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INTERRUPTORES DE BAJA TENSION APLICACIONES RESIDENCIALES E INDUSTRIALES

Ing. ALEJANDRO S. CUEVAS

BIBLIOGRAFIA: ASOCIACION ELETROTECNICA ARGENTINA (A.E.A) SCHNEIDER ELECTRIC ARGENTINA S.A-SIEMENS-ABB-MOELLER

DEFINICIONES • INTERRUPTOR: Dispositivo electromecánico destinado a

operar circuitos eléctricos (conexión y desconexión), corrientes de diseño, sobrecargas, es decir sobreintensidades y cortocircuitos dentro de ciertos limites. • INTERRUPTOR MANUAL: o de corte puro, cuando su operación depende de la voluntad del personal técnico encargado. Su uso generalmente responde a la función seccionamiento, o como interruptor de cabecera de tableros, dejando sin tensión un sector de instalación. • INTERRUPTOR AUTOMATICO: operan independientemente de la voluntad del personal, respondiendo a los parámetros de su calibración, detectando las sobreintensidades, por ejemplo debido a una sobrecarga, a un cortocircuito, u otro tipo de anormalidad para las que fue elegido y calibrado. Pueden tener función seccionamiento, enclavamiento, disparo y señalización a distancia, protección diferencial, bobinas de mínima tensión, y mas funciones por medio de auxiliares eléctricos, que se detallaran por separado.

• SECCIONADOR: Aparato o dispositivo mecánico que cumple en la posición abierto la función seccionamiento, puede ser con corte visible o corte plenamente aparente. Solo puede operar corrientes despreciables, (abrir o cerrar un circuito). no esta diseñado para operar corrientes bajo carga, únicamente se debe accionar en vacio. La función seccionamiento asegura la puesta fuera de tensión, separando de toda fuente de energía el circuito por razones de seguridad.

• SECCIONADOR CON CORTE PLENAMENTE APARENTE: Es aquel cuyo accionamiento (palanca, maneta) actúa como dispositivo indicador de los contactos móviles, es decir , esta unido de forma segura y confiable a ellos de tal manera que solo pueda indicar posición abierto, si todos los contactos móviles se encuentran en esa posición.

•INTERRUPTOR SECCIONADOR: Es un dispositivo que en posición abierto cumple la función de separación o aislación especificada para un seccionador. se lo conoce como seccionador bajo carga. Hay dos versiones: 1. Una en que los contactos móviles llevan fusibles y la apertura o cierre depende de la velocidad del operario. Usualmente se lo denomina seccionador bajo carga. Su cierre en condición de corto circuito puede resultar muy peligroso, 2. En la otra versión, la velocidad de la apertura o el cierre de los contactos móviles la da un mecanismo con resorte, y los fusibles están dispuestos aguas abajo. Se la considera mas segura porque la operación depende de la velocidad con la que actúa el operario.

FUNCIONES DE LOS P.I.A DETECTAR LA PRESENCIA DE LAS SOBREINTENSIDADES Y ELIMINARLAS ANTES QUE LAS MISMAS PROVOQUEN DAÑOS IRREVERSIBLES A LA INSTALACIÓN, EL EQUIPAMIENTO, O A LOS SERES HUMANOS. • SOBRECORRIENTE: cualquier valor de corriente que supere a la admisible soportada por los cables distribuidos de una instalación. • Existen dos tipos de sobre corrientes: SOBRECARGA y CORTOCIRCUITO.

DEFINICIONES • PODER DE CORTE (PdC) o CAPACIDAD DE RUPTURA: Es el valor de la corriente prevista de corte que un dispositivo (fusible o aparato de conexión) es capaz de interrumpir bajo una tensión dada y en las condiciones prescriptas de empleo y funcionamiento. En la norma del producto correspondiente se fija la tensión y las condiciones que hay que prescribir. En corriente alterna la corriente se da en valor eficaz simétrico de la componente alterna.

• PdC en CORTO CIRCUITO (PdCcc): Las condiciones prescriptas incluyen un cortocircuito en bornes del dispositivo de maniobra o conexión.

SOBRECARGA La sobrecarga ocurre cuando la potencia absorbida es superior a la prevista y la corriente supera a la capacidad soportada por el cable (hay calentamiento creciente que puede llegar a ser excesivo) siendo por lo tanto necesario intervenir. Las corrientes de sobrecarga pueden llegar a ser varias veces la corriente nominal: 2,3,5 veces. El fenómeno es lento (diabático) y las protecciones pueden no ser instantáneas. La sobrecarga puede tener lugar en ausencia de una verdadera falla de la instalación. La protección contra sobrecargas se realiza a través de un bimetal, se trata de una lamina metálica compuesta por dos metales de diferentes coeficientes de dilatación térmica lineal en contacto directo: a medida que circula la corriente por el mismo este se va calentando, la lamina se dilata y el lado del metal con mayor coeficiente de dilatación se alarga mas, provocando la curvatura de la lamina bimetálica que acciona de este modo un mecanismo que dispara al interruptor automático.

CORTOCIRCUITO El cortocircuito es un fenómeno instantáneo, totalmente repentino para la instalación o el cable. Por lo tanto no es posible tener en cuenta la energía que el cable puede disipar en un tiempo muy corto, se trata de un fenómeno totalmente adiabático (sin intercambio de calor hacia el exterior). Un cable se considera protegido al cortocircuito solamente si la energía especifica pasante del interruptor es inferior a la soportada por el cable. La parte magnética de los interruptores automáticos, PIA o IA termo magnéticos cumple con la función de protección a los cortocircuitos. La corriente pasa por un solenoide que produce un campo electromagnético que acciona una parte móvil cuyo movimiento esta unido a un resorte que determina el umbral de disparo instantáneo, hay todo un sistema que entra a funcionar en algunos milisegundos para interrumpir o limitar la corriente de cortocircuito. La interrupción se lleva a cabo en un tiempo inferior al semiperiodo.

ESQUEMA PEQUEÑO INTERRUPTOR AUTOMATICO (P.I.A)

PROTECCION CONTRA SOBREINTENSIDADES RELACION GRAFICA ENTRE LAS CORRIENTES

CARACTERISTICAS DEL CIRCUITO

CARACTERISTICAS DEL DISPOSITIVO DE PROTECCION

TIPOS DE EJECUCION DE LOS P.I.A

AUXILIARES ELECTRICOS PARA P.I.A

•SEÑALIZACION: Indican el estado del interruptor o situaciones de fallas del circuito.

•DISPARO: Actúan sobre el interruptor debido a bajas tensiones (la tensión desciende por debajo del 70% de valor nominal), sobretensiones de la red (falta de neutro). La actuación del interruptor se consigue a través de bobinas. •TELEMANDO: Accionamiento motorizado que permite el comando a distancia.

INTERRUPTORES AUTOMATICOS (I.A) Protegen aparatos eléctricos e instalaciones contra la sobrecarga térmica y los cortocircuitos. Distintos fabricantes cubren prácticamente todos los márgenes de intensidades de corrientes requeridos en la industria. Dependiendo del tipo de ejecución los interruptores automáticos poseen diferentes funciones: protección contra corrientes de defecto, defectos a tierra, posibilidad de gestión de la energía con unidades de control, con la transmisión de datos a distancia, propiedades de seccionamiento, disparadores de mínima tensión, apertura a distancia, bloqueo de arranque, señalización de cierre y apertura, ajuste fino y exacto de los parámetros deseados como protección, etc.

PARAMETROS CARACTERISTICOS Y USOS

CURVAS CARACTERISTICAS-REGULACIONES/USOS

UNIDADES DE AJUSTE Y REGULACION

GUARDAMOTORES Se trata de un interruptor automático con la función protección de motores. Cuenta con un disparador por sobrecargas , cuyas características y funcionamiento son iguales a las de un relé de sobrecarga (método de protección basado en la medición de la corriente que toma el motor), incluyendo la sensibilidad por falta de fase, la compensación de la temperatura ambiente y la posibilidad de regulación. El guardamotor contiene un disparador magnético que protege el disparador por sobrecargas y al motor contra los efectos de un cortocircuito. En principio un guardamotor reemplaza una combinación de; contactor (maniobra del motor), relevo térmico (protección contra sobrecargas), y una terna de fusibles (protección contra cortocircuitos), reuniendo en una sola unidad las tres funciones. La curva característica de los guardamotores son las denominadas D o K.

PROTECCION DE MOTORES: Las curvas características de los guardamotores (D-K) estan diseñadas para proteger contra sobrecargas a motores trifásicos. El guardamotor debe ser ajustado a la corriente de servicio del motor. El disparador por cortocircuitos esta ajustado a 13 veces la corriente asignada del guardamotor, es decir, el valor máximo de regulación.

AUXILIARES: Permiten señalizar situaciones de falla, posibilidad de colocación de candados de bloqueo, bobinas de disparo a distancia.

CURVA CARACTERISTICA

FUSIBLES DE BAJA TENSION Los fusibles se caracterizan por un elevado poder de corte, combinado con unas dimensiones mínimas y deben responder a normas nacionales e internacionales siendo los mas importantes las (DIN VDE 0636) E internacionales (IEC 60269). Para que su confiabilidad sea optima se deben observar y cumplir numerosos criterios de calidad, sin lo cual no es posible garantizar el poder de corte seguro. Tienen que ver diseño, dibujo y perforaciones del conductor fusible, posición dentro del cuerpo, resistencia del cuerpo a la presión y alteraciones térmicas, pureza química, el tamaño del grano y la densidad de la arena de cuarzo. Con tensión alterna el poder de corte asignado en la mayoría de los fusibles NH llega hasta los 120kA. La rápida formación de arcos voltaicos y la extinción precisa son los requisitos imprescindibles para obtener un poder de corte seguro.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El funcionamiento de un fusible se basa en la fusión por efecto Joule de un hilo o lamina intercalada en la línea como punto débil. Poseen diferentes formas y tamaños dependiendo de la corriente de funcionamiento asignada, el conductor fusible tiene sección circular cuando la corriente que controla es pequeña, o esta formado por laminas para grandes corrientes, en ambos casos el material de que están formados es siempre un metal o aleación de bajo punto de fusión a base de plomo, estaño, zinc, cobre, plata etc.

CLASES DE SERVICIO DE LOS FUSIBLES • El programa incluye las siguientes clases de servicios: gG (DIN VDE/IEC): Protección integral de cables y líneas eléctricas. aM (DIN VDE/IEC): Protección parcial de aparatos de maniobra. aR (DIN VDE/IEC): Protección parcial de semiconductores. gR (DIN VDE/IEC): Protección integral de semiconductores. gS (DIN VDE/IEC): Protección integral de semiconductores y protección de cables y líneas rápidos.

PROTECCION DE CABLES Y LINEAS CON FUSIBLES Según DIN VDE deben cumplirse los siguientes requisitos:

IB≤IN≤IZ (PRINCIPIO DE LA INTENSIDAD NOMINAL) I2 ≤ 1.45IZ (PRINCIPIO DE DISPARO) IB=Corriente de servicio del circuito. IN=Corriente asignada del dispositivo de protección. IZ=Carga de corriente admisible en condiciones del servicio del cable. I2=Corriente de disparo del dispositivo de protección en condiciones determinadas.

FIN

AHORA A CONECTARSE…