Elementos de protección contra mala manipulación de contactores

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
CARRERA ELECTRONICA
CARRERA ELECTRONICA
ELEMENTOS DE PROTECCION
ELEMENTOS DE PROTECCION
Segunda Parte
Segunda Parte

Elementos que
Elementos que
protegen a las
protegen a las
personas
personas
Elementos de control
Elementos de control
que gobiernan el
que gobiernan el
funcionamiento de los
funcionamiento de los
receptores
receptores
Elementos de maniobra que
Elementos de maniobra que
permiten conectar, desconectar y
permiten conectar, desconectar y
alterar el funcionamiento de los
alterar el funcionamiento de los
receptores
receptores
Receptores: elementos
Receptores: elementos
que se alimentan con
que se alimentan con
la potencia
la potencia
suministrada por la
suministrada por la
red
red
Elementos que protegen a la
Elementos que protegen a la
instalación: (protección de
instalación: (protección de
conductores y receptores)
conductores y receptores)
ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN
ELÉCTRICA
Conductores que
Conductores que
transmiten la
transmiten la
energía eléctrica a
energía eléctrica a
los receptores
los receptores

APARAMENTA ELÉCTRICA
Conjunto de aparatos de maniobra, protección, medida, regu-
lación, y control, incluidos los accesorios de las canalizaciones
eléctricas utilizados en instalaciones de baja y alta tensión.
La aparamenta eléctrica se define a partir de los valores asig-
nados a algunas de sus magnitudes funcionales (tensión co-
rriente, potencia, temperatura, etc.). Estos valores son los
llamados valores nominales o asignados.
Se denomina valor nominal de una cualidad determinada de
un aparato al valor de la magnitud que define al aparato para
esa cualidad.
El fabricante de la aparamenta, los criterios de diseño y la
normativa vigente definen cuales deben ser los valores
nonimales para las distintas magnitudes de cada aparato.

DEFINICIONES
Tensión nominal: máxima tensión asignada por el
fabricante para el material del que está construido el
dispositivo. Suele estar ligada al aislamiento y a otras
características funcionales dependientes de la tensión.
Corriente nominal: máxima corriente que se puede
mantener de forma indefinida sin que supere la máxima
temperatura establecida en las normas ni se produzca
ningún tipo de deterioro. Existen valores normalizados, por
ejemplo, para interruptores automáticos y diferenciales:
6A, 10A, 16A, etc.
Máxima intensidad térmica: máxima corriente que puede
circular por un dispositivo durante un tiempo prolongado
(especificado por el fabricante) sin producir calentamiento
excesivo que genere daños.

Máxima corriente de sobrecarga: valor máximo de la
corriente que se puede soportar durante una sobrecarga.
Este valor debe ir asociado al tiempo de duración de la
sobrecarga.
Nivel de aislamiento: se define por los valores de las
tensiones utilizadas en los ensayos de aislamiento a
frecuencia industrial. Estos valores indican la capacidad del
aparato para soportar dichas sobretensiones.
Poder de corte o capacidad nominal de ruptura: máximo
valor de la intensidad que un interruptor, contactor, relé o
fusible es capaz de abrir sin sufrir daños.

Calentamiento: la aparamenta eléctrica está sometida al
calentamiento derivado del efecto Joule y de las pérdidas
causadas por efectos magnéticos (corrientes parásitas) y
pérdidas en los aislantes (pérdidas dieléctricas).
Aislamiento: la aparamenta eléctrica padece los problemas
derivados de la influencia del medio ambiente y las
alteraciones producidas por el tiempo en los materiales
aislantes sólidos líquidos y gaseosos.
Esfuerzos mecánicos: el problema de los esfuerzos
mecánicos tiene su origen en las fuerzas electrodinámicas
que se manifiestan entre conductores próximos cuando son
recorridos por corrientes eléctricas y en las dilataciones que
experimentan al calentarse.

SECCIONADORES
Dispositivo mecánico de conexión que, por razones de
seguridad, asegura, en posición de abierto, una distancia de
seccionamiento que satisface unas determinadas condiciones
de aislamiento.
El seccionador SÓLO es capaz de abrir o cerrar el circuito
cuando la corriente es despreciable o no hay diferencia de
potencial entre sus contactos.
Las condiciones DE AISLAMIENTO que debe satisfacer se
refieren a la capacidad de soportar determinados valores de las
tensiones.
NO TIENE PODER DE CIERRE NI DE CORTE, debe trabajar
sin carga. Se utiliza para garantizar la desconexión de la
instalación cuando se realizan trabajos sobre ella

Los seccionadores
tienen 2 estados
lógicos: abierto y
cerrado
Físicamente están constituidos por
un conjunto de cuchillas y unos
elementos aislantes.
Se accionan manualmente y
su velocidad de operación es
la que les aplique el operador
(en ocasiones se emplean
muelles para acelerar la
maniobra).
Son dispositivos de
seguridad que indican
claramente la posición
de sus contactos para
mostrar si la
instalación está
conectada o no
Si se maniobran con la instalación en carga se
produce su destrucción (salvo en seccionadores
especiales diseñados para trabajar en carga)
SECCIONADORES

SECCIONADORES
Cuanto más rápido se
realice la maniobra antes
se extingue el arco
Se introducen resortes de
forma que la separación
de las cuchillas de los
contactos tiene lugar
cuando se vence la
fuerza recuperadora del
muelle
La apertura se produce
“de golpe” aunque el
usuario desplace la
palanca lentamente
Cuchillas
Muelle
Seccionador
de cuchillas

SECCIONADORES
Seccionador de alta
Seccionador de alta
tensión
tensión
Seccionadores
Seccionadores
con fusibles para
con fusibles para
baja tensión
baja tensión

INTERRUPTORES
Interruptor: aparato mecánico de conexión capaz de
establecer, soportar e interrumpir la corriente del
circuito en condiciones normales y circunstancialmente
en condiciones de fallo (cortocircuito).
Interruptor automático o disyuntor: interruptor
diseñado para interrumpir corrientes anormales como
las de cortocircuito.
Pequeño interruptor automático: aparato mecánico de
conexión destinado a abrir y cerrar manualmente un
circuito y abrirlo en funcionamiento automático cuando
la intensidad excede un valor determinado.

Interruptores de mando y parada de emergencia:
Interruptores de mando y parada de emergencia:
SON DISPOSITIVOS DE MANIOBRA
SON DISPOSITIVOS DE MANIOBRA
Interruptores
Interruptores
automáticos:
automáticos:
SON DISPOSITIVOS
SON DISPOSITIVOS
DE PROTECCIÓN
DE PROTECCIÓN

DISPOSITIVOS PARA LA PROTECCIÓN CONTRA
DISPOSITIVOS PARA LA PROTECCIÓN CONTRA
SOBREINTENSIDADES
SOBREINTENSIDADES
Sobrecargas:
Sobrecargas: corrientes
corrientes
mayores que la nominal
mayores que la nominal
que se mantienen
que se mantienen
durante largo tiempo.
durante largo tiempo.
Provienen de un mal
Provienen de un mal
dimensionado de la
dimensionado de la
instalación. Producen
instalación. Producen
aumento de las pérdidas
aumento de las pérdidas
y de la temperatura
y de la temperatura
Cortocircuitos:
Cortocircuitos: corrientes muy elevadas
corrientes muy elevadas
debidas a fallos de aislamiento, rotura de
debidas a fallos de aislamiento, rotura de
conductores, averías en equipos, errores
conductores, averías en equipos, errores
humanos etc.
humanos etc.
Cortacircuitos fusibles
Interruptores
termomagnéticos
Los cortocircuitos
Los cortocircuitos
producen los máximos
producen los máximos
esfuerzos térmicos
esfuerzos térmicos
y electrodinámicos de la
y electrodinámicos de la
instalación, por tanto,
instalación, por tanto,
deben ser eliminados en
deben ser eliminados en
un tiempo
un tiempo lo más breve
lo más breve
posible
posible
SOBREINTENSIDADES
SOBREINTENSIDADES

CORTACIRCUITOS FUSIBLES
Permiten desconectar
corrientes muy elevadas en
un espacio mínimo.
Constan de un elemento
fusible y de un medio de
extinción del arco (arena de
cuarzo).
Cuanto mayor sea la co-
rriente de defecto antes se
funde el elemento fusible.
Sólo se pueden utilizar una
vez.
Se caracterizan por su
elevada capacidad de
ruptura.
Carcasa de
Carcasa de
material
material
aislante
aislante
Asidero
Asidero
aislado
aislado
Indicador
Indicador
de fusión
de fusión
Cuchilla de
Cuchilla de
conexión
conexión
Elemento
Elemento
fusible
fusible

U: tensión que soporta el fu-
sible en condiciones normales
UB: tensión durante la forma-
ción del arco de fusión del
elemento fusible.
Is: Corriente de cortocircuito
ID: Corriente de cortocircuito
limitada
ts: Tiempo de fusión
tL: Tiempo de extinción del arco
U
U
I
I I
IS
S
I
ID
D
U
UB
B
t
ts
s t
tL
L
U
U
t
t
t
t
El fusible funde antes
El fusible funde antes
de que se alcance el
de que se alcance el
valor máximo de
valor máximo de I
IS
S
Corriente de
Corriente de
corto limitada
corto limitada

10-2
10
-1
10
0
101
102
103
10
4
2 2 2
101
102
103
5 5
Tiempo de fusión ts (s)
Corriente (A)
104
5
Característica
de fusión
Banda de
tolerancia
Corriente míni-
ma de fusión
Aunque la curva acaba en
2*103
el fusible es capaz de
cortar corrientes mayores. Su
poder de corte lo suministra
el fabricante
Curvas
Curvas
características
características

CLASE DE FUNCIONAMIENTO CLASE DE SERVICIO
Denominación
Corriente
permanente
hasta
Corriente de
interrupción
Denominación Protección de
Fusibles de rango completo
g IN Imin gL
gR
gB
Cables y conductores
Semiconductores
Equipos de minas
Fusibles de rango parcial
a IN 4IN
2,7IN
aM
aR
Aparatos de maniobra
Semiconductores
 Fusibles de rango completo: pueden ser cargados permanentemente con
su corriente nominal y son capaces de interrumpir corrientes desde la co-
rriente mínima de ruptura hasta su poder de corte.
 Fusibles de rango parcial: pueden ser permanentemente cargados con su
corriente nominal e interrumpen corrientes a partir de un determinado
múltiplo de su intensidad nominal hasta el poder de corte.

INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS O DE
POTENCIA
Tienen como función proteger los circuitos contra sobrecar-
gas, cortocircuitos
Llevan incorporados dispositivos que miden la corriente y la
tensión de la instalación para detectar las situaciones anó-
malas y actuar en consecuencia desconectando los circuitos
El cierre suele ser manual y la apertura automática
Su capacidad nominal de ruptura o poder de corte debe ser
mayor que la corriente inicial simétrica de cortocircuito (co-
rriente de cortocircuito que se establece en los primeros ci-
clos a continuación de producirse el fallo)
Para realizar la protección simultánea contra sobrecargas y
cortocircuitos los interruptores incorporan un dispositivo de
protección térmico como los relés y uno de tipo magnético

INTERRUPTORES MAGNETOTÉRMICOS O DE
POTENCIA
Elemento de disparo térmico: el elemento de disparo térmico
es un relé térmico que se encarga de actuar cuando se produ-
ce una sobrecarga.
Elemento de disparo magnético: el elemento de disparo mag-
nético es una bobina por la que circula la corriente a contro-
lar. Cuando la corriente alcanza un determinado múltiplo de la
intensidad nominal la bobina “atrae” a una pieza metálica
cuyo movimiento provoca el disparo de la protección. Su mi-
sión es la protección contra cortocircuitos.
La curva característica de respuesta de un interruptor magne-
totérmico consta de dos zonas una para el disparo térmico y
otro para el magnético.

10-2
10
-1
10
0
10
1
102
103
10
4
102
103
104
5 5 5
2 2
Tiempo de disparo (s)
Corriente (A)
5
2
Im
Característica
de disparo
Banda de
tolerancia
Ir
Ir: Corriente de reacción de disparo por sobrecarga
Im: Corriente de reacción de disparo por cortocircuito
Capacidad
nominal de
ruptura
CURVA CARACTERISTICA
Existen
Existen
interruptores con
interruptores con
I
Im
m ajustable
ajustable

INTERRUPTORES MAGNETOTÉRMICOS O DE POTENCIA
Interruptores automáticos para la protección
Interruptores automáticos para la protección
de circuitos con elevadas corriente de corto
de circuitos con elevadas corriente de corto
1 Polo
1 Polo 2 Polos
2 Polos 3 Polos
3 Polos 4 Polos
4 Polos
Interruptores
Interruptores
automáticos para
automáticos para
la protección de
la protección de
motores contra
motores contra
cortocircuitos
cortocircuitos
3 Polos
3 Polos
2 Polos
2 Polos

COMPARATIVA ENTRE LA PROTECCIÓN MEDIANTE FUSIBLES E
INTERRUPTORES DE POTENCIA
C
Zona C: en la proximidad del disparo
magnético del interrup-tor su
protección es más rápida.
A
Zona A: mejor protección del in-
terruptor magnetotérmico: co-
rriente de disparo por sobrecar-ga
menor, posibilidad de ajuste.
B
Zona B: tiempo de disparo más bajo
para el fusible.
D
Zona D: a partir de la zona C, el
tiempo de fusión del fusible es más
corto que el de actuación del
interruptor, además su po-der de
corte es mayor con lo que hasta
CNRFUS la protección más eficaz la
proporciona le fusible.
Tiempo
Corriente
Im
IrFUS
IrINT
CNRFUS
CNRINT
FUSIBLE

EJEMPLO
EJEMPLO
Se desea instalar una ducha de 5400 W. Dimensionar el
conductor y el elemento de protección. (220V).
Conductor.-
Conductor.-
A
V
W
V
P
I 7
.
22
220
5000



DE TABLAS: Para 22.7 A 10 AWG
Elemento de Protección.-
Elemento de Protección.-
Ip = 1.25 In
Ip = 1.25 In
Ip = 1.25 * 22.7 A
Ip = 1.25 * 22.7 A
Ip = 28.4 A
Ip = 28.4 A 30 A
30 A DISYUNTOR
DISYUNTOR
TERMOMAGNETICO
TERMOMAGNETICO
Ip = Corriente del elemento
de protección
In = Corriente nominal

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