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• juliancansen

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TECNOLOGÍA ELÉCTRICA

TEMA 2

APARAMENTA ELÉCTRICA DE BAJA TENSIÓN

APARAMENTA ELÉCTRICA DE BAJA TENSIÓN CONCEPTOS GENERALES.

- Condiciones de funcionamiento de los circuitos eléctricos

Línea L • VACIO

I=0

• FUNCIONAMIENTO NORMAL I ? In

L

I

• FUNCIONAMIENTO ANORMAL I > In • SOBRECARGAS • CORTOCIRCUITOS

I ? 2-3 In I >> In

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INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA APARAMENTA - CONCEPTO DE APARAMENTA Dispositivos que permiten la conexión y desconexión de partes de una instalación - APERTURA DE UN CIRCUITO INDUCTIVO

Al ionizarse el medio -Aparece el arco - Sube la Tª

El dispositivo de corte

Debe producir la rápida extinción

APERTURA DE UN CIRCUITO INDUCTIVO - Acumulación de cargas en los contactos. - Aparición de un campo eléctrico intenso entre los contactos ( E? ? ?

Ua ? ? ).

- Aparición de iones en el medio que separa los contactos (Ruptura dieléctrica). - Colisión de iones ? con contacto negativo (cátodo) ? Tcátodo ? ? (? 80000C). - Emisión termoiónica masiva; emisión de vapores metálicos; ionización total del medio. ? MEDIO TOTALMENTE CONDUCTOR ? ARCO ELÉCTRICO.

El dispositivo de corte debe limitar la duración del arco (ms). - Extinguiéndolo (c.c.) - Evitando el reencido (c.a.) CONSECUENCIAS DE LA APERTURA - Calentamiento de los contactos. - Ionización del medio. - Erosión de los contactos.

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MAGNITUDES DE DEFINICIÓN DE LA APARAMENTA Valor nominal

Valor de una magnitud que aplicada permanentemente al aparato no provoca problemas de funcionamiento ni averías en el aparato. Valor asignado Valor de una magnitud fijado para un funcionamiento especificado del aparato. Intensidad prevista Es el valor de la corriente que circularía en el circuito si cada polo del aparato fuera sustituido por un conductor de impedancia despreciable.

MAGNITUDES DE DEFINICIÓN DE LA APARAMENTA Poder de corte Máximo valor de la corriente que un dispositivo es capaz de interrumpir en unas condiciones determinadas. Condiciones - Tensión Ue ( Ue ? , Ic ? ) - Estado del dispositivo tras el corte

- ? = L/R, cos? (cos? ? , Ic ? ) ? ? , Ic ?

- En servicio ( vida ? ? , Ic ? ? ) - Fuera de servicio ( Ic ? ? )

- Servicio limitado

- Ciclo de maniobras (Nº consecutivo aperturas ? , Ic ? ) - Corte en c.c. ?

Apagar el arco

- Corte en c.a. ?

Evitar reencendidos

Poder de cierre Igual al poder de corte, pero referida a la I a establecer.

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CARACTERÍSTICAS DE APARAMENTA ELÉCTRICA NORMA UNE EN 60947

INTERRUPTOR AUTOMÁTICO INTRODUCCIÓN Normativa: UNE EN 60947 - 2 Concepto

Aparato mecánico de conexión. Capaz de corriente en Funciones

MANDO: Conectar y desconectar partes de la instalación. PROTECCIÓN: Desconectar automáticamente en caso de sobrecorriente (SOBRECARGA O CORTOCIRCUITO) antes de que la instalación sufra daños. Características

Elevado poder de corte ( 3 ~ 100 KA). Apertura automática, sin aporte externo de energía. Nº de maniobras, Frecuencia de maniobras, bajos. CONSTITUCIÓN DEL I.A. CONTACTOS: CÁMARA DE EXTINCIÓN MECANISMO (Principales y de arco) (fijos -móviles) DISPARADORES MEDIO DE CORTE: SF6, VACIO

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INTERRUPTOR AUTOMÁTICO

INTERRUPTOR AUTOMÁTICO

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INTERRUPTOR AUTOMÁTICO

INTERRUPTOR AUTOMÁTICO CONTACTOS PRINCIPALES Y CONTACTOS DE ARCO

DISPARADORES FUNCIONES DEL MECANISMO • Efectuar el cierre independiente. • Acumulación de energía (para apertura automática). • Mantener contactos a presión adecuada. • Realizar el movimiento de apertura (cont. de arco y cont. principales.

DIRECTOS (PRIMARIOS): • Recorridos por la I del circuito principal. • Forman parte del interruptor. INDIRECTOS (SECUNDARIOS): • Accionados por una señal eléctrica independiente del circuito principal. • Pueden añadirse al I.A.

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DISPARADORES DIRECTOS O PRIMARIOS Recorridos por la I del circuito principal Forman parte del interruptor DE SOBREINTENSIDAD Y TIEMPO INVERSO DISPARADOR TÉRMICO PARA SOBRECARGAS

DE SOBREINTENSIDAD CON RETARDO INDEPENDIENTE DISPARADOR ELECTROMAGNÉTICO PARA CORTOCIRCUITOS

DISPARADORES INDIRECTOS O SECUNDARIOS DE EMISIÓN DE CORRIENTE

bobina del disparador

b0 : contacto abierto de un relé

DE MÍNIMA TENSIÓN

bobina del disparador

b0 : contacto cerrado de un relé

Accionados por una señal eléctrica independiente del circuito principal Pueden añadirse al I.A.

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INTERRUPTOR AUTOMÁTICO CON DISPARADORES 1º Y 2º

CARACTERÍSTICAS DE LOS I.A. • Nº de polos: unipolar, bipolar, tripolar, tetrapolar. •Tipo de corriente: continua o alterna ? f • Tensión asignada Un .-Tensión de empleo asignada, es a la que se refieren los poderes de corte y de cierre, y las categorías de comportamiento en cortocircuito. .- Tensión de aislamiento asignada, es el valor que lo define y al que se refieren los ensayos dieléctricos, las distancias de aislamiento y las líneas de fugas. • Corriente asignada, In (16 - 4000 A). Corriente térmica asignada, es la que puede soportar el interruptor en servicio indefinido. •Poder de corte asignado en cortocircuito (1.5 - 100 KA)

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Categoría de comportamiento en cortocircuito

Categorías de Secuencia asignada de Estado después de los comportamiento maniobras para los ensayos del ensayos en cortocircuito en cortocircuito poder de cierre y de corte en cortocircuito Debe ser capaz de P-1 O – t - CO asegurar un servicio reducido Debe ser capaz de P-2 O – t – CO – t - CO asegurar un servicio normal Nº de disparadores y tipo: • Disparador primario de tiempo inverso (térmico) (intensidad de disparo ajustable, retardo ajustable). •Disparador primario de retardo independiente (magnético), (int. disp. ajustable, retardo ajustable). •Disparadores secundarios (disp. remoto, por relés)

EVOLUCIÓN DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO C.C. TRIPOLARES ALIMENTADOS DESDE LA RED Ik: CORRIENTE PERMANENTEDE CORTOCIRCUITO Valor eficaz de la componente alterna de la corriente de c.c. prevista. icc

Característica de I2 t Comp. unidir.

? i dt ? t

2 Ik

2

0

icc

I2 t ? Energía que deja pasar el I.A. durante un c.c., que se disipa en el elemento protegido. t t

Wdisipada cable ?

f (Ik )

? R i dt ? R ? i dt ? R ?I t ? 2

0

c

2

c

0

2

c

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• Curvas características It

• Curva I 2 t

• Curvas características de limitación de corriente

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• EJ: I.A. con 3 disparadores primarios

•Sobreintensidad: - tiempo inverso ajustable (a) •Sobreintensidad: -Retardo independiente ajustable (zt) -Intensidad de reacción ajustable (zi) •Sobreintensidad: - Retardo independiente no ajustable - Intensidad de reacción ajustable (n)

Ejemplos de curvas de disparo

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Ejemplo de curva real de disparo de un catálogo

Ejemplo de curva real de disparo de un catálogo

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Ejemplo de curva real de disparo de un catálogo

INTERRUPTOR MAGNETOTÉRMICO

Normativa: UNE EN 60898

Concepto Pequeño Interruptor Automático (P.I.A.) para usos domésticos y análogos (sector terciario). Características •1 Disparador térmico + 1 Disparador Electromagnético directo o primario, ambos sin posibilidad de regulación. • Curvas características de disparo I/t. Disparador térmico • No admiten disparadores secundarios. • Características de disparo I/t normalizadas. •Nº de polos: unipolares, bipolares, tripolares , tetrapolares . • Un [230 - 400 V] Icn[1,5 - 25 KA]

In[6 - 125 A]

• Frecuencia asignada [50 - 60 Hz]

Tc = 1 h (IN ? 63 A)

a) Intensidad convencional de no disparo Int = 1,13 In : Máxima corriente que NO provoca el disparo antes de un tc. b) Intensidad convencional de disparo: It = 1,45 In: Mínima corriente que provoca el disparo antes de un tc. I < Int ? No dispara dispara

I > It ?

Sí

Tc = 1 h (IN ? 63 A)

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Disparador electromagnético Márgenes de disparo instantáneo Tipo

Margen inferior

Margen superior

B

3 In

5 In

C

5 In

10 In

D

10 In

20 In

Tiempo límite

t ? 0,1 s

t ? 0,1 s

Curva B: protección de líneas de gran longitud

Características de conexión UNE EN 60898 Curva C: protección de líneas con • (1) Valor constante de la corriente de no desconexión Int = 1,13 In : t > 1 h consumos de iluminación. • (2) Valor constante de la corriente de Curva D: protección de equipos desconexión It = 1,45 In ? t < 1h con intensidades de arranque • (3) 2,55 In:t < 1 m (In ? 32 A) t < 2 m (In > 32 A) • (4) 2,55 In t > 1 s altas (5) Tipo B: 3 In : t ? 0,1 s (6) 5 In : t < 0,1 s

7. Tipo C: 5 In : t ? 0,1 s 8. 10 In : t < 0,1 s

Curva I/t del ICP

9. Tipo D: 10 In : t ? 0,1 s 10. 20 In : t < 0,1 s

Curva I/t de Guardamotores

Características de conexión UNE 20.317.88 del ICP 1. Valor constante de la I de no desconexión Int = 1,1 In : t > 1 h 2. Valor constante de la I de desconexión It = 1,55 In : t < 15 m (In 1,5A + 10A) 1,5 In : t < 15 m (In 15A + 45A)

(3) 2,25 Int = 2,48 In: t < 1 m (In 1,5A + 30A) t < 2 m (In 35A + 45A) (4) 2,25 Int = 2,48 In: t > 1 s (5) 5 In : t > 0,1 s

(6). 8 In : t < 0,1 s

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Curvas de disparo de catálogo de Interruptores Magnetotérmicos

Curvas de disparo de catálogo de Interruptores Magnetotérmicos

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FUSIBLES

Normativa: UNE EN 269-1

Concepto: Dispositivo que abre el circuito en el que está instalado, cuando la corriente que circula por él provoca, por calentamiento, la fusión de uno o varios de sus elementos previstos para este fin.

Constitución Conjunto portador

Cartucho fusible

• Base

• Contactos

• Portafusible

• Envolvente aislante

• Contactos

• Elemento fusible • Material extintor • Percutor Indicador de fusión

Elementos de un fusible

Fusible cilíndrico

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Fusible cilíndrico de alto poder de ruptura

Fusible tipo petaca

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Qgenerado = Rf I2 EQUILIBRIO ? Si I ?

Qgenerado = Qevacuado

Qgen. ?

?

Qevacuado = K ( Tfus – Tamb. )

?

?

Tfus = Teq

Tequ.?

Si I < In

?

Tequ. < Tfusión ?

NO FUNDE

Si I > In

?

Tequ.> Tfusión ?

FUNDE

para I dada (I > In): - tF : tiempo de FUNCIONAMIENTO - tf : tiempo de PREARCO

tF = tf + ta Para t > 0,1 s

? tF ? tf

- ta : tiempo de ARCO

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Características

Utilización de fusibles en combinación

Base y conjunto portador

•Desconectadores fusibles

• Un [ 120 - 690 V ca ] [ 110-750 V cc ] • Corriente asignada In

• Interruptores fusibles

• Clase de corriente [ cc; ca, f ] • Nº de fases

•Seccionadores fusibles

Cartucho fusible • Tensión asignada Un • Intensidad asignada In [ 2 - 1250 A ] • Clase de corriente [ cc; ca, f ] • Potencia asignada disipada • Poder de corte > 100 KA • Tensión de restablecimiento

Características I/t ( de funcionamiento, de arco)

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Características I/t

Condiciones:

Tamb. = Tfus inicial = 20 º

Tolerancias: Para t dado error de I