2.-Dispositivos para la protección contra sobreintensidades

2.-Dispositivos para la protección contra
sobreintensidades
Sobrecargas: corrientes
mayores que la nominal
que se mantienen
durante largo tiempo.
Provienen de un mal
dimensionado de la
instalación. Producen
aumento de las pérdidas
y de la temperatura.
Son habituales
sobretodo en los
motores y en los
transformadores
SOBREINTENSIDADES
Cortocircuitos: corrientes muy elevadas
debidas a fallos de aislamiento, rotura de
conductores, averías en equipos, errores
humanos etc.
Los cortocircuitos se producen
cuando dos conductores con distinta
tensión con respecto a tierra entran
en contacto (F-F,F-N,F-GND).
Producen los máximos esfuerzos
térmicos
y electrodinámicos de la instalación,
por tanto, deben ser eliminados en
un tiempo lo más breve posible
2.1.- Fusibles (UNE 60.269)
Los cortacircuitos fusibles son el medio más
antiguo de protección de los circuitos eléctricos y
se basan en la fusión por efecto de Joule de un
hilo o lámina intercalada en la línea como punto
débil.
Los cortacircuitos fusibles o simplemente
fusibles son de formas y tamaños muy diferentes
según sea la intensidad para la que deben
fundirse, la tensión de los circuitos donde se
empleen y el lugar donde se coloquen.
El conductor fusible tiene sección circular
cuando la corriente que controla es pequeña, o
está formado por láminas si la corriente es
grande. 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 etc.
fusible de tipo
NH
Permiten desconectar
corrientes muy elevadas
en un mínimo.
Constan de un elemento
fusible y de un medio de
extinción del arco (arena
de cuarzo).
Carcasa de
material
aislante
Cuanto mayor sea la corriente antes se funde el
elemento fusible.
Sólo se pueden utilizar
una vez (usar y tirar).
Se caracterizan por su
elevada capacidad de
ruptura (poder de
corte).Los habituales en
instalaciones eléctricas
son 50, 100 y 120 KA.
Indicador
de fusión
Asidero
aislado
Elemento
fusible
Cuchilla de
conexión
Curva característica (I-t) de un fusible
Tiempo de fusión ts (s)
Curvas
características
4
10
3
10
2
10
Característica
de fusión
1
10
Banda de
tolerancia
0
10
Aunque
Aunque la
la curva
curva acaba
acaba en
en
33
2*10
2*10 el
el fusible
fusible es
es capaz
capaz de
de
cortar
cortar corrientes
corrientes mayores.
mayores. Su
Su
poder
poder de
de corte
corte lo
lo suministra
suministra
el
el fabricante
fabricante
-1
10
Corriente mínima de fusión
-2
10
10
1
2
5
2
10
2
IINN (calibre)
(calibre)
5
10
3
2
5
4
10
Corriente (A)
Curvas de fusibles comerciales
100
100 ms
ms
11 KA
KA
Clasificación de los fusibles según su curva de fusión
Los fusibles de tipo gG se utilizan en la protección de líneas, y
para circuitos de uso general. (líneas generales de alimentación,
derivaciones individuales, etc) .
Los fusibles de tipo aM, especialmente diseñados para la protección de
motores, tienen una respuesta rápida frente a los cortocircuitos. Deben
de ir siempre acompañados de un dispositivo de protección frente a
sobrecargas (relé térmico).
Tipos de fusibles comerciales
NH
NH (de
(de cuchillas)
cuchillas)
Estos
Estos fusibles
fusibles tambien
tambien se
se llaman
llaman de
de “Alto
“Alto Poder
Poder de
de Ruptura”
(APR),
(APR), puesto
puesto que
que presenta
presenta poderes
poderes de
de corte
corte de
de hasta
hasta 150
150 KA
KA en
en
400
400 V
V
DO
DO (NEOZED)
(NEOZED)
yy el
el tapón
tapón
D
D (DIAZED)
(DIAZED)
2.2.-Interruptores automáticos
magnetotérmicos
Tienen
Tienen como
como función
función proteger
proteger los
los circuitos
circuitos contra
contra sobrecargas
sobrecargas yy
cortocircuitos.
cortocircuitos.
Para
Para ello
ello disponen
disponen de
de dos
dos relés
relés independientes,
independientes, uno
uno para
para las
las sobrecargas
sobrecargas yy
otra
rdena la
otra para
para los
los cortocircuitos.
cortocircuitos. La
La acción
acción de
de cualquiera
cualquiera de
de ellos
ellos oordena
la
apertura
de
los
contactos
y
el
corte
de
la
sobreintensidad
.
apertura de los contactos y el corte de la sobreintensidad.
El
e una
El cierre
cierre suele
suele ser
ser manual
manual yy la
la apertura
apertura automática
automática al
al producirs
producirse
una
sobreintensidad
.
sobreintensidad.
Interruptor
Interruptor automático
automático
de
de uso
uso industrial
industrial con
con
calibres
calibres de
de hasta
hasta 6000
6000 A
A
(int.
(int. de
de potencia)
potencia)
Pequeño
Pequeño interruptor
interruptor
automático
automático (PIA)
(PIA)
de
uso
doméstico
de uso doméstico
óó análogo
análogo
parámetros de elección de
un automático
Instalación:
tensión, frecuencia, nº de
polos
Normativa
vigente
Intensidad
nominal ó calibre
Tipo
de curva
Poder
de corte
normativa
interruptores
automáticos
magnetotérmicos según normas:
doméstica UNE-EN 60.898
industrial UNE-EN 60.947-2
Interruptores automáticos
Curva de disparo
Tiempo de disparo (s)
Ir
Ir:: intensidad
intensidad de
de disparo
disparo por
por sobrecarga
sobrecarga
IIm
: Intensidad de disparo por cortocircuito
m: Intensidad de disparo por cortocircuito
104
103
102
Característica
de disparo
Existen interruptores
con Ir e Im ajustable
1
10
100
Banda de
tolerancia
sobrecargas
sobrecargas
cortocircuitos
cortocircuitos
10-1
10-2
5
102
Ir
2
5
103
Im
2
5
104
Poder
Poder de
de
corte
corte
2
5
Corriente (A)
Interruptores magnetotérmicos de uso
doméstico o análogo (UNE-EN 60.898)
Elemento
: es
térmico
Elementode
dedisparo
disparotérmico:
térmico:
esun
unrelé
relétérmico
térmicoque
quese
seencarga
encargade
deactuar
actuarcuando
cuandose
seproduce
produceuna
una
sobrecarga. Se trata de una lámina bimetálica donde los respectivos metales tienen distintos
sobrecarga. Se trata de una lámina bimetálica donde los respectivos metales tienen distintos
coeficientes
, se
sobreintensidad
coeficientesde
dedilatación.
dilatación.AlAlatravesarlos
atravesarlosuna
unasobreintensidad,
sobreintensidad,
se alargan
alarganuno
unomás
másque
queotro
otrocon
conlalaque
que
alalfinal
la
lámina
se
dobla,
produciendo
una
fuerza
sobre
un
resorte
orte
que
dispara
el
interruptor.
res
final la lámina se dobla, produciendo una fuerza sobre un resorte que dispara el interruptor.
Elemento
: es
ndo lala
magnético
Cua
Elementode
dedisparo
disparomagnético:
magnético:
esuna
unabobina
bobinapor
porlalaque
quecircula
circulalalacorriente
corrienteaacontrolar.
controlar.Cuando
Cuando
corriente alcanza un determinado múltiplo de la intensidad nominal
al la bobina “atrae” a una pieza
corriente alcanza un determinado múltiplo de la intensidad nomin
nominal la bobina “atrae” a una pieza
metálica cuyo movimiento provoca el disparo de la protección. Su misión es la protección contra
metálica cuyo movimiento provoca el disparo de la protección. Su misión es la protección contra
cortocircuitos.
cortocircuitos.
Como
Comolalanorma
normaque
queloloregula
regulaindica,
indica,protegen
protegenen
eninstalaciones
instalacionesde
depequeña
pequeñayymediana
medianapotencia,
potencia,en
en
ámbito
ámbitodoméstico
domésticoyyen
enelelsector
sectorterciario
terciario(edificios
(edificioscomerciales
comercialesyyde
deoficinas).
oficinas).
Calibre
Tensión
PdC
< 125 A
_
_ 440V
<
_ 25 KA
<
C40
230/400V
6000
3
Calibres estandarizados
Temperatura 30 C
térmico igual
Curvas B,C,D definidas
magnético
B 3-5
C 5-10
D 10-20 (12)
forma constructiva
Vista
Vista de
de perfil
perfil
Desconexión térmica por sobrecarga
Vista
Vista en
en perfil
perfil de
de la
la deformación
deformación de
de la
la lámina
lámina bimetálica
bimetálica por
por sobrecarga
sobrecarga
Desconexión magnética por cortocircuito
Vista
Vista en
en perfil
perfil de
de la
la desconexión
desconexión magnética
magnética por
por cortocircuito
cortocircuito
Curva de disparo tipo C
1,13I
Irr<
1,45INN
1,13INN<
<I
<1,45I
5I
Im
<10I N
5INN<
<I
m<10IN
PROTEGEN
PROTEGEN LÍNEAS
LÍNEAS Y
Y RECEPTORES
RECEPTORES EN
EN
GENERAL.
GENERAL.
SON
SON LOS
LOS REYES
REYES INDISCUTIBLES
INDISCUTIBLES EN
EN
LOS
CIRCUITOS
DE
LAS
LOS
CIRCUITOS
DE
LAS
INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
DE
INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
DE
INTERIOR
INTERIOR EN
EN BT,
BT, DE
DE USO
USO DOMÉSTICO
DOMÉSTICO
Ó
Ó ANÁLOGO.
ANÁLOGO.
Curva de disparo tipo D
1,13I
Irr<
1,45INN
1,13INN<
<I
<1,45I
10I
Im
<20I N
10INN<
<I
m<20IN
PROTEGEN
PROTEGEN RECEPTORES
RECEPTORES CON
CON FUERTES
FUERTES
PUNTAS
DE
CORRIENTE
DE
PUNTAS
DE
CORRIENTE
DE
ARRANQUE,
COMO
MOTORES,
ARRANQUE,
COMO
MOTORES,
TRANSFORMADORES
Y
ALGUNOS
TRANSFORMADORES
Y
ALGUNOS
RECEPTORES
RECEPTORES ELECTRÓNICOS
ELECTRÓNICOS
Interruptores magnetotérmicos de uso doméstico ó análogo
1 Polo
6000 A
2 Polos
6000 A
2 Polos
10 KA
3 Polos
15 KA
4 Polos
25 KA
Catá
Catálogos comerciales
3 Polos
25 KA
Interruptores automáticos (disyuntores) de
potencia (uso industrial). UNE 60.947-2
•• Como
recargas yy
sob
Como ya
ya vimos,
vimos, estos
estos dispositivos
dispositivos también
también protegen
protegen frente
frente aa sobrecargas
sobrecargas
cortocircuitos,
00 A)
60
cortocircuitos, pero
pero en
en entornos
entornos industriales
industriales (calibres
(calibres hasta
hasta 6000
6000
A)
•• Los
sidades de
inten
Los relés
relés de
de protección
protección son
son electrónicos
electrónicos yy toman
toman una
una muestra
muestra de
de las
las intensidades
intensidades
de
los
nsidad.
inte
los conductores
conductores desde
desde los
los secundarios
secundarios de
de transformadores
transformadores de
de intensidad.
intensidad.
•
Las partes constituyentes son:
a) Contacto de aperturaapertura-cierre
b) Disparador electromecánico del disyuntor
c) Transformadores de intensidad
d) Relé de protección
b
a
d
c
2.3.- Relés térmicos
Formada por una lámina de dos
metales soldados de diferente
coeficiente de dilatación
(bimetálica).
Tornillo
Tornillo autobloqueo
autobloqueo
Pto.
Pto. muerto
muerto
 Curso de aparamenta
elé
eléctrica: Merlin Gerin
Si la corriente sufre un incremento debido a una sobrecarga las
tiras bimetálicas se calientan
proporcionalmente a ella.
Palanca
Palanca
disparo
disparo
Las tiras bimetálicas al calentarse
Tecla de
de
se deforman produciendo el des- Tecla
liberación
plazamiento de la corredera que liberación
abre los contactos.
El posicionamiento inicial de la
palanca de disparo determina la
corriente necesaria para la
apertura.
La temperatura ambiente no afecta porque la palanca de disparo
también es bimétalica y se deforma con Tª exterior.
Tira
Tira compen
compensación
sación Tª
Tª
Corredera
Corredera
Bimetal
Bimetal
Bobinas
Bobinas
Relé térmico bimetálico
Relés térmicos enchufables a contactor
1
3
5
95
97
2
4
6
98
96
La
La inmensa
inmensa mayoría
mayoría de
de relés
relés térmicos
térmicos se
se utilizan
utilizan para
para proteger
proteger
motores
os de
motores frente
frente aa sobrecargas,
sobrecargas, de
de tal
tal modo
modo que
que deben
deben ir
ir acompañad
acompañados
de
protección
protección frente
frente aa cortocircuitos.
cortocircuitos.
Estos
Estos térmicos
térmicos no
no tienen
tienen contactos
contactos de
de fuerza,
fuerza, es
es decir
decir que
que
directamente
directamente no
no interrumpen
interrumpen las
las intensidades
intensidades de
de sobrecarga,
sobrecarga, sino
sino que
que aa
través
través de
de un
un circuito
circuito de
de mando
mando dan
dan la
la orden
orden de
de apertura
apertura aa un
un contactor
contactor
asociado.
asociado.
Curva de disparo
Tiempo de fusión de disparo (s)
10
5
La corriente regulada es
aquella para la que se
ha ajustado el disparo
del relé térmico Ir.
Para valores de la corriente menores que Ir
el relé no dispara.
Para corrientes mucho
mayores que Ir el tiempo necesario para el disparo es cada vez menor.
Ante corrientes
elevadas disparará
antes el dispositivo
frente a cortocircuitos
Curvas
características
4
10
3
10
Curva de
disparo
2
10
I=Ir
10
1
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Múltiplos de la corriente regulada (A)
2.4.- El guardamotor
Es un interruptor magnetotérmico cuya intensidad de disparo térmico
es regulable.
Interruptor
+
Interruptor magnetotérmico
magnetotérmico
+
Guardamotor
+
+
Relé
Relé térmico
térmico
Como su propio nombre indica, se utiliza
para proteger motores trifásicos frente a
sobreintensidades, ya que permite ajustar
la intensidad de disparo térmico a la
intensidad nominal del motor.