Protecciones Eléctricas de las Redes de Distribución Dr. Orlys Ernesto Torres Breffe
Conferencia 4 La selección de los breakers y su coordinación
Sumario:
Introducción
Características generales de las Redes de Distribución de bajo voltaje
Interruptores Automáticos de Caja Moldeada (Breakers)
Selección de breakers y su coordinación
Conclusiones
Objetivo:
Brindar a los cursantes los conocimientos necesarios relacionados con los regímenes
anormales y averías en las redes de bajo voltaje y las técnicas de selección de los breakers.
Preguntas de entradas:
1. ¿Cómo usted seleccionaría los breakers de los hogares?
2. ¿Se han dado casos en su empresa de disparos de los breakers de los medidores
cuando arranque un consumidor dentro del hogar?
3. ¿Quien cree usted que protege al medidor durante las averías?
Bibliografía:
1. De la Incera, Carlos... [et al]. Problemas Resueltos y Propuestos De Protecciones De
Sistemas Eléctricos_ La Habana: ISPJAE, 1989 _ 236p.
2. Donald Beeman...[et al]. Industrial Power Systems. Handbook_La Habana: Instituto Del
Libro, 1969 _971p.
3. Metz-Noblat, Benoît. El rayo y las instalaciones de AT. Cuaderno Técnico Schneider No.
168_ Schneider Electric Biblioteca Técnica. 1998, p67.
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4. Line Material Company. Distribution System Protection and Apparatus Coordination. USA.
1962, 89p.
5. Calvas, Roland. Los interruptores diferenciales de corrientes residuales en baja tensión.
Cuaderno Técnico Schneider No. 114_ Schneider Electric Biblioteca Técnica. 2001,
p35.
4.1 Introducción:
En los circuitos de bajo voltaje que se encuentran alimentados con voltajes menores de 1000V,
se emplean ampliamente los fusibles y los breakers. Estos últimos están reemplazando a los
primeros por su acción tripolar y por su facilidad a la hora de reposicionar o re-energizar el
circuito.
Los circuitos o sistemas de baja tensión son donde con menos rigurosidad se seleccionan los
dispositivos de protección, en algunos casos no son seleccionados ni siquiera por profesionales
de la electricidad. Por esas razones se encuentran casos y quejas a las empresas de equipos
deteriorados e incluso, los propios cables deteriorados sin desconexión.
Los breakers no solo se seleccionan a partir de su corriente nominal, es importante conocer los
regímenes de comportamiento de la carga, para seleccionarlos adecuadamente, así como la
tipología de las redes.
4.2. Características de las Redes de Distribución de bajo voltaje
Los usuarios de bajo voltaje de una empresa eléctrica son las industrias, los comercios,
servicios y los hogares. Las industrias normalmente poseen un sistema de protección más
complejo que los comercios, servicios y hogares, pero no por eso son sistemas mejor
protegidos.
Los consumidores comerciales y de servicios de gran capacidad suelen protegerse de forma
más compleja que en los hogares, pero no siempre se seleccionan los dispositivos de
protección correctamente, ni se escogen los necesarios.
Los hogares normalmente se protegen con un breaker conectado en la posición del medidor, y
en algunos casos, en casas más modernas, con una caja de breakers o caja de interconexión
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(figura 1). La mayoría de las veces estos breakers son escogidos por maestros plomeros o
albañiles que creen conocer las técnicas necesarias para hacer esta tarea.
Figura 1. Circuito típico de los circuitos de bajo voltaje mediante breakers.
Las industrias, comercios y consumidores de servicios de gran potencia, normalmente poseen
un transformador alimentador que reduce el voltaje de media a bajo voltaje, para alimentar
cargas que en la mayoría de los casos son motores y otras cargas bastantes consumidoras.
En dependencia del tamaño (demanda) de la carga, así serán los tipos de protecciones que se
empleen en las mismas. Normalmente se encuentra un breaker de caja moldeada o
actualmente uno del tipo electrónico, en el secundario del transformador alimentador. Para la
selección de este breaker en el secundario del transformador se siguen los mismos métodos
que se emplean para la selección del breaker de las redes que alimenta a los hogares que
posean cajas de interconexión interna.
El breaker es una protección contra cortocircuitos para proteger al transformador alimentador o
a los cables. El resto de los equipos electrodomésticos o industriales normalmente no se
encuentra correctamente protegidos y ni mencionar, las protecciones contra los posibles
contactos con la electricidad de las personas que estén en las cercanías de los equipos
eléctricos.
En los hogares se pueden presentar además de averías, regímenes transitorios severos que
pueden ser confundidos por las protecciones como averías. Las averías más típicas de los
circuitos de los hogares son las roturas de los aparatos, por defectos de aislamientos de los
electrodomésticos, como las averías en los propios cables por exceso de carga.
Los aparatos electrodomésticos tales como: refrigeradores, las lámparas, hornos microondas,
hornos eléctricas, entre otros, cuando se encienden hacen aparecer unas corrientes transitorias
muy por encima de la corriente que circulan por sus terminales en régimen de máximo
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consumo. Este fenómeno es conocido como régimen transitorio de arranque y puede ser
confundido por las protecciones como averías y por tanto, producir disparos.
Los cables que se seleccionan para conformar las instalaciones de los hogares tienen una
capacidad térmica amplia, es decir, toleran grandes corrientes, pero tienen límites. Un cable de
calibre 12 AWG, tolera 25 A de forma continua a 30°C sin que con ello se caliente
excesivamente y se destruya. Un cable de calibre 10 AWG, tolera 30A de forma continua a la
misma temperatura ambiental. Estos mismos cables poseen además una capacidad adicional
para soportar corrientes por encima de la máxima térmica continua y esta capacidad es
conocida como curva de límite térmico del cable.
Cada equipo de la industria o del hogar por su parte tiene un consumo nominal que muestra en
las placas o especificaciones del propio equipo. Se pueden encontrar lavadoras que consuman
1.5 A hasta 3 A. Los equipos más consumidores del hogar pueden ser los calentadores de
agua que pueden llegar hasta los 7 A de forma continua. Esta corriente nominal establece la
corriente que circula por el equipo cuando está trabajando a potencia y voltaje nominal. Se
conoce que los equipos pueden trabajar toda su vida útil a corrientes iguales o inferiores que la
nominal, incluso se conoce que las máquinas alcanzan su mayor eficiencia cuando trabajan
muy cerca al valor nominal.
Cuando se diseña un circuito eléctrico para un hogar o una industria se considera además del
consumo actual y futuro de cada uno de los equipos instalados, la distribución de este
consumo. Se sabe que no todos los equipos del hogar o la industria alcanzan su máximo
consumo al mismo tiempo. Es decir, puede que cuando arranque la lavadora, no exista nadie
utilizando el calentador de agua y el refrigerador esté desconectado por su automatismo
térmico por haber alcanzado la temperatura ideal.
Al diseñar las redes de las industrias y los hogares se toman en cuenta estos conocimientos y
los cables y otros equipos se seleccionan a partir de un factor de distribución determinado
(generalmente 60%). Las protecciones deben igualmente considerar estos fenómenos
transitorios y los factores de distribución del consumo de los equipos de los hogares y las
industrias.
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En la figura 2 se muestra la capacidad de límite térmico de los cables que están publicadas en
numerosas fuentes bibliográficas y que además deben ser ofrecidas por los fabricantes y/o
vendedores de estos.
Las curvas de límite térmico existen para cualquier equipo o elemento eléctrico. Es una curva
que establece la relación inversamente proporcional entre la corriente y el tiempo. Mientras
mayor sea la corriente que circule por el equipo, menor será el tiempo que este equipo podrá
soportarla.
Figura 2. Gráfico que representa la capacidad de límite térmico de
los cables de cobre AWG
Debe quedar claro, que otros materiales como el aluminio o el aluminio reforzado por acero
tienen otros tipos de curvas. Incluso, en dependencia de los fabricantes estos utilizan
diferentes aleaciones de metales y/o concentración de los mismos, así que cada fabricante
debe ofertar sus propias curvas de límites térmicos. Esto es muy importante, dado que al
solicitarle al fabricante que brinde esta información, entonces solo dan las curvas ofrecidas por
la norma ANSI que responde a la forma y el estándar de la propia fabricación que sigue ANSI.
Otros investigadores han encontrado expresiones matemáticas, basadas en las características
de calentamiento de los conductores sin considerar la absorción del dieléctrico que se
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encuentra alrededor del cable. En la figura 3 se muestra una de estas expresiones las cuales
igual existen para otros tipos de aparatos que no son cables.
Figura 3. Expresiones matemáticas del límite térmico de los cables de cobre y aluminio.
Sin importar de equipos se esté protegiendo, es siempre importante el conocimiento de su
curva de límite térmico. En la mayoría de los casos al hacer la coordinación esta curva
establece el límite máximo de velocidad de respuesta del dispositivo de protección que se
utilice. Es decir, las protecciones deben evitar que el equipo tolere una corriente de avería un
tiempo mayor al definido por su curva de límite térmico.
Existen averías en las redes de distribución de bajo voltaje que dependen del tipo de red en
particular. Si las redes son trifásicas, existirán todos los tipos de cortocircuitos: monofásicos,
bifásicos y trifásicos, así como las averías relacionadas con las ondas viajeras de sobre
voltajes producidas por los rayos. Además existirán las averías o los regímenes anormales
relacionados con la carga, tales como las sobrecargas.
En los circuitos monofásicos pueden existir las averías tales como: fase a neutro y fase a tierra.
Esta última avería puede tener características especiales en dependencia de la conexión del
neutro del sistema. En sistema con neutros multiaterrizados, las averías de fase a tierra pueden
tener gran magnitud, pero si el neutro no está aterrizado o la impedancia de la falla es muy alta,
las averías pueden tener o mostrar una muy baja magnitud de la corriente, por lo que puede
ser imperceptible a las protecciones.
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En ocasiones las averías a tierras, producto a una pérdida de aislamiento de los cables,
producen corrientes de magnitudes muy pequeñas como para que el breaker dispare, pero al
mismo tiempo, estás corrientes generan exceso de temperaturas que pueden provocar fuego,
en caso de relacionarse con materiales combustibles, como son: la tela, el cartón y la madera.
Las industrias poseen esquemas eléctricos ligeramente más complejos y en estas, los
consumidores son más potentes. Suelen magnificarse los fenómenos o regímenes transitorios,
por lo que las protecciones de las industrias son ligeramente diferentes a las protecciones que
se emplean en los hogares y pequeños comercios y servicios.
4.3. Los Interruptores Automáticos de bajo voltaje (Breakers)
Los breakers o interruptores son conocidos como los dispositivos primarios de protección
empleados en las redes de bajo voltaje. Estos pueden tener diferentes clasificaciones según
numerosos aspectos como lo son la cantidad de polos, el principio de funcionamiento, entre
otros.
La IEEE en el libro Azul (Applying Low Voltage Circuit Breakers Used in Industrial and
Commercial Power System), considera que los breaker se clasifican en:
1. Breakers de Caja Moldeada (MCCB – Model Case Circuit Breakers).
2. Breaker de Caja Aislada (ICCB - Insulated Circuit Breaker).
3. Breaker de Bajo Voltaje (LVCB – Low Voltaje Circuit Breaker)
Las diferencias entre estos tipos de breakers no son muchas. La IEEE basa las mismas en la
capacidad de poder abrir estos dispositivos y darles mantenimiento, así como calibrar algún
desperfecto que el dispositivo posea. Además se diferencian en la capacidad de corriente que
soportan tanto para regímenes nominales como de cortocircuitos.
En otras referencias bibliográficas los autores incrementan la clasificación de los breakers en:
1. Breakers de caja moldeada de Miniatura (MCB – Mini Circuit Breaker)
2. Breakers de caja moldeada (MCCB –Model Case Circuit Breaker)
Existen otras clasificaciones que toman en cuenta la forma o el principio de acción de los
breakers:
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1. Magnéticos
2. Térmicos
3. Termo-magnéticos
4. Electrónicos.
Otras clasificaciones se refieren a los polos que poseen los breakers:
1. Monofásicos o Monopolares.
2. Bifásicos o Bipolares.
3. Trifásicos o Tripolares.
4. Tetrapolares.
Estos dispositivos tienen como función la protección de los circuitos de bajo voltaje. Cuando
aparezca una gran corriente ya sea en las fases del circuito (breaker para la protección de fase)
o en el neutro (breakers para la protección de tierra), entonces este abre sus contactos y
desconecta el circuito o la parte del mismo que está averiado.
En la figura 4 se muestra una figura con imágenes de los interruptores magneto-térmicos de
uno, dos y tres polos. Estos tienen sus empleos específicos. Los mono-polares (Unipolares) se
emplean en las redes monofásicas, para ser instalado y que desconecte solo en la fase del
circuito y el neutro se deja sin protección. Los breakes bipolares se emplean en circuitos
monofásicos con dos fases, que son conocidos como circuitos bifásicos. Estos son circuitos
ampliamente utilizando en las redes residenciales. Los breakers tri-polares son ampliamente
empleados en las industrias que poseen cargas y circuitos trifásicos.
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Figura 4. Tipos de breakers magneto-térmicos mayormente empleados en usuarios
residenciales e industriales.
La categoría o denominación de magneto–térmico proviene del principio de su funcionamiento.
La parte térmica normalmente es un bimetal que posee una característica inversa entre el
tiempo de acción y la corriente que circula por el mismo. La acción magnética normalmente es
un solenoide que acciona con un mismo tiempo, cuando la corriente supera un valor
determinado.
En la figura 5 se muestra la curva de tiempo corriente de un breaker magneto – térmico
cualquiera. Estas curvas no son iguales en todos los breakers, cada fabricante tiene diferentes
series de fabricación y categorías de breaker y cada uno puede tener una curva ligeramente
diferente uno del otro.
Como se observa en la figura 5, se muestran dos zonas fundamentales en la curva del breaker
una zona de tiempos largos y una zona de tiempos cortos. La zona de tiempos largos es
también conocida como la zona térmica y la zona de tiempos cortos es la también conocida por
la zona magnética.
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CURVAS CARACTERISTICAS TIEMPO-CORRIENTE
TENSION DE TRAZADO :FECHA:
NRO:
POR:
0.48 kV
0.01
0.1
1
10
100
1000
10 100 1000 10000
Current in Amperes
Tie
mp
o e
n s
eg
un
do
s
1-LVCB GE E 100 TEB 15-50A Derivación:30.00 [A] ADJ PU:0.00
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CURVAS CARACTERISTICAS TIEMPO-CORRIENTE
TENSION DE TRAZADO :FECHA:
NRO:
POR:
0.48 kV
0.01
0.1
1
10
100
1000
10 100 1000 10000
Current in Amperes
Tie
mp
o e
n s
eg
un
do
s
2-LVCB GE E 100 TEF 15-40A Derivación:30.00 [A] ADJ PU:0.00
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Figura 5. Curvas de tiempo corriente de dos breakers (30A) de caja moldeada Magneto- Térmico de la firma General Electric.
En dependencia del tipo de bimetal empleado, existen numerosos tipos de curvas de tiempos
largos. Es decir, en dependencia del fabricante e incluso dentro de un mismo fabricante,
pueden existir diferentes grados de inversión de la curva de tiempos largos o curvas térmicas.
Es un error cambiar un breaker por otro solo tomando en cuenta solamente la corriente de
operación nominal (figura 6).
A partir de un valor determinado de corriente la curva inversa, de tiempo largo o térmica,
cambia bruscamente y pasa a una curva casi instantánea de operación. Esta corriente donde la
curva cambia bruscamente es conocida como corriente de acción magnética, que en algunos
breakers son cambiables o ajustables y en la mayoría no se puede modificar.
En la figura 6 se muestra un breaker con tres zonas de operación que los diferencian de los
breakers mostrados en la figura 5. Zonas de térmicas de tiempos largos y cortos, así como una
zona instantánea.
Zona de acción Térmica
Zona de acción Magnética
Zona de acción Térmica
Zona de acción Magnética
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Figura 6. Curvas de operación de los breakers Termo-magnéticos de tres zonas de operación
Los breakers electrónicos aunque con algunas facilidades para poder ajustarse y modificar su
operación poseen curvas de operación más rectas y conocidas. En la figura 7 se muestran las
curvas típicas de los breakers electrónicos.
De la misma forma que los breakers termo-magnéticos, los breakers electrónicos poseen dos
zonas de operación. Cuando las corrientes son pequeñas, los tiempos de operación de los
breakers son mayores. La zona de tiempos largos tiene forma de una recta y no una forma
exponencial como en los breakers térmicos.
Zona de tiempos largos
Zona de tiempos Cortos
Zona Instantánea
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Figura 7. Curvas típicas de operación de los breakers electrónicos.
Entre los breakers electrónicos existen de la misma forma breakers con tres zonas de
operación. En la figura 8 se muestran estas características. La zona de tiempos cortos puede
ser de tiempo definido o inverso.
Las curvas de tiempo definido son aquellos que para cualquier valor de corriente, el tiempo de
acción del breaker es el mismo. Este tipo de curvas de tiempo definido no favorece la
selectividad ni la coordinación, aunque en ocasiones son necesarias.
Aunque las curvas de tiempo definido son más sencillas para la coordinación y para la
comprensión de los ingenieros, las curvas de tiempo inverso permiten mayores tiempos para
las mismas corrientes y por tanto, con estos breakers se permiten la ocurrencia de procesos
transitorios mayores que no corresponden a averías.
Los breakers mayormente empleados poseen sus unidades de operación magneto – térmico
instaladas en las fases por lo que operan para las corrientes de las fases, pero no todos
funcionan así.
Zona de tiempos largos
Zona Instantánea
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Figura 8. Curvas de operación con tres zonas en un breaker electrónico.
Algunos breakers pueden modificar la corriente de acción instantánea. En la figura 9 se
muestra una curva típica de los breakers con estas posibilidades. El rango de ajuste no es
siempre el mismo en todos los breakers. En algunos breakers se pueden cambiar desde 3 a 5
veces la Corriente Nominal del dispositivo, en otros de 5 a 10 veces y se reconocen varios
rangos según el fabricante del dispositivo.
En otros breakers como en la figura 10, no solo se pueden cambiar todas las corrientes, ya
sean las corrientes de tiempo largo, las corrientes de tiempo corto y las corrientes instantáneas.
Estos breakers son los más costosos, pero son los que mejor se adaptan a la protección de
todo un circuito y se colocan en el secundario de los transformadores de potencia.
Zona de tiempos largos
Zona de tiempos cortos
Zona instantánea
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Figura 9. Curvas de operación de breakers con ajustes para la zona instantánea.
Algunos breakers pueden medir las corrientes residuales (la suma de las corrientes por las
fases) que es igual a las corrientes de los neutros, en lugar a las corrientes de las fases. Estas
unidades pueden accionar contra averías a tierra.
Estos breakers, arriba mencionados, son conocidos como breakers diferenciales porque
accionan con las diferencias entre la suma de las corrientes en las fases y la corriente que
retorna por el neutro. Esta diferencia es cero en condiciones normales, pero puede comenzar a
aparecer pequeñas corrientes cuando existen fugas a tierra. Estos breakers también son
conocidos como protectores de personas, porque evita que grandes corrientes circulen por las
personas que hacen contacto con la electricidad.
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En la figura 10 se muestra una imagen del funcionamiento de breaker diferencial que por su
apariencia no se diferencia mucho de los breakers de fase convencionales. Este tipo de
breakers utiliza un transformador de corriente toroidal por el cual pasan los conductores de las
fases, si existen más de una, y el neutro. Este toroide estará midiendo la suma de todos los
conductores que no es más que la diferencia entre las corrientes por las fases y el retorno por
el neutro. Solo acciona para averías que involucran un retorno de corriente por la tierra.
Figura 10. Imagen de un breaker diferencial y diagramas de su funcionamiento para circuitos monofásicos y trifásicos.
Este tipo de breakers diferenciales no accionan para cortocircuitos entre fase y neutro, o entre
fase y fase. Es un breaker que solo opera para averías entre las fases y la tierra. Estas son
averías producto al deterioro de los aislamientos, contactos de las personas con los cables de
fases, entre otras, por lo que es considerado una protección para corrientes muy bajas. Es
típico que estos breakers operen para corriente muy bajas entre 10 y 30 mA. Estas ya son
corrientes sensibles para el cuerpo humano, por lo que es un breaker que en teoría salvará a
las personas que hagan contacto con la electricidad, porque solo la sentirán sin permitir que
alcancen mayores niveles o por mucho tiempo.
Cuando un motor está caliente por una sobrecorriente ocurrida en un evento anterior, el
breaker magneto-térmico o al menos, su componente bimetal, también está caliente. Así que la
operación del breaker hace un seguimiento del calentamiento del motor protegido. Los breaker
electrónicos normalmente no hacen este seguimiento, por tanto, es su punto más débil si se les
compara.
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4.4. Selección de los breakers y su coordinación
La selección y coordinación de los breaker como cualquier coordinación de dispositivos de
protección, es la técnica que permite ordenar las acciones de las protecciones eléctricas antes
averías.
Cuando ocurre una avería en un circuito eléctrico, las corrientes de averías circulan por todo el
circuito y son censadas por diferentes dispositivos de protección. La coordinación es la
capacidad que tienen los dispositivos de solo accionar para cuando ocurre una avería en su
zona de protección y servir de respaldo a las protecciones de otros dispositivos, dejando un
tiempo prudencial entre ellos (coordinación temporizada).
Los breakers que se emplean en los consumidores poseen las siguientes exigencias:
1. No accionar para las corrientes normales y transitorias de los consumidores
2. Accionar siempre antes que el daño térmico del equipo que está protegiendo.
En la figura 11 se muestran estas exigencias desde el punto de vista de la protección de los
transformadores de una industria. La primera curva de la izquierda es la curva de arranque de
un motor. Con esta curva no se puede hacer nada, porque es la establecida por la carga
misma. Las otras dos curvas del extremo derecho son las curvas de límite térmico de dos
transformadores. En este caso, el único espacio que queda para seleccionar protecciones es el
tramo intermedio entre el arranque de los motores y la curva de límite térmico de los
transformadores.
Los breakers no pueden disparar para el arranque de los motores dado que estos son
regímenes normales, aunque sean corrientes de alto valor (6 x In), por esta razón las curvas de
los breaker deben estar a la derecha de la curva de arranque de los motores. Los breakers
deben estar a la izquierda de la curva de límite térmico de los transformadores para que
puedan protegerlos.
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Figura 11. Gráfico de tiempo – corriente de la coordinación de los
breakers de una industria.
Para hacer la selección de los breaker y o cualquier dispositivo de protección se deben cumplir
estas características mostrada en la figura 11. Ya la coordinación entre protecciones es
imprescindible dejar un espacio de tiempo entre ambos breakers (200 o 300 mili segundos). En
la figura 12 se muestra la posible coordinación entre dos breakers de un mismo tipo.
Dos breakers de un mismo tipo, aunque tengan corrientes diferentes, no coordinan en todo su
rango de corriente. En la figura 12 se muestra que para corriente de cortocircuitos o sobre
corrientes producto a sobre cargas inferiores a los 500 A, estos breakers coordinan
perfectamente. Las curvas de ambos breakers no se solapan. Para corrientes superiores a los
600A aproximadamente, provocarán el disparo de ambos breakers al mismo tiempo y es
precisamente lo que no se desea.
A la izquierda de la curva de límite térmico del transformador
A la derecha del proceso transitorio de arranque de la carga
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CURVAS CARACTERISTICAS TIEMPO-CORRIENTE
TENSION DE TRAZADO :FECHA:
NRO:
POR:
0.12 kV
0.01
0.1
1
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100
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Current in Amperes
Tie
mp
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un
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s
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A Derivación:25.00 [A] ADJ PU:0.00
2-LVCB SQ D ED/EG/EJ 50A Derivación:50.00 [A] ADJ PU:0.00
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A
Derivación:25.00 [A]
ADJ PU:0.00
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A
Derivación:25.00 [A]
ADJ PU:0.00
2-LVCB SQ D ED/EG/EJ 50A
Derivación:50.00 [A]
ADJ PU:0.00
2-LVCB SQ D ED/EG/EJ 50A
Derivación:50.00 [A]
ADJ PU:0.00
Figura 12. Curvas de coordinación de dos breakers del mismo tipo.
Si la corriente de cortocircuito se conoce y que es igual a 1000A, entonces se puede realizar la
coordinación por corriente y para esto se pudiera utilizar un breaker aguas arriba de mayor
corriente de forma tal que su zona de acción magnética no ocurra a los 1000A. En la figura 13
se muestra un intento de coordinación por corriente.
CURVAS CARACTERISTICAS TIEMPO-CORRIENTE
TENSION DE TRAZADO :FECHA:
NRO:
POR:
0.12 kV
0.01
0.1
1
10
100
1000
5 10 100 1000 10000
Current in Amperes
Tie
mp
o e
n s
eg
un
do
s
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A Derivación:25.00 [A] ADJ PU:0.00
2-LVCB SQ D EH 90-100A Derivación:100.0 [A] ADJ PU:0.00
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A
Derivación:25.00 [A]
ADJ PU:0.00
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A
Derivación:25.00 [A]
ADJ PU:0.00
2-LVCB SQ D EH 90-100A
Derivación:100.0 [A]
ADJ PU:0.00
2-LVCB SQ D EH 90-100A
Derivación:100.0 [A]
ADJ PU:0.00
Figura 13. Coordinación por corriente de dos breakers del mismo tipo.
MCCB 25A Squard D
MCCB 50A Squard D
Zona de Solapamiento
Corriente mayores a 600A provocarán el disparo de ambos
breakers
MCCB 25A Squard D
MCCB 100A Squard D
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Un breaker de 100A, puede coordinar con un breaker de 25A para corrientes inferiores a los
1000A. Se observa que la zona de solapamiento de las curvas ocurrirá para corrientes
superiores a los 1000A. Este tipo de coordinación sería lógica en el caso de que el equipo a
proteger aguas arriba soporte una corriente superior a los 100A, dado que este breaker de
100A no reaccionará para corrientes inferiores a esta.
CURVAS CARACTERISTICAS TIEMPO-CORRIENTE
TENSION DE TRAZADO :FECHA:
NRO:
POR:
0.12 kV
0.01
0.1
1
10
100
1000
5 10 100 1000 10000
Current in AmperesT
iem
po
en
se
gu
nd
os
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A Derivación:25.00 [A] ADJ PU:0.00
2-LVCB SQ D A/P/H Captador:70.00 [A] Mult. tiempo largo.:1.20 Banda tiempo largo:1 Mult. tiempo corto:10.00 Banda tiempo corto:0
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A
Derivación:25.00 [A]
ADJ PU:0.00
1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A
Derivación:25.00 [A]
ADJ PU:0.00
2-LVCB SQ D A/P/H
Captador:70.00 [A]
Mult. tiempo largo.:1.20 Banda tiempo largo:1
Mult. tiempo corto:10.00 Banda tiempo corto:0
2-LVCB SQ D A/P/H
Captador:70.00 [A]
Mult. tiempo largo.:1.20 Banda tiempo largo:1
Mult. tiempo corto:10.00 Banda tiempo corto:0
Figura 14. Curva de coordinación con un breaker que posee zona de tiempos cortos.
En la figura 14 se muestra como el breaker aguas arriba debe tener un curva diferente de
operación. En este caso un breaker de 70 A de bajo voltaje, posee un curva de tiempo corto el
cual representa una demora de tiempo para corrientes superiores a los 700A. Esta demora de
tiempo corto, es suficiente para garantizar la coordinación con el pequeño breaker de 25A. A
este análisis hay que agregar que estaría correcto si el equipo a proteger aguas arriba,
soportan los 70A.
4.6. Conclusiones
Squard D 25A MCCB
Squard D 70A LVCB
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Protecciones Eléctricas de Redes de Distribución
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En los circuitos de bajo voltaje están instalados los consumidores y estos deben ser protegidos.
Los consumidores poseen regímenes normales que pueden mostrar grandes corrientes y
pueden confundir a las protecciones.
Las averías en las redes de bajo voltaje pueden ser multiples en dependencia del tipo de red
en cuestión. Las averías multifásicas tienden a provocar incrementos bruscos de la corriente.
Las averías que involucran la tierra pueden ser de muy baja magnitud y por la tanto, no ser
perceptibles por las protecciones.
Los breakers son dispositivos primarios de protección. Son ampliamente utilizados los breakers
magneto-térmicos y electrónicos. Estos breakers poseen características de tiempo – corriente
diferentes incluso dentro de un mismo fabricante.
La selección de los breakers posee dos exigencias fundamentales: no disparar para las
corrientes normales de los equipos y/o circuitos y disparar lo suficientemente rápido para
cuando las averías son reales sin que se dañen los equipos.
Preguntas de control
1. ¿Podrá un breaker de 30A de una compañía ser sustituido por otro de la misma
corriente de cualquier compañía o incluso de la misma compañía?
2. ¿Qué son los breaker diferenciales y por qué se llaman protectores de personas?
3. ¿Cree usted que se están seleccionando correctamente los breakers de los hogares en
su empresa?
4. ¿Cree usted que el breaker instalado en el medidor, protege totalmente a los equipos
consumidores?
Motivación de las clases posteriores
Las próximas clases serán ejercicios relacionados con la selección de los breakers y otros
dispositivos para la protección de los consumidores. Se analizarán los procesos transitorios de
los motores y otras cargas, así como las curvas de límite térmicos de los cables y los
transformadores.
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En la próxima conferencia se tratarán los temas teóricos necesarios para la selección de los
fusibles para la protección de los transformadores de distribución y las redes eléctricas
primarias y secundarias.