8/3/2019 protecciones_electricas

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Protecciones elctricas

Tipos de proteccin

Proteccin contra cortocircuitos

Un cortocircuito es la unin directa de dos conductores con tensin entre s. Por la ley deOhm, al ser cero la resistencia, la intensidad tiende a infinito, peligrando la integridad delos conductores y mquinas por el calor generado debido al efecto Joule. En realidad laintensidad queda limitada por la resistencia de los propios conductores pero, al ser muypequea, la intensidad sigue siendo muy grande. Los dispositivos mas empleados para laproteccin contra cortocircuitos son los fusibles calibrados, tambin llamadoscortacircuitos, y los interruptores automticos magnetotrmicos.

Proteccin contra sobrecargasUna sobrecarga es un exceso de intensidad en un circuito, por un defecto de aislamiento,una avera o una demanda excesiva de carga de la mquina conectada a un motorelctrico. Las sobrecargas deben de protegerse, ya que pueden dar lugar a la destruccintotal de los aislamientos de una red o de un motor conectado a ella. Una sobrecarga noprotegida degenera siempre en un cortocircuito. Los dispositivos mas empleados para laproteccin contra sobrecargas son los fusibles calibrados, tipo gT o gF (nunca aM), losinterruptores automticos magnetotrmicos y los rels trmicos.

Proteccin contra electrocucin

Frente a los peligros de la corriente elctrica, la seguridad de las personas ha de estarfundamentada en que nunca puedan estar sometidas involuntariamente a una tensinpeligrosa. Para que sto nunca ocurra se pueden tomar dos tipos de medidas: evitar entodo momento el riesgo de tocar partes en tensin o susceptibles de estarlo alejndolas oaislndolas y/o poner a tierra las todas las masas y colocar un dispositivo de corteautomtico que desconecte la instalacin defectuosa.

Fusibles

Los fusibles son una seccin de hilo ms fino que los conductores normales colocado a laentrada del circuito a proteger, para que sea la parte que ms se caliente, y por tanto, laprimera en fundirse. Son protecciones desechables, cuando se funden se sustituyen porotro en buen estado.

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La parte fusible suele ser un hilo o lmina de cobre o aleacin de plata colocado dentro deunos cartuchos cermicos llenos de arena de cuarzo para evitar la dispersin del materialfundido.

Llamando If a la intensidad a la que se ha de fundir el fusible, se clasifican segn laintensidad que ha de atravesarlos para que fundan en un segundo:

Rpidos (gF, gl, gI, F, FN o Instanfus) funden en un segundo para I = 2.5 IfLentos (gT, T, FT o Tardofus) funden en un segundo para I = 5 IfDe acompaamiento (aM, A, FA o Contanfus) funden en un segundo para I = 8 If

Los fusibles de acompaamiento (aM) se fabrican especialmente para la proteccin demotores, debido a que aguanten sin fundirse las puntas de intensidad que stos absorbenen el arranque. Su nombre proviene de que han de ir acompaados de otros elementosde proteccin, generalmente rels trmicos.

Rel trmico

Son dispositivos de proteccin destinados a detectar sobreintensidades por medio de unelemento trmico, normalmente una lmina bimetlica compuesta por dos aleaciones condiferente coeficiente de dilatacin. Al ser recorrida por la corriente de carga se calientadilatndose ms un metal que el otro, lo que la obliga a curvarse activando los contactosque lleva asociados.

Normalmente disponen de un contacto normalmente cerrado (NC) para desconectar lacarga y otro contacto normalmente abierto (NO) que suele usarse para encender un pilotoque indique la avera cuando se activa. Tambin suelen disponer de un dial de ajuste dela intensidad de disparo, un pulsador de rearme manual y un selector de rearme manual-automtico (en automtico se reconectara l slo despus de enfriarse la lmina

bimetlica).Un rel trmico acta asociado a un contactor y protege a un motor frente asobreintensidades producidas por:

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- Sobrecargas.- Arranques demasiado largos.- Ciclos paro-arranque demasiado frecuentes.- Agarrotamiento mecnico del rotor (calado).

Si dispone de sistema diferencial, tambin protege de:

- Desequilibrios de intensidad entre las fases.- Marcha en monofsico (por fallo de una fase).

Interruptor automtico

Tienen la ventaja de que no hay que reponerlos. Cuando desconectan debido a unasobrecarga o un cortocircuito, se rearman de nuevo y siguen funcionando.

Segn el numero de polos, se clasifican en unipolares, bipolares, tripolares y tetrapolares.Estos ltimos se utilizan para redes trifsicas con neutro.

Constan de un disparador magntico formado por una bobina que acta sobre uncontacto mvil cuando la intensidad es muy superior a su valor nominal (In). steelemento protege la instalacin contra cortocircuitos, actuando de forma muy rpidacuando la intensidad es muy elevada (cortocircuito).

Tambin poseen un desconectador trmico formado por una lmina bimetlica que sedobla al ser calentada por un exceso de intensidad. Esta es la proteccin contrasobrecargas que acta ms lentamente pero ya para intensidades algo superiores a lanominal (sobrecargas), siendo su velocidad de desconexin inversamente proporcional ala sobrecarga. Si acta hay que esperar a que enfre la lmina bimetlica y cierre sucontacto para que la corriente circule de nuevo.

Una caracterstica importante a tener en cuenta es su poder de corte en carga que indicala intensidad mxima que puede cortar sin estropearse (de 1 a 25 KA).

Interruptor diferencial

El interruptor diferencial se activa al detectar una corriente de defecto Id, que sea superiora su umbral de sensibilidad Is.

segn la Ley de Kirchoff, la suma de las intensidades que entran es igual a la suma de lasintensidades que salen de un circuito. Cuando se produce la derivacin a tierra de unafase, existe una corriente de defecto que detecta el interruptor diferencial, provocando ladesconexin de la red defectuosa.

Los interruptores diferenciales constan de un transformador cuyo primario esta formadopor todas las fases de la red, incluido el neutro, que atraviesan un ncleo toroidal cuyo

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secundario est formado por una pequea bobina que se conecta a un rel que actasobre el mecanismo de desconexin del interruptor.

Cuando las intensidades que entran son iguales a las que salen el flujo en el toroide esnulo. Al producirse una fuga o intensidad de defecto, aparece un flujo en el toroide queinduce corriente en la bobina del secundario. Si la intensidad de defecto supera el umbral

de sensibilidad el rel vence el muelle y abre el circuito.Los interruptores diferenciales poseen un pulsador de prueba y se fabrican para muchosvalores de sensibilidad que puede ser fija o ajustable.

Puesta a tierra

Se denomina puesta a tierra a la unin elctrica de todas las masas metlicas de unainstalacin a un electrodo (una placa o pica de cobre o hierro galvanizado o un conjuntode ellos, enterrados en el suelo).

Con la puesta a tierra se intenta que las corrientes de defecto (Id) tengan un camino fcilpor el que derivar al suelo (tierra) provocando la desconexin del interruptor diferencialasociado.

De esta forma se evita que la corriente de defecto tenga lugar a travs del cuerpo de unapersona que toque la parte metlica bajo tensin. Por esta razn, la red de tierras ha detener una resistencia mucho menor que la del cuerpo humano.

La medida de la resistencia elctrica existente entre los electrodos de toma de tierra y elterreno propiamente dicho se efecta con unos aparatos especiales denominadosTelurmetros o Medidores de toma de tierra.

El REBT recomienda que en edificios pblicos, viviendas y locales comerciales nunca seamayor de 37 ohmios auque est ligada a la sensibilidad del diferencial.

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Guardamotores

Estn formados por un automatismo de proteccin magntica contra cortocircuitos, otrode proteccin trmica, ajustable, contra sobreintensidades y suelen permitir, adems, laconexin y desconexin desde el frontal del propio guardamotor.

Realiza por tanto la funcin de los fusibles, del rel trmico y del contactor en un nicobloque. Esto no impide sin embargo que se pueda utilizar junto con el guardamotor uncontactor que permita el control a distancia.

Existen guardamotores con proteccin nicamente magntica, tambin llamadosdisyuntores, realizando la funcin de los fusibles y debiendo coordinarse con un rel

trmico para asegurar la proteccin contra sobrecargas.Coordinacin

La coordinacin de las protecciones es el arte de asociar un dispositivo de proteccincontra cortocircuitos, un dispositivo de proteccin contra sobrecargas y un contactor.

La selectividad de las protecciones, se aplica para la continuidad de servicio deseadaentre los aparatos de proteccin situado aguas abajo y aguas arriba de una instalacin, deforma que acte el dispositivo de proteccin ms prximo a la avera.

Coordinacin tipo 1: En condicin de cortocircuito, el material no debe causar daos apersonas e instalaciones. No debe existir proyeccin de materiales encendidos fuera del

arrancador. Son aceptados daos en el contactor y el rel de sobrecarga; el arrancadorpuede quedar inoperativo. El rel de cortocircuito del interruptor deber ser reseteado o,en caso de proteccin por fusibles, todos ellos debern ser reemplazados.

Coordinacin tipo 2: En condicin de cortocircuito el material no deber ocasionar daos alas personas e instalaciones. No debe existir proyeccin de materiales encendidos fueradel arrancador. El rel de sobrecarga no deber sufrir ningn dao. Los contactos delcontactor podrn sufrir alguna pequea soldadura fcilmente separable, en cuyo caso nose reemplazan componentes, salvo fusibles. El reseteado del interruptor o cambio defusibles es similar al caso anterior.

Coordinacin total: En condicin de cortocircuito, el material no debe causar daos a laspersonas e instalaciones. No debe existir proyeccin de materiales encendidos fuera delarrancador. No se acepta ningn dao ni riesgo de soldadura en ninguno de los aparatos

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que componen la salida, asegurando la "continuidad de servicio" y minimizando lostiempos de mantenimiento.

Asociaciones tpicas

Asociacin de fusibles, contactor y trmico

Un portafusibles seccionable con fusibles de acompaamiento motor (aM) que garantizalas funciones de seccionamiento y proteccin contra cortocircuitos, un contactor quegarantiza la funcin conmutacin y un rel de proteccin trmica que garantiza laproteccin contra sobrecarga.

La discriminacin de falla, sobrecarga, cortocircuito se realiza fcilmente.

Asociacin de guardamotor y contactor

Un guardamotor que garantiza las funciones de seccionamiento, proteccin contracortocircuitos y proteccin contra sobrecarga y un contactor que garantiza la funcin deconmutacin.

Asociacin de guardamotor, contactor y trmico

Un guardamotor magntico (disyuntor) que garantiza las funciones de proteccin contracortocircuitos y seccionamiento, un contactor que garantiza la conmutacin y un rel deproteccin trmica que garantiza la proteccin contra sobrecarga.

Proteccin de viviendas

A la entrada de cada vivienda, justo despus del interruptor de control de potencia (ICPM)de la compaia que limita la potencia mxima contratada, se sita el Cuadro General deMando y Proteccin (CGMP).

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Los aparatos de proteccin colocados en el cuadro sern de corte omnipolar (abren tantola fase como el neutro).

Un Interruptor General Automtico (IGA) desconecta toda la instalacin.

Un Interruptor Diferencial (ID) por cada cinco circuitos independientes vigila posibles fugasde corriente. En viviendas, su sensibilidad ser de 30 mA.

Un Pequeo Interruptor Automtico (PIA) proteger cada circuito independiente, quecomo mnimo sern cinco.

Tabla de fusibles

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