Quina és la diferència i quina hauries d'especificar?

En l'especificació de la distribució elèctrica, pocs termes causen tanta confusió com "safata de cables" i "escala de cables". Les dues paraules s'utilitzen sovint indistintament en dibuixos, en llistes de materials i fins i tot en catàlegs de proveïdors, però descriuen productes diferents amb lògiques estructurals diferents, comportaments de càrrega diferents i punts ideals d'aplicació diferents. Especificar-ne un de incorrecte significa pagar per una capacitat que no necessiteu o instal·lar un sistema que no pot gestionar els cables que se us demana que transporti.

La diferència pràctica en una frase: una escala de cable és una estructura oberta de dos rails laterals connectats per esglaons, construïda per acables d'alimentació pesatsen llargs trams; una safata per a cables és una família més àmplia que inclou safates d'escala, de fons sòlid, perforades, de canal,canalisistemes de malla metàl·lica, amb els membres en forma de safata (fons sòlid o perforat) adequats per a cablejat dens, més lleuger o sensible a la pols.

Aquesta guia explica la terminologia, les diferències estructurals i, el més important, com triar entre elles en un projecte real.

Primer, la terminologia: una escala és un tipus de safata

Abans de comparar, cal resoldre la qüestió de la classificació. En les normes que regeixen aquests productes (NEMA VE 1 a Amèrica del Nord i IEC 61537 internacionalment), "sistema de safates per a cables" és el terme genèric, i la safata tipus escala és un membre d'aquesta família. Les categories de safates estàndard són:

• Tipus d'escala: dos baranes laterals longitudinals amb esglaons transversals
• Fons sòlid: un fons continu de xapa metàl·lica
• Canal perforat (ventilat): un fons amb forats o ranures de ventilació
• Tipus de canal: un únic perfil estret, de vegades anomenat carril únic
• Malla de filferro (cistella) — malla de filferro soldada, una incorporació relativament recent

Així doncs, quan un enginyer diu "safata per a cables", pot referir-se a tota la família o, en el llenguatge quotidià de les obres, a un element tipus safata amb fons, en comptes d'una escala. Aquest article utilitza la distinció pràctica: sistemes d'escala per a cables versus sistemes de tipus safata amb fons sòlids o perforats, que és la comparació que realment impulsa les decisions d'especificació.

Quinaescala de cable is

Una escala de cable consisteix en dos rails laterals de perfil en C units per esglaons transversals a intervals regulars —normalment amb una separació de 250 mm o 300 mm— amb els esglaons soldats per resistència o estampats mecànicament als rails. La construcció oberta és la seva característica d'enginyeria definidora.

La lògica de disseny segueix els cables als quals serveix. Els cables d'alimentació pesats (alimentadors de mitjana tensió, conductors d'alimentació de gran secció transversal) generen calor quan es carreguen, i l'estructura de graó obert permet que aquesta calor s'escapi contínuament al llarg de tot el recorregut. La construcció ventilada també proporciona als instal·ladors punts d'amarratge a cada graó, de manera que els cables es poden fixar en qualsevol punt sense perforar, i manté tots els cables visibles per a la seva inspecció i traçat al llarg de tot el recorregut.

Estructuralment, l'escala es comporta com una estructura semblant a una gelosia. Els rails profunds en C resisteixen la flexió i la torsió, cosa que es tradueix en llums de suport més llargues i capacitats de càrrega per secció més elevades que els elements de safata de pes similar. És per això que les escales són l'opció per defecte per a centrals elèctriques, subestacions, indústria pesant i, cada cop més, distribució d'energia de centres de dades, on s'han de suportar llargs trams aeris de cables grans sense una densitat de suport excessiva.

Les especificacions típiques d'una escala —utilitzant acer galvanitzat en calent com a referència— van des dels 200 mm fins als 900 mm d'amplada, en seccions estàndard de 3 m i 6 m, amb alçades de barana lateral de 100 mm o 150 mm i pas d'esglaó de 250 mm o 300 mm. Les capacitats de càrrega es publiquen per amplada, pas d'esglaó i espaiament de suport d'acord amb els mètodes d'assaig NEMA VE 1 o IEC 61537.

Què és un sistema tipus safata

Els membres tipus safata (de fons sòlid i perforats) comparteixen la mateixa família de baranes laterals, però porten una base contínua o perforada entre les baranes en lloc d'esglaons oberts.

La safata de fons sòlid és una cubeta tancada. Proporciona el nivell més alt de protecció mecànica per als cables de l'interior, protegint-los de la caiguda de deixalles, fluids que gotegen i contacte casual, i conté millor les flames dels cables en escenaris d'incendi quan s'hi instal·len cobertes i barreres tallafocs. El seu inconvenient és tèrmic: la calor dels cables energitzats no té cap via d'escapament excepte a través del metall, de manera que els sistemes de fons sòlid requereixen càlculs conservadors d'ompliment del cable i poques vegades s'utilitzen per a circuits d'alimentació molt carregats.

La safata perforada (ventilada) és el compromís: una part inferior perforada amb ranures de ventilació que permet la dissipació parcial de la calor alhora que conté els cables. És la peça clau per a connexions mixtes de potència i control, equilibrant el flux d'aire amb la protecció, i s'utilitza habitualment en edificis comercials, plantes de procés i distribució industrial general on els volums de cable són elevats però les mides individuals dels cables són moderades.

Com que els elements de la safata distribueixen la càrrega a través d'una làmina contínua en lloc de fer-ho en esglaons discrets, són ideals per a un gran nombre de cables més petits (circuits d'instrumentació, control, comunicació i il·luminació), on el nombre de cables importa més que el pes de qualsevol conductor individual. L'inconvenient és que la part inferior contínua afegeix material, cosa que fa que els sistemes tipus safata siguin més pesats i, per metre, més cars que una escala equivalent, i aquest pes es reflecteix en els requisits de suport.

Comparació directa

Quan s'ha d'especificar una escala de cable

Trieu una escala de cable quan el tram estigui dominat per cables d'alimentació i les prioritats siguin la calor, l'envergadura i l'accés:

• Centrals elèctriques i subestacions, on els alimentadors de mitjana tensió i els grans conductors d'energia recorren llargues rutes aèries
• Distribució d'energia del centre de dades, on les altes densitats de cables sobre els bastidors exigeixen dissipació de calor i una construcció ventilada
• Instal·lacions industrials pesades (molins, mines, petroli i gas) on els cables grans i les vibracions afavoreixen una estructura robusta i oberta.
• Qualsevol obra gegant de llarga durada on menys suports signifiquin un cost d'instal·lació més baix

Quan cal especificar unsistema tipus safata

Trieu una safata de fons sòlid o perforada quan el cable porti molts cables petits o quan la protecció sigui més important que la calor:

• Edificis comercials i institucionals, per a circuits de control, comunicació i il·luminació en contrapunts i sostres
• Plantes de procés, per a cablejat mixt d'instruments i control on es requereix contenció i segregació
• Zones propenses a la pols o a l'exposició de fluids, on un fons sòlid protegeix els cables del degoteig o la caiguda de material
• Rutes sensibles al foc, on la construcció de fons sòlid amb cobertes i barreres afavoreix la compartimentació

Idees errònies comunes

«Una escala pot fer tot el que pot fer una safata.» No del tot. Les escales excel·leixen amb els cables d'alimentació, però no ofereixen cap contenció: la pols, les deixalles i les gotes arriben a l'interior, icables de control petitspot enfonsar-se entre els esglaons si no es recolza contínuament.

«La safata sempre és més forta que l'escala.» Normalment passa el contrari per unitat de pes. El marc en forma de gelosia d'una escala suporta càrregues més elevades en trams més llargs que una safata amb fons de xapa de material similar.

«Un fons sòlid significa que els cables es mantenen més freds.» No. Les safates de fons sòlid atrapen la calor; les normes de la ràtio d'ompliment IEC i NEMA existeixen precisament per això. Si un tram està dominat per la calor, una escala oberta o una safata perforada ben ventilada és l'opció més segura.

«Els podeu barrejar lliurement.» Podeu fer-ho, amb reductors i adaptadors, i molts projectes ho fan: una planta pot utilitzar escales per als seus alimentadors d'energia i safates perforades per als seus circuits de control. La clau és especificar cada secció pel que transporta i obtenir els accessoris de transició del mateix fabricant perquè el sistema es mantingui continu mecànicament i elèctricament.

El resultat final de l'especificació

La regla de selecció és simple: deixa que el cable decideixi. Els cables d'alimentació pesats en trams llargs amb calor a desprendre apunten a una escala de cable. Un gran nombre de cables més petits que necessiten contenció i protecció apunten a un sistema tipus safata. I com que ambdues famílies han de complir els mateixos requisits de prova i documentació (NEMA VE 1, IEC 61537, amb taules de càrrega publicades i certificats de materials), la documentació d'enginyeria del proveïdor és tan important com el tipus de producte.

Els fabricants que construeixen ambdues famílies amb el mateix estàndard, amb accessoris coincidents i documentació completa, faciliten la decisió: el sistema s'especifica com una sèrie coherent, i l'elecció de safata versus escala es fa secció per secció, per motius d'enginyeria, en lloc de per hàbit.