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Profesor: Dr. Orlys Ernesto Torres Breffe

PROFESOR CUBANO

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.

Conferencia 4. "La Selección de los Breakers y su Coordinación" Página

Protecciones Eléctricas de Redes de Distribución

Dr. Orlys Ernesto Torres Breffe

3

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




5

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.




6

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.




8

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:




9

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.




10

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

11



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

22

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 Instantánea




14

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 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




19



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


1-LVCB SQ D ED/EG/EJ 25A

Derivación:25.00 [A]

ADJ PU:0.00



ADJ PU:0.00



ADJ PU:0.00



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.



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


2-LVCB SQ D EH 90-100A Derivación:100.0 [A] ADJ PU:0.00



ADJ PU:0.00



ADJ PU:0.00

2-LVCB SQ D EH 90-100A


ADJ PU:0.00

2-LVCB SQ D EH 90-100A


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




20

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.



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


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



ADJ PU:0.00



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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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.




22

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.

profesor: dr. orlys ernesto torres breffe profesor...

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