¿Qué es una barra colectora DC?
Una barra colectora DC es una barra de cobre macizo o de cobre estañado, en lugar de un cable, que une las fuentes y las cargas de un sistema de corriente continua en un punto común. En un vehículo militar, los grupos de baterías, el alternador y el cargador se conectan a la barra positiva (+), el retorno de chasis a la barra negativa (−), y las cargas se alimentan a través de líneas con fusible. La tensión del bus DC entre las dos barras es la que ve cada equipo.
Este artículo trata tres partes de la capa de distribución definida en nuestra guía de arquitectura eléctrica de vehículos militares: la sección de la barra colectora, la selección de fusibles y el dimensionamiento de cables. Alcance: vehículos terrestres, shelters e instalaciones fijas.
¿Por qué usar una barra colectora en un vehículo?
Cablear cada fuente y cada carga por separado implica un terminal, una ruta y un dispositivo de protección por conexión. Una barra colectora los reúne en un solo conductor:
- Un mazo de cables más corto: las fuentes y las cargas confluyen en un punto.
- Una sola lógica de protección: los contactores de entrada, el seccionador de batería y la parada de emergencia se sitúan delante de la barra, de modo que toda la distribución se corta con una sola acción.
La Unidad de distribución de energía DC para vehículos militares TDG-EDP-D0X de TEDEG es un ejemplo: según su hoja de datos, cuatro entradas (Batería 1, Batería 2, alternador y cargador de baterías) se reúnen en barras colectoras (+) y (−) de 400 A, y las salidas están protegidas por fusibles de tipo MIDI.
Tensión de bus: qué significa 28 VDC
La tensión de bus no es constante. Dos grupos de baterías de 12 V en serie dan 24 V nominales; con el alternador cargando, el bus se sitúa normalmente en torno a 28 V; y cae durante el arranque del motor. MIL-STD-1275 define los límites de estas variaciones para los vehículos terrestres militares.
Dos consecuencias: los cálculos de cable y fusible usan la tensión de bus más baja, donde la corriente para una potencia dada es máxima. Y los contactores de la barra funcionan con umbrales de tensión: en la TDG-EDP-D0X el contactor de entrada cierra por encima de 21.5 VDC y abre por debajo de 21 VDC, desconectando las baterías; todos los umbrales, salvo las tensiones de arranque de la unidad de control, son ajustables.
¿Cómo se determina la sección de la barra colectora?
Tres preguntas fijan la sección:
- 1.Corriente continua: La barra debe soportar el mayor de los dos valores: la suma de todas las líneas de salida en funcionamiento normal o la corriente máxima que pueden entregar las fuentes.
- 2.Corriente de pico: Cuando coinciden el arranque, el accionamiento de la torreta o un calefactor, ¿se mantiene la temperatura de la barra dentro de los límites?
- 3.Aumento de temperatura: En un panel cerrado, con ambientes como −32 °C a +52 °C, ¿afecta el autocalentamiento de la barra a los fusibles y al aislamiento de los cables en las uniones?
La capacidad de una barra de cobre depende de su área, de su superficie de refrigeración y del aumento de temperatura permitido. La regla práctica: dimensione la barra para la corriente simultánea real de fuentes y cargas, no para la suma de los fusibles que podrían instalarse. En la TDG-EDP-D0X ese valor es 400 A.
El fusible protege el cable, no la carga
El error más común es suponer que el fusible protege la carga. Protege el cable y sus conexiones frente al fuego; los semiconductores de una carga electrónica fallan mucho antes de que se abra. El valor se elige entre dos límites: por encima de la corriente continua de la carga (normalmente con un margen del 25–30% contra disparos intempestivos) y por debajo de la ampacidad del cable.
Dos puntos específicos de la DC:
- Extinción del arco: la DC no tiene paso por cero, por lo que el arco no se extingue por sí solo; la tensión nominal DC y la capacidad de corte del fusible deben adecuarse a la corriente de cortocircuito prevista en el punto de instalación.
- Curva tiempo-corriente: fusibles rápidos para cargas de semiconductores, fusibles con retardo para motores y contactores con alta corriente de arranque.
La TDG-EDP-D0X utiliza fusibles de tipo MIDI en sus salidas, de 30, 60 y 100 A @28 VDC, y lleva tres repuestos de cada uno de los valores 30, 60, 100 y 200 A. Proteger la línea de batería contra una conexión invertida no es tarea de un fusible; consulte nuestra guía sobre polaridad inversa y la Unidad de polaridad inversa TPB-01, prevista para corrientes de hasta 500 A.
Sección del cable: ampacidad y caída de tensión
La sección del cable se comprueba con dos criterios; se usa el resultado mayor.
La ampacidad se lee en la tabla del fabricante para la clase de aislamiento, con reducción para ubicaciones calientes como el compartimento del motor, conductores agrupados y conductos cerrados. Los cables de vehículos militares suelen especificarse por calibre AWG; la hoja de datos de la TDG-EDP-D0X exige "cables militares AWG dimensionados según la potencia requerida".
La caída de tensión se calcula con:
A = 2 × ρ × L × I / ΔV
donde A es la sección (mm²), ρ la resistividad del cobre (alrededor de 0.0175 Ω·mm²/m), L la longitud en un sentido (m), I la corriente (A) y ΔV la caída permitida (V); el 2 cuenta ambos conductores. En un bus de 28 VDC, un presupuesto del 2% equivale a 0.56 V; para un grupo de cámaras de 10 A situado a 5 m, A ≈ 2 × 0.0175 × 5 × 10 / 0.56 ≈ 3.1 mm², y se elige la siguiente sección normalizada superior.
Dimensionar los tres en conjunto
Calcule desde la carga hacia la barra:
| Paso | Entrada | Salida |
|---|---|---|
| 1 | Corriente continua y de pico de la carga, longitud del cable | Sección del cable (el mayor entre ampacidad y caída de tensión) |
| 2 | Sección del cable, tipo de carga | Valor y curva del fusible (por encima de la carga, por debajo del cable) |
| 3 | Corriente simultánea de todas las líneas, corriente de la fuente | Sección de la barra colectora, valor del contactor de entrada |
| 4 | Lugar de montaje, temperatura ambiente | Factores de reducción, refrigeración, plan de fusibles de repuesto |
El mismo orden se aplica a la AC. Según su hoja de datos, el Panel de distribución de energía PowerGuard MAR-2 de TEDEG divide una fuente de red o generador de 220 VAC 50 Hz en 9 salidas de 220 VAC con fusible independiente, cada una con su propio borne de neutro y de tierra y con secciones de cable ajustadas a la carga. La protección por canal en las PDU de montaje en rack se trata en nuestra guía de PDU militares; todos los productos de distribución figuran en Unidades de distribución de energía (PDU).
Preguntas frecuentes
¿El valor del fusible se elige según la corriente de la carga o la del cable?
Según ambas: por encima de la corriente continua de la carga y por debajo de la ampacidad del cable. Si los dos límites chocan, aumente la sección del cable, no el fusible.
¿Puede usarse un fusible AC en una barra colectora DC?
Solo si el fabricante indica una tensión nominal DC y una capacidad de corte; un fusible marcado únicamente para AC puede no abrirse ante un cortocircuito en DC.
¿La tensión de bus es de 24 V o de 28 V?
Nominalmente 24 V en la batería y normalmente en torno a 28 V con el alternador cargando; por eso las normas y las hojas de datos hablan de 28 VDC, mientras que los cálculos de cable y fusible usan la tensión de bus más baja.
Conclusión
La barra colectora DC es el punto de reunión de la arquitectura eléctrica del vehículo: la barra sigue la corriente simultánea real, los fusibles protegen los cables y los cables siguen el mayor valor entre ampacidad y caída de tensión. Dimensionados por separado, producen disparos intempestivos o uniones calientes en campo.
Para un plan de barra colectora, fusibles y cables para su vehículo, solicite una cotización o contacte con nuestro equipo de ingeniería.
Ejemplo de campo: Lea el caso de éxito arquitectura de potencia de camión táctico.
