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DISPOSITIVOS PARA PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTES El alma de cualquier instalacin elctrica la constituyen los conductores; por tanto, deben existir en cualquier instalacin elctrica dispositivos de seguridad que garanticen que la capacidad de conduccin de corriente de los conductores no se exceda. Una corriente excesiva, tambin conocida como sobrecorriente (algunas veces tambin corriente de falla), puede alcanzar valores desde una pequea sobrecarga hasta valores de corriente de cortocircuito dependiendo de la localizacin de la falla en el circuito. Cuando ocurre un cortocircuito las prdidas RI2 se incrementan notablemente de manera que en pocos segundos se pueden alcanzar temperaturas elevadas tales que puedan alcanzar el punto de ignicin de los aislamientos de los conductores o materiales cercanos que no sean a prueba de fuego, pudiendo ser esto peligroso hasta el punto de producir incendios en las instalaciones elctricas. La proteccin contra sobrecorrientes asegura que la corriente se interrumpir antes de que un valor excesivo pueda causar dao al conductor mismo o a la carga que se alimenta. En las instalaciones residenciales hay bsicamente dos tipos de dispositivos de proteccin contra sobrecorrientes: Los fusibles y los interruptores termo magnticos. 1.-FUSIBLES Los fusibles son dispositivos de sobrecorriente que se autodestruyen cuando interrumpen el circuito. Son de metal fusionable a temperaturas relativamente bajas y calibrados de tal manera que se fundan cuando se alcance una corriente determinada, debido a que los fusibles se encuentran en serie con la carga, stos abren el circuito cuando se funden. Se dice que todos los fusibles tienen una caracterstica de tiempo inversa, es decir, si un fusible es de 30 A debe conducir 30 A en forma continua, con 10% de sobrecarga (33 A) se debe fundir en algunos minutos, con una sobrecarga del 20% (36 A) se funde en menos de 1 minuto y si se alcanza una sobrecarga del 100% (60 A), el fusible se funde en fracciones de segundo, es decir, que a mayor sobrecarga menor tiempo de fusin, es decir de interrupcin del circuito. Existen fusibles rpidos, para que la fusin ocurra en forma instantnea cuando se llega a una determinada intensidad y fusibles retardados para que la fusin ocurra en un plazo ms prolongado; stos se emplean generalmente para proteccin de motores con corrientes de arranque muy superiores a la nominal. En caso de graduacin selectiva, empleando fusibles antepuesto y pospuesto, se puede consultar la siguiente tabla:

Intensidad nominal del fusible antepuesto

Intensidad nominal del fusible pospuesto

6 10 10 20 16 25 20 35 25 50 35 63

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50 80 63 100 80 125

100 160 125 200 160 250 200 315 250 400 315 500 400 630 500 1000 360 1250

1.1.-Fusibles de tipo tapn con rosca En este tipo de fusibles en una base roscada se encuentra encerrado un listn fusible para prevenir que el metal se disperse cuando el listn fusible se funda. La condicin en que se encuentra el fusible se puede determinar observando a travs de una pequea mirilla de plstico transparente localizada en la parte superior del conjunto que constituye al fusible. Este tipo de fusibles no se deben usar en circuitos con un voltaje superior a 127 volts y se deben instalar en el lado de la carga del circuito en que se van a localizar. Por lo general, los fusibles del tipo tapn (figuras 2.39 y 240) se encuentran montados en bases o zcalos de porcelana asociados a desconectadores de navajas de dos polos y su caracterstica es tal que cuando se funden se deben reemplazar, es decir son desechables; se encuentran en el mercado de 15 A y 30 A.

Vista de un fusible de tapn

Fusible

Partes del fusible de tapn

Cuando la entrada del fusible no corresponde a la de la base se usan adaptadores.

Base soldada Resorte

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1.2.-Fusible tipo cartucho En instalaciones elctricas en donde la corriente excede a 30 A es necesario usar fusibles del llamado tipo cartucho y su correspondiente portafusible. Este tipo de fusibles se fabrican para una gama ms amplia de voltajes y corrientes y los portafusibles estn diseados de tal manera que es difcil colocar un fusible de una capacidad de corriente diferente a la que corresponde al portafusible o mejor dicho al rango que corresponde al portafusible. Se fabrican en dos tipos: a) Fusibles de cartucho con contactos de casquillo. Con capacidad de corriente de 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 y 60 amperios. b) Fusibles de cartucho con contactos de navaja. Con capacidad de corriente de 75, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500 y 600 amperios. Estos fusibles son de aplicacin en instalaciones industriales o comerciales de gran capacidad. Los elementos fusibles pueden ser renovables o no, dependiendo del tipo que se usa.

Fusible tipo cartucho de Fusible tipo cartucho de casquillo (renovable) Navajas (renovable)

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1.3.-Localizacin de fallas en fusibles Cuando se observa que la energa elctrica "se va" en una instalacin elctrica, lo primero que se hace es verificar el estado de los fusibles antes de reemplazarlos; esto se puede hacer por medio de un probador de voltaje. En caso de que exista voltaje en la alimentacin se procede a verificar el estado de los fusibles; este procedimiento indica los pasos de verificacin de voltaje en la lnea y el estado de los fusibles se muestra en la figura siguiente

Indicacin de voltaje Ninguna indicacin de voltaje presupone falla en uno o los dos fusibles.

Indica que el fusible izquierdo est en buen estado. Indica falla en el fusible derecho. 2.-INTERRUPTOR TERMOMAGNTICO Los elementos que combinan las caractersticas de proteccin y maniobra pueden ser de tipo trmicos, magnticos o termomagnticos. Los protectores magnticos se utilizan para cortes rpidos y estn constituidos por una bobina con un ncleo de hierro que acciona un interruptor de la

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instalacin cuando recibe la sobreintensidad. Los protectores trmicos se emplean para cortes lentos y estn constituidos por dos metales con distinto coeficiente de dilatacin, soldados entre ellos en toda su superficie, que por efecto Joule sufren una curvatura que produce la desconexin de la instalacin. Los interruptores automticos termomagnticos son los de empleo ms comn; son una combinacin de las protecciones magnticas con las trmicas, actuando ante cualquiera de los casos que se presenten. La ventaja de este tipo de dispositivos es la facilidad de reposicin del servicio y que evita el posible empleo de fusibles improvisados en caso de tener que reponerlos. El interruptor termomagntico tambin conocido como "Breaker" es un dispositivo diseado para conectar y desconectar un circuito por medios no automticos y desconectar el circuito automticamente para un valor pre-determinado de sobrecorriente, sin que se dae a s mismo cuando se aplica dentro de sus valores de diseo. La operacin de cerrar y abrir un circuito elctrico se realiza por medio de una palanca que indica posicin adentro (ON) y fuera (OFF). La caracterstica particular de los interruptores termomagnticos es el elemento trmico conectado en serie con los contactos y que tiene como funcin proteger contra condiciones de sobrecarga gradual; la corriente pasa a travs del elemento trmico conectado en serie y origina su calentamiento; cuando se produce un excesivo calentamiento como resultado de un incremento en la sobrecarga, unas cintas bimetlicas operan sobre los elementos de sujecin de los contactos desconectndolos automticamente. Las cintas bimetlicas estn hechas de dos metales diferentes unidas en un punto una con otra. Debido a que debe transcurrir tiempo para que el elemento bimetlico se caliente, el disparo o desconexin de los interruptores termomagnticos no ocurre precisamente en el instante en que la corriente excede a su valor permisible. Por lo general el fabricante suministra la curva caracterstica de operacin del interruptor y, desde luego, no se recomiendan para instalaciones en donde se requiere proteccin instantnea contra cortocircuito. Segn se conectan a las barras colectoras de los tableros de distribucin o centro de carga, pueden ser del tipo atornillado o del tipo enchufado; se fabrican en los siguientes tipos y capacidades: Un polo: 15A, 20A, 40A, 50A Dos polos: 15A, 20A, 30A, 40A, 50A, 70A. Tres polos: 100A, 125A, 150A, 175A, 200A, 225A, 250A, 300A, 350A, 400A, 500A, 600A.

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2.1.-Ubicacin de los dispositivos de proteccin contra sobrecorriente En general, los dispositivos de proteccin contra sobrecorrientes se deben colocar en el punto de alimentacin de los conductores que protejan o lo ms cerca que se pueda de dicho circuito de manera que sean fcilmente accesibles, que no estn expuestos a dao mecnico y no estn cerca de material fcilmente inflamable. Existen algunas excepciones a esta regla, pero para evitar confusiones, cuando se presente esta situacin es conveniente

consultar las normas tcnicas para instalaciones elctricas. En el caso particular de las casas habitacin es comn que asociados a los fusibles de proteccin se encuentren los desconectadores de navaja de polos, stos se encuentran junto de los fusibles en cajas metlicas.

Los interruptores termomagnticos del tipo "C" se utilizan para proteger circuitos exclusivos de iluminacin, y los tipo "D" en circuitos con motores de arranque directo de red. Algunos fabricantes utilizan otra designacin, de acuerdo a las normas VDE 0641. En el caso donde se instalan motores de arranque directo, la corriente y el tiempo de arranque no deben producir la actuacin del interruptor automtico. Las normas RAM 2169 e IEC 898 normalizan los tipo "B" (magntico no regulables entre 3 y 5 veces la corriente nominal), los tipo "C" (magnticos no regulables entre 5 y 10 veces la corriente nominal) y los tipo "D" (magnticos no regulables entre 10 y 20 veces la corriente nominal). 2.2.-Criterios de seleccin de Interruptores Termomagnticos Para la seleccin del interruptor se deben considerar los siguientes parmetros caractersticos: 2.2.1.-Tensin nominal del circuito a proteqer (Ue) Es la tensin a la cual el interruptor estar sometido durante su uso en la instalacin elctrica. La tensin nominal del interruptor no debe ser inferior a la

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tensin nominal del circuito elctrico. 2.2.2.-Cantidad de polos Pueden ser unipolares, bipolares, tripolares o tetrapolares, de acuerdo al circuito involucrado. 2.2.3.-Corriente nominal (In) Es la corriente que soporta el interruptor en forma ininterrumpida con una temperatura ambiente de hasta 30C; este valor no deber exceder en ms de un 25% a la corriente de carga nominal del circuito a proteger. Los valores tpicos de corriente nominal para este tipo de interruptores son de 3, 5, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 100 y 125 Amperios. 2.2.4.-Valor de la corriente de cortocircuito La capacidad de ruptura del interruptor deber ser mayor o al menos igual a la corriente de cortocircuito presunta o calculada en el punto a proteger. Los valores normalizados son: 1500, 3000, 4500, 6000 y 10000 Amperios. 2.2.5.-Utilizacin de termomagnticos con limitadores de corriente En las instalaciones donde la corriente de cortocircuito exceda la capacidad de interrupcin del interruptor termomagntico, deber considerarse el uso asociado al mismo de limitadores de corriente (fusibles de alta capacidad de ruptura) para reducir la magnitud y duracin de la corriente de cortocircuito. 2.2.6.-Marcacin de los valores caractersticos En el frente de los interruptores automticos, como mnimo, debern figurar los siguientes datos:

Marca y tipo Tensin de servicio Capacidad de ruptura, expresada en Amperios dentro de un rectngulo. Tipo de curva y corriente nominal, por ej. 1310 significa curva "B" y 10 Amperios de corriente nominal.

2.2.7.-Condiciones de operacin Los interruptores termomagnticos normalmente estn calificados para operar a una temperatura ambiente de 20 C. Si sta fuere distinta deber corregirse la corriente nominal segn tablas provistas por los fabricantes. Para el caso de interruptores se considera adecuada una capacidad de corte de 5 KA eficaces en 380 V. o 3 KA en 220V., siempre que se disponga de fusibles de In < 200 A In < 160 A. respectivamente, como proteccin de respaldo. Puede considerarse como proteccin de respaldo la instalada por la empresa prestataria siempre y cuando se materialice con fusibles. Para el caso de la proteccin trmica el criterio de seleccin es: Una vez elegida la seccin del conductor que forma el circuito en base a la corriente de carga del circuito, la seleccin de la corriente nominal del interruptor debe ser tal que cumpla las siguientes condiciones: Ic < In y Ift < 1,45 Iadc Donde: Ic = corriente de carga del circuito In = corriente nominal del interruptor de proteccin ladc = corriente admisible en el conductor del circuito Ift = corriente de funcionamiento de la proteccin trmica (en un tiempo menor de una hora). La actuacin de la proteccin trmica obedece a una banda (dependiendo la operacin de la temperatura ambiente y del estado de carga previo) que est

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acotada por una curva de funcionamiento de mnima y otra de mxima. A modo de ejemplo se indica, para las secciones de cables ms usuales funcionando a su capacidad nominal, la intensidad nominal del interruptor aconsejable:

Seccin del conductor de Cu (mm2)

Capacidad de corriente

admisible del conductor

Rango de intensidad nominal del

interruptor adecuado

1 9,6 6-10 1,5 13 10-15 2,5 18 15-20 4 24 20-25 6 31 30-35

10 43 40-45 16 59 50-60 25 77 70-80 35 96 90-100 50 116 100-120

3.-PROTECCIN COMPLEMENTARIA CON INTERRUPTORES DIFERENCIALES POR CORRIENTE DE FUGA El interruptor diferencial es un aparato destinado a producir el corte de la corriente elctrica cuando por causas accidentales, desperfectos o maniobras defectuosas una persona queda bajo los efectos de aquella se emplea para complementar las medidas clsicas de proteccin contra contactos directos

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Interruptor diferencial bipolar Interruptor diferencial tetrapolar SICALIMIT 2 x 25A - IA = 0,03A SICALIMIT 4 x 40A -I = 0,03A

Los interruptores diferenciales para uso en instalaciones domiciliarias debern estar diseados para funcionar automticamente cuando la corriente de fuga exceda un valor de 30 mA y en 0,03 segundos. Debern cumplir con las normas IRAM 2301 e IEC 1008. Los interruptores diferenciales estn compuestos esencialmente por el transformador toroidal de intensidad, el disparador y el rgano de maniobra. Los conductores necesarios para el paso de la corriente, incluyendo el neutro, se pasan a travs del transformador (ver fig. siguiente): Su principio de funcionamiento se basa en que al producirse un contacto casual a travs de la persona se produce una descarga que genera de manera instantnea un desequilibrio entre las intensidades de entrada y salida de la instalacin. Ese desequilibrio, constituido por una pequea diferencia de intensidad que queda libre, es el que pone en accionamiento un circuito auxiliar que actuar sobre el interruptor desconectando la instalacin. Muchas veces se requiere una proteccin diferencial combinada con una proteccin combinada contra sobrecargas y cortocircuitos. Para estos casos puede utilizarse un interruptor diferencial con proteccin termomagntica incorporada, que ofrece una proteccin integral en un mismo producto. En estos casos deber especificarse el valor de corriente nominal del interruptor termomagntico incorporado, en base al valor calculado para la instalacin a proteger.

Princ

Se Po Int Ele

ipiosdeman

ensibilidad *10mA,

olos: *Unipola

tensidades*25, 40,

eccin seg*La In d

ntenimiento

de corte: 30 mA, 30

ar, bipolar,s nominale, 63, 80, 1n IA: del ID ser

electromec

00 mA, 500

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