Banco de Pruebas Eléctricas: Guía del Comprador sobre Tipos, Costos y Especificaciones

Todos los fabricantes de dispositivos de protección enfrentan el mismo problema. Para empezar, los medios manuales de prueba de sistemas como voltímetros y dispositivos de medición de tiempo funcionan bien para producciones de bajo volumen, cuando la tasa de producción es de 100 unidades o menos. Sin embargo, una vez que la producción supera esa cifra, las pruebas se vuelven complicadas y no efectivas.

Los bancos de prueba ofrecen una solución a este problema, y existen muchos tipos de maquinaria, desde una simple máquina de prueba de escritorio hasta una línea totalmente automatizada de cientos de metros de longitud. Esto resulta en una amplia variedad de precios. En este artículo, hablaremos sobre los diversos tipos de bancos de prueba, sus partes y precios.

En conclusión, la definición de un banco de prueba eléctrico puede describirse como un equipo capaz de operar de manera estacionaria o semi-estacionaria y que sirve para probar un interruptor automático, contactor u otros dispositivos y obtener mediciones que se comparan con los valores de referencia aceptados. Los costos de los bancos de prueba eléctricos también pueden variar desde $2,000 para una unidad que realiza solo una función particular hasta $50,000 o más si se adquiere una línea automatizada. Para diferentes modelos de bancos de prueba portátiles básicos, se debe esperar pagar entre $8,000 y $30,000. Los tiempos de inactividad de ingeniería son responsables de la eficiencia del banco de prueba más que la precisión de la máquina.

Lo que Realmente Hace un Banco de Prueba Eléctrico

Si se eliminan los gabinetes, un banco puede realizar cuatro tareas básicas. Produce la corriente o voltaje deseado en el objeto que se está probando. También mide la respuesta del objeto probado, es decir, mide el tiempo de disparo, la corriente de disparo o alguna resistencia de contacto o resistencia de aislamiento. Luego compara los resultados medidos con el límite estándar de acuerdo con las necesidades del cliente. La última función del banco es registrar los resultados.

Contrario a lo que los compradores pueden pensar, la última función es muy importante. Un equipo que prueba y no registra deja un montón de documentos y nada que pueda ser rastreado. El equipo que registra proporciona un conjunto de datos que puede servir para fines de garantía.

Los Tipos de Bancos y lo que Cada Uno Prueba

De seis categorías, se cubre la mayoría del mercado. Los seis tipos no son alternativas entre sí.

• Banco de características de disparo. Aplica múltiplos de la corriente nominal y mide el tiempo de disparo en diferentes puntos. Para un interruptor automático pequeño, este banco de disparo se usa para pruebas de banda térmica realizadas a 1.13 y 1.45 de la corriente nominal y para bandas magnéticas probadas a 2.55 veces y luego a 5 o 10 veces para las curvas B, C y D. Este es el banco principal para cualquier diseño de MCB y RCBO.
• Banco de corriente residual. Realiza pruebas de RCCB y RCBO al 0.5 de la corriente residual nominal para no disparo, a la corriente nominal para tiempo de disparo y a 5 veces para el requisito de disparo rápido. Los dispositivos tipo A, F y B requieren una fuente de prueba de corriente continua o frecuencia mixta que es un generador diferente, en lugar de una opción de software. El banco que no puede proporcionar corriente continua estable no puede probar dispositivos tipo B y esto se indicará en el certificado.
• Banco de pruebas instantáneas y de vida útil. Realiza miles de operaciones de cierre-apertura a corriente nominal y sobrecarga, verificando la capacidad del mecanismo y los contactos para resistir. Las tasas estándar de resistencia para MCB fabricados en casa son aproximadamente 4000 eléctricas y 10000 mecánicas, y el banco de pruebas de vida útil es cómo se puede demostrar esto.
• Banco de pruebas integral para interruptores. Este banco es una combinación de pruebas de disparo, pruebas de resistencia de aislamiento, pruebas de resistencia de contacto, pruebas de temporización mecánica, generalmente utilizado para interruptores moldeados y de aire donde un solo banco es suficiente para realizar pruebas completas. Prueba todas las unidades de disparo, bobinas de cierre y contactos auxiliares.
• Banco de pruebas para contactores y arrancadores. Realiza la medición del voltaje de activación y caída, corriente de bobina, resistencia a través de todos los polos, contando operaciones mecánicas. La lógica de prueba es diferente de un interruptor porque los criterios de aceptación son diferentes, y un equipo de prueba integral para contactores cubre la bobina, los contactos principales y el bloque auxiliar en un solo ciclo.
• Banco de envejecimiento y resistencia. Opera los dispositivos durante un período prolongado a alta temperatura o a corriente nominal con la ayuda de aparatos especiales para crear deriva. Sirve como una prueba de confiabilidad y no como una verificación de salida de dispositivos.

Qué hay dentro del banco

La lista de materiales detalla claramente los precios y explica por qué las dos cotizaciones tienen una diferencia de tres veces.

• Suministro de corriente. Un transformador y un regulador, o un suministro de estado sólido capaz de producir la corriente máxima de prueba. Este será el componente más costoso, pero también el que comúnmente está subespecificado.
• Suministro de voltaje. Generalmente, en la mayoría de las configuraciones, la fuente de voltaje es independiente del suministro de corriente y es necesaria para pruebas de aislamiento y dieléctricas.
• Equipos de medición. Esto incluye el shunt, transformador de corriente, tarjeta de adquisición de datos y certificado de calibración. El banco es tan bueno como su calibración, que es un gasto anual adicional. En un interruptor moldeado o de aire, la cadena también debe leer la unidad de disparo, por lo que un banco construido alrededor de rutinas de prueba ACB lleva una interfaz de comunicación que una estación MCB no tiene.
• Sistema de protección. Esta es la configuración de contactores, relés y enclavamientos importantes para el correcto enrutamiento de la corriente de prueba y la protección del operador. El circuito de seguridad es el área donde usualmente se recorta el costo.
• Accesorios y equipos de manejo. Este es el sistema de abrazaderas que sujetan el dispositivo, la disposición de los buses que conectan el dispositivo y el aparato para cargar los dispositivos. Para líneas de alta producción, la efectividad del diseño del accesorio es aún más importante que la de la electrónica.
• Software. Esto incluye la secuencia de pruebas, tablas de límites, lógica de aprobado/reprobado, base de datos y plantilla de informes.

Cabe señalar que el manejo mecánico a menudo es pasado por alto por los compradores solo para darse cuenta de su importancia más adelante. Un banco que toma en promedio dos minutos de sujeción por cada dispositivo tendrá una baja tasa de producción a pesar de ser rápido en las pruebas.

Lo que cuesta, en toda la gama

Los precios mencionados a continuación corresponden a las cifras indicativas de 2026. Las estaciones construidas en China son las más baratas, mientras que los dispositivos fabricados en Europa y Japón son los más caros.

La transición de una estación manual a una línea totalmente automatizada se considera el mejor gasto y el mejor lugar para realizar el cálculo de retorno de inversión. Una configuración manual puede tener un operador trabajando y procesando alrededor de 150 dispositivos durante un turno. Una línea automatizada habilitada mediante el uso de aproximadamente la misma electrónica y adoptando mejores técnicas de manejo de dispositivos puede procesar alrededor de 1,200 dispositivos. Si esa diferencia se amortiza depende del volumen, costo laboral y costo por escape de defectos, y este análisis de el retorno de inversión en pruebas automatizadas versus manuales de MCB se realiza con cálculos aritméticos y suposiciones realistas, no optimistas.

Además del precio de compra, hay dos costos que deben incluirse en el presupuesto de inmediato: la calibración, que representa un pequeño porcentaje del costo de la maquinaria cada año, y las piezas de repuesto para accesorios y contactos que se desgastan antes de lo previsto.

Cómo se ejecuta una secuencia de prueba

La secuencia es importante ya que afecta el tiempo del ciclo y una mala organización de la secuencia puede arruinar una buena producción.

El proceso comienza con la identificación. El acto de leer el código de barras vincula el número de serie del producto con la información sobre la prueba, de modo que no será posible realizar una identificación errónea debido a la conexión de corriente eléctrica.

A continuación viene la prueba de falta de energía: consiste en una inspección visual y la medición de impedancia en los contactos que están cerrados. Las conexiones deficientes no cumplirán con los requisitos técnicos de la prueba térmica al realizarla.

Sigue la prueba de resistencia de aislamiento. El dispositivo se prueba a un voltaje igual a 500 В para la clasificación de voltaje de 250 V o menos y a un voltaje igual a 1000 V para la clasificación de voltaje de más de 250 V. Por lo general, las especificaciones indican que un buen dispositivo tendrá una resistencia de más de 100 МΩ, y cualquier valor inferior a 1 МΩ se considerará una falla.

Después de eso, siguen las pruebas de disparo. Las pruebas que incluyen disparos a diferentes corrientes se realizan en secuencia. El proceso gestionado de disparos (considerando las pausas entre ellos) ayuda a evitar aprobaciones falsas debido al uso de bimetales de calentamiento.

En cuanto a los dispositivos diferenciales, en este caso, se aplica la mitad de la corriente nominal para la ausencia del disparo, la corriente nominal se aplica para el tiempo de disparo, y cinco veces la corriente nominal se aplica para la velocidad.

Finalmente, con el dispositivo marcado y la falla aislada, se crea el registro. Las decisiones de enrutamiento son un asunto de ingeniería mecánica, y una decisión basada en el banco solo es ignorada por el personal que trabaja bajo presión.

El trabajo de resistencia ejecuta la misma secuencia miles de veces sin un operador, lo que es un problema de ingeniería diferente. Un banco de envejecimiento ATS está construido para ese modo: ciclos sin supervisión, registro de deriva y un registro de fallas que sobrevive a una interrupción de energía.

Quién construye estos bancos

El mercado se clasifica en tres categorías y la elección correcta depende de la prueba que se realice.

• Productores de instrumentos. Fluke, Megger, Chauvin Arnoux, Kyoritsu, Omicron, etc. Sus productos incluyen dispositivos portátiles y estacionarios, que están bien documentados y cuentan con soporte internacional y calibración a través de sus socios distribuidores. Estos productores de instrumentos son la mejor opción cuando se realizan pruebas en condiciones de campo o en laboratorios que prueban pocos dispositivos por día.
• Fabricantes especializados de bancos. Estas empresas producen bancos según el requisito de dispositivos específicos y generalmente están equipadas con manejo de producto y software requerido para ese tipo específico de producto. La ventaja de estos bancos de prueba es que las pruebas ya se realizan según las normas apropiadas. La desventaja es la incapacidad de cambiar las pruebas cuando el producto cambia.
• Constructores de líneas de producción. Estas empresas crean bancos que son parte de líneas de producción, incluyendo manejo, marcado, clasificación, recopilación de datos, etc. Esta es la ruta correcta por encima de cierto volumen, y el comparación de constructores de bancos de prueba MCCB establece qué buscar en cada tipo de proveedor, incluyendo la pregunta que la mayoría de los compradores olvidan hacer sobre la disponibilidad de repuestos a cinco años.

Dónde encaja Benlong

Creamos bancos y líneas para fabricantes de equipos, no dispositivos para electricistas, y eso afecta todos nuestros diseños. Nuestros clientes realizan las pruebas en sus propios dispositivos pero deben respetar el ritmo de producción y las normas que serán evaluadas por sus clientes.

Esto significa que hay tres aspectos innegociables en nuestros diseños. En primer lugar, los protocolos de prueba se acuerdan con el ingeniero de calidad del cliente basándose en estándares predeterminados en lugar de seleccionarse del inventario. En segundo lugar, el accesorio está diseñado específicamente para este dispositivo porque una abrazadera universal que fije todo no puede funcionar bien. Por último, los datos se envían a la base de datos propiedad del cliente en el formato adecuado para su sistema ERP.

El proyecto típico comienza con una medición que nuestros clientes no pueden demostrar en ese momento. Puede ser el punto de disparo magnético del dispositivo de curva C, la resistencia de contacto después de 2,000 ciclos o el tiempo total de prueba por unidad. El banco de pruebas se construye alrededor de esa medición y solo entonces se añaden otras mediciones. Por lo tanto, creamos una máquina que se aplica al problema en lugar de una del catálogo.

Lo que no hacemos es vender el banco como una caja negra. Si los criterios de aceptación no están claramente establecidos, el banco funcionará según lo que se programó cuando se puso en operación.

Lista de verificación de especificaciones antes de firmar

Si un proveedor no responde a alguna de las ocho preguntas anteriores, eso implica que no se ha preparado para el pedido.

• ¿Qué corriente puede obtener un probador y por cuánto tiempo?
• ¿La fuente de alimentación proporciona una regulación estable durante toda la prueba?
• ¿Qué estándares se cubren en la prueba?
• ¿Cuánto tiempo toma el proceso de cambio?
• ¿Cuál es la frecuencia de calibración y quién es responsable de las calibraciones?
• ¿Qué sucede con los resultados de la prueba si la computadora se queda sin energía?
• ¿Qué repuestos son consumibles, cuánto duran y si estarán disponibles en cinco años?
• ¿Qué es el SAT en la fábrica y quién participa en él?

El proceso de cambio del banco determinará si estará operativo en tres años. De hecho, el equipo que tiene un período de cambio de cuarenta minutos se usará solo en una clasificación, y la auditoría de calidad revelará una gran brecha en el registro de calidad.

Preguntas frecuentes

¿Para qué se utiliza un banco de pruebas eléctrico?

Se deben suministrar señales de corriente y voltaje a un dispositivo o sistema de protección para medir su respuesta en comparación con la respuesta de referencia, y registrar los resultados bajo una identificación específica del objeto. El dispositivo cumple una función de control de calidad y gestión de procesos en una fábrica y se utiliza para pruebas y desarrollo en laboratorio.

¿Cuánto cuesta uno?

Se puede comprar una máquina de función única por $2,000-$6,000 mientras que un banco de pruebas completo cuesta alrededor de $60,000. El proyecto más caro es una línea automatizada que cuesta entre $50,000 y $200,000. En esta categoría también está el equipo portátil para pruebas de fase que cuesta entre $8,000 y $30,000, que a menudo se elige porque puede ser beneficioso para trabajos de puesta en marcha en campo.

¿Puede un banco probar tanto interruptores AC como DC?

Siempre que esté construido de la manera correcta, utilizando suministro de corriente continua. Debido a las diferencias en las características de las interrupciones de corriente continua, es necesario tener en cuenta que la corriente de prueba en equipos de CC se establece para un valor específico de constante de tiempo, generalmente alrededor de varios milisegundos. Además, se debe recordar que un banco de trabajo con suministro de corriente alterna aplicado al rectificador producirá cierto valor pero no necesariamente uno que cumpla con los requisitos.

¿Con qué frecuencia necesita calibración un banco de pruebas?

La frecuencia de calibración se considera anual. El proceso específico de calibración se completa para la unidad fuente relevante, la cadena de medición y la base de tiempo por separado. Cuando un banco de pruebas se pone en servicio, su certificado de calibración se convierte en parte de la documentación de calidad y, por lo tanto, la frecuencia debe ser conforme a la normativa.

¿Necesito una línea automatizada o es suficiente un banco manual?

Para cualquier cantidad inferior al límite de 500 máquinas por día, un banco de dispositivos móvil que esté organizado profesionalmente y equipado con aparatos efectivos suele ser una mejor opción, ya que la tasa de cambio para la aplicación es mucho más rápida y la cantidad de dinero invertida es más segura. En cuanto a volúmenes de producto más altos, el proceso consume más tiempo y el período de recuperación de la automatización se mide en horas-hombre y en la reducción del número de errores durante la prueba.

Referencias

• NETA — Asociación Internacional de Pruebas Eléctricas
• Fluke — Instrumentos de Prueba y Medición Eléctrica
• Chauvin Arnoux — Pruebas y Medición Portátiles
• OMICRON — Pruebas de Protección e Inyección Primaria
• UL Solutions — Normas para Interruptores y Dispositivos de Protección

Conclusión

Evaluar los tiempos de desplazamiento es sencillo. Si un constructor ha estado en este negocio durante bastante tiempo, será capaz de lograr la precisión deseada de instrumentación de un milisegundo. Se puede alcanzar un mínimo de diez años de operación de la fábrica con la ayuda de equipos capaces de minimizar el tiempo de cambio a varios minutos y obtener los resultados necesarios en cada ciclo operativo cumpliendo con todos los requisitos de calidad.

En conclusión, se debe crear tiempo de cambio, usar operaciones de grabación suaves, implementar los requisitos necesarios y solo entonces considerar la electrónica. Una vez que entendemos el equipo, el rendimiento y el punto de cumplimiento, se puede realizar un buen diseño del banco.