateral: Al menos 0.5 m respecto a otras estructuras metálicas o equipos eléctricos para permitir disipación térmica y evitar acoplamientos inductivos no deseados.
• Distancia de arco eléctrico: En aire, la distancia mínima fase-tierra y fase-fase debe ser ≥ 125 mm para sistemas de 11 kV (según IEC 60664-1:2007, Anexo B). Sin embargo, la SZK-12 incorpora barras de cobre estañado con aislamiento parcial mediante cubiertas termorretráctiles, lo que permite reducir ligeramente estas distancias internas, siempre que se respete la rigidez dieléctrica certificada del conjunto.

¿Qué distancia de separación requiere el SZK-12 respecto a otros equipos?

La separación mínima entre la SZK-12 y otros gabinetes o estructuras metálicas debe ser de 500 mm en todas las direcciones laterales y posteriores. Esta medida no solo cumple con los requisitos de seguridad eléctrica, sino que también permite la circulación de aire para enfriamiento natural. En instalaciones compactas (ej.: centros de transformación urbanos), se permite reducir esta distancia a 300 mm si se instalan barreras térmicas no combustibles (clase A2-s1,d0 según UNE-EN 13501-1) entre equipos.

1.3. Verificación de la infraestructura existente

• Confirme que la red primaria esté desconectada, puesta a tierra y señalizada antes de cualquier intervención (bloqueo/etiquetado – LOTO), conforme a la norma OSHA 1910.147 y su equivalente en Latinoamérica (ej.: Resolución 1443 de 2014 en Colombia).
• Verifique que la tubería o canalización para conductores primarios y secundarios esté correctamente instalada, sellada y con pendiente adecuada (mínimo 1%) para evitar acumulación de agua. Se recomienda el uso de tuberías PVC-SAP tipo pesado (UNE 53248) o conduit metálico rígido (EMT/GRC) con junta roscada sellada.
• Asegúrese de que el sistema de puesta a tierra local tenga una resistencia ≤ 5 Ω (medida con telurómetro en configuración Wenner de 4 puntos). El borne de tierra principal de la caja SZK-12 (ubicado en la parte inferior izquierda de la carcasa, marcado con símbolo ⏚) debe conectarse directamente a esta malla mediante conductor de cobre desnudo mínimo AWG 2/0 (67 mm², UNE 21024), con longitud no mayor a 10 m y sin empalmes intermedios.

¿Se puede instalar en exteriores sin modificaciones?

Sí, la SZK-12 está certificada para instalación exterior (IP54, IK10) sin modificaciones adicionales, siempre que se respeten las condiciones ambientales especificadas. Sin embargo, en regiones con alta radiación solar (> 800 W/m² promedio diario), se recomienda pintar la carcasa con acabado blanco reflectante (coeficiente de reflexión ≥ 0.8) para reducir la temperatura interna en hasta 8 °C. Además, en zonas con lluvia ácida o salina, se debe inspeccionar anualmente la integridad del galvanizado y reaplicar sellador en juntas si se observa corrosión incipiente.

2. Herramientas y equipos necesarios

Utilice únicamente herramientas aisladas y calibradas para trabajos en media tensión. A continuación, se detalla el listado esencial, validado según los requisitos de la norma UNE-EN 60903:2004 (EPP para trabajos en tensión) y IEEE Std 516-2009 (Guía para trabajos en líneas y equipos energizados).

2.1. Herramientas manuales

• Llaves dinamométricas ajustables (rango 5–50 N·m) – obligatorio para conexiones atornilladas. Deben estar calibradas anualmente con trazabilidad a patrones nacionales (ej.: ENAC en España, ONAC en Colombia).
• Llaves de vaso con aislamiento Clase II (10 kV), cumpliendo con UNE-EN 60900.
• Destornilladores aislados con punta Phillips y plana (1000 V CAT III), con mango ergonómico y marcaje permanente del nivel de aislamiento.
• Cortafríos y limpiadores no abrasivos para terminales (ej.: paños de microfibra con alcohol isopropílico al 90%).
• Multímetro digital de categoría CAT III 1000 V, con fusibles HRC y protección contra sobretensiones transitorias (IEC 61010-1).
• Megóhmetro (5 kV) para pruebas de aislamiento, capaz de medir resistencias > 10 GΩ con precisión ±5%.

2.2. Equipos de protección personal (EPP)

• Casco dieléctrico con barbuquejo, clase E (10 kV) según UNE-EN 50365.
• Guantes aislantes Clase 00 (500 V) o Clase 0 (1000 V), según protocolo de trabajo en tensión. Deben inspeccionarse visualmente antes de cada uso y someterse a prueba dieléctrica cada 6 meses.
• Ropa ignífuga (FR) y calzado dieléctrico certificado (UNE-EN 50321-1:2018, clase 0).
• Gafas de seguridad con protección lateral, cumpliendo con UNE-EN 166.
• Manta aislante para cubrir partes energizadas adyacentes (si aplica), clase 1 (7.5 kV) según UNE-EN 61111.

2.3. Materiales auxiliares

• Grasa antioxidante para contactos de cobre/aluminio (tipo NO-OX-ID A-Special o equivalente), con contenido de zinc ≥ 15% para prevenir corrosión galvánica.
• Cinta aislante termorretráctil (10 kV, relación 3:1), con índice de tracción ≥ 12 MPa y resistencia a la llama (UL 224).
• Compuesto sellador tipo polysulfide o silicona neutra para penetraciones, con resistencia a UV y temperatura de servicio de -40 °C a +120 °C.
• Etiquetas termoimprimibles resistentes a UV para identificación de circuitos, con vida útil mínima de 10 años en exteriores.

3. Preparación de la base y fijación

La caja SZK-12 puede instalarse sobre poste, muro o base de concreto. Se describe el procedimiento para base de concreto, el más común en subestaciones de distribución. La fijación inadecuada puede causar vibraciones, desalineación de contactos y fallos prematuros en las conexiones.

3.1. Construcción de la base

• Dimensiones mínimas recomendadas: 800 mm × 800 mm × 200 mm (ancho × largo × alto), con refuerzo interno de malla electrosoldada Ø 6 mm @ 150 mm.
• El concreto debe ser de resistencia mínima 25 MPa (H25 según EHE-08) y curado por al menos 7 días antes de la instalación. Se recomienda aditivo impermeabilizante para zonas húmedas.
• Incorporar cuatro pernos de anclaje ASTM A307 o ISO 898-1, grado 4.8, diámetro mínimo M16, con longitud expuesta de 100 mm y separación según plano de montaje del fabricante (típicamente 400 mm × 400 mm). Los pernos deben estar galvanizados en caliente (UNE-EN ISO 1461).
• Los pernos deben estar perfectamente alineados y nivelados (tolerancia ±2 mm en posición y ±0.5° en verticalidad), verificados con escuadra láser.

3.2. Nivelación y alineación

Coloque la caja sobre los pernos y utilice una regla de nivel láser o burbuja de precisión:

• Desviación máxima permitida: 2 mm/m en cualquier dirección. Una inclinación excesiva puede afectar el drenaje interno y la operación de interruptores.
• Ajuste con cuñas metálicas galvanizadas si es necesario. Nunca use madera u otros materiales compresibles, ya que pueden deformarse con el tiempo y perder el nivel.
• Una vez nivelada, asegure provisionalmente con tuercas y arandelas planas (ISO 7089).

3.3. Fijación definitiva

Apriete los pernos de anclaje en secuencia cruzada (patrón X) hasta alcanzar el torque especificado:

Diámetro del perno	Material	Torque de apriete (N·m)	Norma de referencia
M16	Acero al carbono (grado 4.8)	150 ± 10	ISO 16047
M20	Acero al carbono (grado 4.8)	290 ± 15	ISO 16047

Nota: No sobrepase el torque indicado. Un apriete excesivo puede deformar la brida de montaje (espesor 4 mm en acero S235JR) o agrietar la base de concreto. Registre todos los valores en la hoja de inspección con firma del técnico responsable.

4. Manipulación y posicionamiento seguro

La caja SZK-12 tiene un peso aproximado de 120–150 kg (vacía). Su manipulación requiere planificación rigurosa conforme a la norma UNE-EN 13157 (grúas móviles) y protocolos internos de seguridad industrial.

4.1. Procedimientos de izaje

• Utilice grúa hidráulica o polipasto con capacidad mínima de 300 kg (factor de seguridad 2:1).
• Los puntos de izaje deben ser exclusivamente los ojales diseñados por el fabricante (generalmente dos en la parte superior trasera, con capacidad certificada de 200 kg cada uno).
• Nunca levante por los bornes, la puerta o componentes internos. Esto puede dañar los TCs/TPs o deformar la estructura.
• Verifique que las eslingas tengan etiqueta de inspección vigente y ángulo de carga ≤ 60°. Use protectores de eslinga en bordes afilados.

4.2. Transporte en sitio

• Si se usa carretilla o plataforma móvil, asegure la caja con correas de trinquete (capacidad mínima 500 kg).
• Evite giros bruscos o pendientes > 5°. La inercia puede desplazar el centro de gravedad y causar vuelco.
• No arrastre ni golpee la carcasa. La chapa de acero galvanizado (1.5–2.0 mm) es resistente pero susceptible a abolladuras que comprometen el IP (grado IP54 típico). Inspeccione visualmente después del transporte.

4.3. Apertura inicial

Antes de abrir la puerta:

• Confirme que el embalaje interno (espuma de polietileno reticulado, soportes plásticos ABS) se retire completamente. Restos de empaque pueden obstruir ventilación o interferir con componentes.
• Inspeccione visualmente el interior en busca de daños por transporte: conductores sueltos, TCs/TPs desplazados, humedad o condensación. Verifique que los transformadores estén firmemente sujetos a sus soportes con tornillos M8 (torque 20 N·m).
• No retire las tapas protectoras de los bornes primarios hasta el momento de realizar las conexiones. Estas tapas evitan contaminación y descargas accidentales.

5. Conexiones primarias y secundarias

Esta sección cubre los pasos críticos para conectar los conductores de alta y baja tensión. Todo el trabajo debe realizarse con el sistema desenergizado, puesto a tierra y bajo permiso de trabajo, conforme al Reglamento de Seguridad de Alta Tensión (RSAT) o su equivalente local.

5.1. Conductores primarios (11 kV)

• Utilice cable aislado tipo MV-105 (ASTM D2634) o RV-M 15 kV (UNE 21123), sección mínima 50 mm² (AWG 1/0) para corrientes hasta 400 A. Para corrientes superiores, consulte la tabla de selección del fabricante.
• Prepare los extremos con kit de terminación en frío (cold shrink) o termorretráctil, siguiendo las instrucciones del fabricante del cable. Asegure que la pantalla semiconductora esté correctamente puesta a tierra en el extremo del gabinete.
• Los bornes primarios de la SZK-12 son tipo perno roscado M12 o M16 (ver placa de datos). Aplique una capa fina de grasa antioxidante en la superficie de contacto para minimizar la resistencia de contacto.
• Inserte el terminal y apriete con llave dinamométrica al torque especificado:

Tipo de borne	Material del conductor	Torque de apriete (N·m)	Norma de referencia
M12 (cobre)	Cobre	45 ± 5	IEC 61238-1
M12 (cobre)	Aluminio	35 ± 5	IEC 61238-1
M16 (cobre)	Cobre	80 ± 8	IEC 61238-1
M16 (cobre)	Aluminio	65 ± 6	IEC 61238-1

Advertencia crítica: Un torque insuficiente causa calentamiento por mala conexión (efecto Joule); un torque excesivo deforma el borne o rompe el terminal. Registre todos los valores en la hoja de inspección. Además, verifique la resistencia de contacto con microhmetro (< 20 μΩ por conexión).

5.2. Conductores secundarios (circuito de medición)

• Utilice cable multiconductor flexible, aislado 600 V, mínimo AWG 12 (3.3 mm²) para circuitos de TC y TP, cumpliendo con UNE 21137 o NMX-J-143.
• Los cables de corriente (TC) deben ser independientes de los de voltaje (TP) y de control. Separación física mínima: 150 mm o uso de canaletas separadas (UNE-EN 50085). Esto evita acoplamientos capacitivos e inductivos que distorsionan las señales.
• Conecte siempre el secundario de los TCs en configuración “S1 a borne K, S2 a borne L” (ver diagrama unifilar adjunto en manual). Esta polaridad es crítica para la correcta medición vectorial.
• Nunca deje abierto el secundario de un TC energizado: esto genera tensiones peligrosas (> 1 kV) y daña el núcleo magnético por saturación. Siempre cierre en cortocircuito antes de desconectar el medidor.
• Torque para bornes secundarios (tipo tornillo): 2.0 ± 0.2 N·m. Use destornillador con tope de torque ajustable.

Al finalizar las conexiones, selle todas las entradas de cables con prensaestopas metálicos (IP54) o masilla selladora para mantener la clasificación IP54. Etiquete claramente cada circuito con código de color y número de circuito (ej.: “F1-TC-A”, “N-TP-B”), siguiendo la convención IEC 60446.

Continúa en la segunda mitad: pruebas funcionales, puesta en servicio y documentación final.

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