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martes, 26 de diciembre de 2017

Interruptores automáticos de Baja Tensión (Parte 1ª)



Definición

Aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en las condiciones normales del circuito, así como de establecer, soportar durante un tiempo especificado e interrumpir corrientes en condiciones anormales especificadas como las de cortocircuito.

NOTA

La capacidad de interrumpir corrientes de cortocircuito es la característica más genuina de los interruptores automáticos ya que la capacidad de cerrar y soportar el paso de corrientes de cortocircuito también la poseen los interruptores.


Figura 1: Elementos principales de un interruptor automático magnetotérmico

 Normativa

Hay dos grupos de normas para Interruptores Automáticos de B.T., una para los modulares bajo la denominación de:

"Interruptores automáticos para instalaciones domésticas y análogas para la protección contra sobreintensidades"

y otra para los Interruptores Automáticos de Caja Moldeada (MCCB) o Abiertos (PCB) que son para aplicaciones generales y llegan a 690V.

Las normas aplicables a los Modulares (MCB) son:
·         Internacional: IEC 60898.
·         Europea: EN 60898.
·         Española: UNE/EN 60898.

Para los interruptores automáticos "MCCB" o "PCB" se aplican las normas de aparamenta de baja tensión, formadas por la cabecera  60947 con 7 partes o publicaciones. Cada parte se refiere a un tipo específico de aparamenta , siendo la 60947-2 de interruptores automáticos de B.T., mientras que la 60947-1 contiene las generalidades comunes a toda la aparamenta de B.T.

En consecuencia la normas aplicables a los Interruptores Automáticos de B.T. (tanto MCCB como PCB) serán:
·         Internacional: IEC 60947-1 y IEC 60947-2
·         Europea: EN60947-1 y EN60947-2
·         Española: UNE/EN 60947-1 y UNE/EN 60947-2

Estructura de un interruptor automático


Figura 2: Estructura de un interruptor automático

Funciones de los interruptores automáticos

·         Maniobra de circuitos

 Efectuar operaciones de apertura y cierre de circuitos o aparatos de utilización.

·         Protección contra sobrecorrientes

o   Sobrecargas: Sobrecorrientes que superan la corriente nominal o asignada sin que exista defecto en el circuito.
o   Cortocircuitos: Sobrecorrientes que tienen su origen en una falta de aislamiento o contacto entre partes activas, generalmente son de valor elevado y acompañados de arco.

·         Establecer cortocircuitos

Cierre de circuitos en cortocircuito. El aparato debe tener capacidad de cierre en cortocircuito, símbolo (Icn) expresada en kA cresta.

·         Soportar cortocircuitos durante un tiempo especificado

Permitiendo que otro dispositivo generalmente "aguas abajo", interrumpa el cortocircuito. El aparato debe tener definida una corriente de corta duración admisible, símbolo (Icw) en kA eficaces simétricos, durante un tiempo especificado (valores normalizados 0,05 - 0,1 - 0,25 - 0,5 - 1 segundo, entre los que deberá elegirse uno.

·         Interrumpir cortocircuitos

El aparato deberá poseer poder de corte en cortocircuito, símbolo (Icn) o (Ics) en kA eficaces simétricos.

Selectividad de funcionamiento

Una función asociada a la actuación de los Interruptores automáticos de importancia creciente es la Selectividad de funcionamiento, con objeto de limitar al mínimo los circuitos fuera de servicio en caso de sobrecorriente.

Clasificación de los interruptores automáticos

Los Interruptores automáticos se pueden clasificar según diversos conceptos tales como:

·         El diseño

Caja moldeada

Pueden ser de dos tipos:
o   Modulares (en inglés Miniature Circuit Breakers. "MCB").
                                       -        Son de polos independientes acoplables.
                                       -        Para usos domésticos o análogos.
                                       -        Hasta, 125A, 40V.

o   De Potencia (en inglés Molded Case Circuit Breakes "MCCB").
                                       -        En caja única.
                                       -        Para usos generales.
                                       -        Hasta 2500A - 690 V.


Figura 3: Interruptor de Caja moldeada

Abiertos (o de bastidor metálico)

Concebidos para proporcionar prestaciones superiores a los MCCB en corriente, selectividad, accesorios simultáneamente incorporables, etc. La denominación inglesa es Power Circuit Breaker "PCB". Hasta 6000 A y 690 V.


Figura 4: Interruptor Abierto
·         El número de polos

                Los Modulares, también denominados vulgarmente Magnetotérmicos pueden ser:
o   Unipolares (I).
o   Bipolares con uno o dos polos protegidos (I+Na) a (II).
o   Tripolares (III).
o   Tetrapolares con tres o los cuatro polos protegidos (III+Na) o (IV).


Figura 5: Interruptores Modulares (magnetotérmicos)

·         El comportamiento ante el cortocircuito

o   No limitadores     
     Tienen un tiempo de interrupción ante cortocircuitos mayores de 20 milisegundos, permitiendo que pase la corriente de cresta máxima del cortocircuito. Los interruptores automáticos Abiertos y Selectivos son No Limitadores.

o   Baja Limitación
                      Son de Caja Moldeada de Poder de Corte bajo o medio.

o   Limitación Media/Alta
                     Con poder de corte de 100/120 kA 400V, tanto de tipo Caja Moldeada como Abiertos no Selectivos.

o   Muy Alta Limitación
                    Son de Caja Moldeada con doble interrupción y de Poder de Corte muy elevado 150/200 kA a 400 V o más.

·         La ejecución

o   Fijos
    Cuando están conectados rígidamente a la instalación.

o   Extraibles
   Tienen una base rígidamente unida a la instalación mientras que el interruptor automático es móvil y se puede enchufar a dicha base o desenchufarse (2 posiciones).

o   Seccionables
Tienen una base fija como los extraibles pero permiten (3 posiciones):

                                                      -        Enchufado.
                                                      -        Seccionado.
                                                      -        Extraido.

La posición Seccionado cumple con los requerimientos y normas de los seccionadores.
En la posición Seccionado el interruptor automático (parte móvil) se mantiene vinculado a la 
parte fija. La posición Extraido corresponde a retirado de la base o cuadro.

·         Las posibilidades de mantenimiento

o Concebidos para ser mantenidos (generalmente los abiertos) requieren accesibilidad e instrucciones de actuación.
o    Concebidos para no ser mantenidos (generalmente de caja moldeada).

·         Las aplicaciones específicas

o   Como ICP (Interrruptor de Control de Potencia).
o   Como interruptores automáticos homologados para la Marina Militar.
o   Interruptores automáticos calificados sísmicamente para Centrales Nucleares.

Constitución

Figura 6: Constitución de un interruptor automático de BT 
de tipo abierto (o de bastidor metálico)

·         Relé de sobrecorriente de tipo estático

                Están previstos para actuar en caso de:
o   Sobrecargas
o   cortocircuitos
                La tecnología de estos relés, es tradicionalmente:
o   Sobrecargas: Relés térmicos
o   Cortocircuitos: Relés magnéticos

En los últimos tiempos, solamente los interruptores automáticos miniatura (PÍA MCB) están provistos de relés magnetotérmicos.

Los automáticos de potencias suelen equiparse con relés estáticos inicialmente analógicos y modernamente numéricos.

·         Cámara de arco

En ellas tiene lugar la extinción del arco. Esta se realiza gracias a su fragmentación, alargamiento y enfriamiento del arco.

Todas estas acciones provocan el incremento de la tensión de arco por encima de la tensión aplicada.

El arco se apaga en el paso de la corriente por cero y no se enciende posteriormente.

·         Contactos de arco (sólo en automáticos abiertos o de bastidor metálico)

En estos contactos se establece el arco, tanto en el cierre como en la apertura.
Poseen una gran resistencia a la erosión provocada por el arco (metal duro).

·         Mando con almacenamiento de energía

Proporciona la velocidad de cierre y de apertura a los contactos.

Debe ser de "maniobra independiente" en automáticos (MCCB y PCB).

Deben ser de "disparo libre" cualquiera que sea su tecnología.

El mecanismo puede o no ser capaz de almacenar energía de cierre estando cerrado (puede pues efectuar la conexión rápida, efectuando sin transmisión, en la posición cerrado, las maniobras:

                                                               "apertura-cierre-apertura"

·         Circuito principal

Debe soportar la corriente nominal asignada ininterrumpidamente sin superar los calentamientos normalizados.

Debe permitir el paso de la corriente de cortocircuito dinámica y térmica durante 1 segundo.




Continúa en: Interruptores automáticos de Baja Tensión (y Parte 2ª)

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