La corriente de corta duración admisible (Icw) caracteriza
la capacidad de los aparatos de soportar
las corrientes de cortocircuito, eventualmente elevadas, durante una duración suficiente
para eliminarlas mediante los interruptores automáticos o dispositivos de protección
situados aguas abajo. Esto es por tanto una característica esencial del
interruptor automático de potencia que se encuentra normalmente en cabeza de la
instalación.
Figura 1
Ver post: “Definiciones: Poder de corte, Poder de cierre y Poder de limitación de un interruptor magnético” en el siguiente link:
Cuanto mayor sea la Icw, mayor será el límite de
utilización de la selectividad cronométrica. Y esto porque los aparatos con Icw
elevada se califican normalmente como «selectivos».
Hay que tener en cuenta que es necesario que tanto
el cuadro en el que está instalado el aparato como todos los conductores
situados aguas arriba, sean capaces de soportar estas corrientes.
Las corrientes de cortocircuito producen 2 tipos
de fenómenos:
· los esfuerzos electrodinámicos entre las diferentes
partes del circuito recorrido por una corriente.
Estos esfuerzos
son de repulsión o atracción según los sentidos respectivos de las corrientes;
se manifiestan instantáneamente y la resistencia del aparato a estos esfuerzos,
llamada «resistencia electrodinámica» (TDE) estará caracterizada por el valor
máximo instantáneo de la corriente que puede soportar, medido en kA «de
cresta». Más allá de este valor se producen deformaciones irreversibles en las
piezas o arcos eléctricos que pueden perjudicar las piezas afectadas.
·
un calentamiento de las piezas recorridas por
la corriente.
Este
calentamiento no es función del valor instantáneo de la corriente, sino de su
valor eficaz y de su duración; la resistencia del aparato a estos fenómenos
puede por tanto expresarse en kAef y en segundos.
La «corriente de
corta duración admisible» está definida en varias normas y entre ellas la CEI
60 947-2 que le asigna el símbolo «Icw».
El ensayo
asociado permite probar el comportamiento del aparato a la vez bajo el aspecto
electrodinámico, cuando se produce un cortocircuito, y bajo el aspecto térmico,
manteniendo la corriente durante un tiempo determinado (normalmente de 0,5 s, 1
s ó 3 s). La corriente máxima de cresta la define la norma en función de la
corriente eficaz; el conocimiento de esta última es suficiente para definir la
Icw. Es evidente que el valor de Icw queda limitado por los más severos fenómenos,
sea electrodinámicos o térmicos y que su valor disminuye por tanto normalmente cuando
aumenta su duración: una Icw durante 3 segundos es térmicamente 9 veces peor
que una Icw durante 1 segundo. Por
tanto, es la resistencia térmica la que determina habitualmente la Icw de 0,5
s, quedando los efectos térmicos controlados.
El valor de Icw a
tener en cuenta para la selectividad es el que corresponde al tiempo máximo de
ajuste del relé de corto retardo, normalmente de 0,5 s. En general, este valor está
determinado directamente por la resistencia electrodinámica, por tanto, los efectos
térmicos quedan fácilmente controlados. Los valores de 1 s y hasta 3 s no son
más que indicación de una robustez adicional.
Disposiciones constructivas
Para conseguir
una buena Icw, hace falta:
- una construcción robusta y rígida del aparato que asegure un mantenimiento eficaz de las piezas que transportan la corriente. La utilización de cajas moldeadas en poliéster termoendurecido permite actualmente una notable mejora de la rigidez estructural de los interruptores automáticos respecto a las técnicas anteriores de construcción a base de piezas metálicas cortadas, dobladas y encajadas,
- una gran rigidez del mecanismo para mantener la posición cerrada de los contactos,
- una disposición especial de los contactos móviles y de las pinzas de conexión que aseguren una compensación automática delos esfuerzos de repulsión producidos entre los puntos de los contactos (figura 2):
- las pinzas están constituidas por dedos situados a cada lado de los conductores a unir; por estos dedos circulan corrientes paralelas que crean un esfuerzo de atracción, Fm, que compensa los esfuerzos de repulsión, Fr, producidos en los contactos (figura 2a);
- los contactos móviles tienen un eje de articulación situado aproximadamente a un tercio de la distancia que separa los conductores de conexión. Así, la resultante de los esfuerzos de repulsión, Fm, producidos por el bucle de corriente crea en los contactos un par que compensa el generado por la repulsión, Fr, en los puntos de contacto (figura 2b). Sin embargo, la compensación de esfuerzos tiene el efecto de aumentar las fuerzas transmitidas al mecanismo, lo que constituye una exigencia restrictiva para el fabricante,
- un dimensionamiento generoso de la sección del circuito de potencia para evitar alcanzar una temperatura excesiva cuando la temporización del relé se ajusta a su valor,
- la utilización de sustancias moldeadas termoendurecibles (sin punto de fusión), o de técnicas termoplásticas de alto punto de fusión en las zonas próximas al circuito de potencia.
Figura 2: Disposiciones constructivas de contactos que aseguran la compensación
de los esfuerzos de repulsión en un interruptor automático.
de los esfuerzos de repulsión en un interruptor automático.
FUENTE:
Schneider Electric: Selectividad con los
interruptores automáticos de potencia BT
(Jean-Pierre NEREAU)
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