MEC 382 – INSTALACIONES DE BAJA TENSION ING. RAUL DEL ROSARIO Q.
Los Dispositivos de Maniobra y Protección
¿Por qué son necesarios los dispositivos de protección?¿Que criterios se deben usar para la selección?
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IntroducciónEstado de operación normal
Es el estado de funcionamiento de una instalación en la cual todos los parámetros del circuito (voltaje consumo, corriente, frecuencia, temperatura de los conductores, etc.…) se encuentran dentro de los limites previstos.
En la operación normal se desarrollan maniobras de conexión y desconexión de cargas eléctricas.
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IntroducciónEstado de operación anormal.
Es aquel estado en el cual uno o más parámetros de la instalación eléctrica exceden las condiciones previstas. En este estado ocurren situaciones como: La sobre-intensidad de corriente, El aumento de temperatura en los
conductores, Las variaciones de voltaje, Los cortocircuitos, etc.
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Las perturbaciones Las perturbaciones presentan anormalidades
de breve duración que no constituyen riesgo para la operación de una instalación eléctrica. “Al desaparecer la perturbación todo vuelve a la normalidad” Las variaciones momentáneas de voltaje o
frecuencia Las sobrecargas de corriente de corta duración.
Sin embargo se pueden producir problemas en los equipos alimentados por la instalación, como perdidas de datos o
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Las Fallas En caso de falla se
presentan anormalidades en las cuales se pone en peligro la integridad de la instalación eléctrica, los bienes materiales y la vida de las personas.
En un falla se presenta IANORMAL > INOMINAL, en este caso se dice que el circuito presenta una SOBRECORRIENTE. Las fallas pueden ser:
Las sobrecargas permanentes. Los cortocircuitos. Las fallas de aislamiento.
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Tipos de fallas Las sobrecargas permanentes.
I OPERACION > I NOMINAL de un equipo o la capacidad de corriente de un conductor, la cual cuando persiste por un tiempo lo suficientemente prolongado puede causar daño o sobre sobrecalentamientos peligrosos.
Los cortocircuitos. Conexión intencional o accidental entre dos puntos de un circuito a través de una impedancia despreciable, la I OPERACION >>> I NOMINAL. Se caracteriza por una gran variación de la corriente en un pequeño lapso de tiempo.
Las fallas de aislamiento. Aquella que se presenta cuando una parte con tensión de un equipo se conecta accidentalmente a masa, en este caso se dice que aparece una corriente de falla a tierra.
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Los InterruptoresLos Interruptores El Interruptor.
Es un dispositivo de seccionamiento mecánico, capaz de conectar, transportar y e interrumpir corrientes de carga normal.
El Interruptor Automático (Disyuntor).En el interruptor automático la apertura ocurre bajo condiciones preestablecidas. Los interruptores de protección son capaces de interrumpir de manera automática corrientes anormales o de falla, como son las corrientes de cortocircuito. No es un interruptor para maniobras normales.
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Clasificación de los interruptores.
Los interruptores se clasifican en:
Interruptores de alumbrado.
Interruptores de protección.
Interruptores de Seguridad.
Interruptores rotativos
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Interruptor de Alumbrado
Interruptores para maniobrar cargas de alumbrado o pequeñas cargas.
En alojamientos de resinas fenólicas, baquelitas o porcelanas
Alojamiento autosoportante o en forma de dados para montaje.
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Clasificación de los Interruptores de Alumbrado
Clasificación por el número de polos Unipolares. Bipolares.
Clasificación por su función en el circuito Interruptor simple. Interruptor de
conmutación. Interruptor de doble
conmutación.
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Interruptor de alumbrado
La capacidad nominal se expresa en Amperes y son capaces de interrumpir a tensión nominal la corriente nominal.
10 A y 16A
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Interruptor de alumbrado
Los interruptores de alumbrado están asociados a tomacorrientes o accesorios de capacidad de corriente similar.
El tipo de tomacorriente usado en nuestro país no es uniforme, se encuentran tomas:
Toma con tierra tipo americano. Toma con tierra tipo SCHUKO. Toma con tierra tipo CEI Toma universal.
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Los Interruptores de Protección
Interruptores automáticos ofrecen protección contra las sobrecorrientes.
Los interruptores automáticos se clasificaban por su modo de funcionamiento. Interruptores térmicos. Interruptores
magnéticos Interruptores
termomagnéticos.
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Tablero o panel general
Tableros de distribución o sub-distribución de potencia.
Tableros de distribución
Red Eléctrica
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Interruptores automáticos para protección contra sobre
corrientes según normas técnicas peruanas NTP basadas
en normas internacionales IEC
NormalizaciónNormalización
NTP-IEC60898-1 : Para uso doméstico ó similar.Para interruptores a ser usados por personas “no calificadas”. Esta norma impone al fabricante la solución tecnológica y las características técnicas
NTP-IEC60898-1 : Para uso doméstico ó similar.Para interruptores a ser usados por personas “no calificadas”. Esta norma impone al fabricante la solución tecnológica y las características técnicas
NTP-IEC60947-2 : Para uso industrial. Para interruptores a ser manipulados por personas con experiencia. Esta es una norma que permite al fabricante innovar para satisfacer las necesidades del cliente.
NTP-IEC60947-2 : Para uso industrial. Para interruptores a ser manipulados por personas con experiencia. Esta es una norma que permite al fabricante innovar para satisfacer las necesidades del cliente.
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Poder de corte (Capacidad de interrupción)
Tipo de operador
Nº. de norma
No. de disparos consecutivos
exigidos
Poder de corte
Producto
Icu : Según tensión deempleo, Ics = ....% Icu
NTP-IEC60947-2 NTP-IEC60898-1
3 2
USUARIOS
Icn : 3kA, 4.5kA, 6kA (a 400V, Ics = 100% Icn)
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Los Interruptores automáticosNTP IEC 60898
Interruptores automáticos ofrecen protección contra las sobrecorrientes para uso domiciliario e instalaciones similares (comerciales).
Estos interruptores están desplazando a los de la norma americana NEMA AB1
Las especificaciones son similares a las de los interruptores de la norma NTP IEC 60947-2
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Marcado
C60NC16230/400V6000 3
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Interruptores NTP IEC 60898-1
<_
<_
<_
Intensidad 125 A
Tensión 440 VCA (50 ó 60 Hz)
PdC 25000 A
Curvas B,C,D definidas
Temperatura de referencia 30ºC
Calibres (In) Normalizados
Térmico igual para todas
Magnético : B 3 – 5 In C 5 – 10 In D 10 - 20 In
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Especificaciones de selección
Voltaje (V). Frecuencia (50 o 60 Hz). Número de polos.
(Unipolares, bipolares y tripolares)
Capacidad nominal de corriente (Amperes)
Capacidad de Corte o interrupción. (kA)
Curva de disparo
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B : generadores pequeños y cables de gran longitud
D : transformadores y motores
C : circuitos de alumbrado y tomacorrientes. Aplicaciones generales. Usada en la gran mayoria de los casos
t
xIn
Sobrecargas (térmico)
1
B
3..5
Corto circuitos (magnétic)
C
5..10
D
10..14
Curvas de disparo NTP-IEC60898-1
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(A
Curva de Disparo
1
I
I
I
SOBRECARGAS (Disparo térmico)
NTP-IEC60898-1
Ind = 1.13 In, >= 1 horaId = 1.45 In, <= 1 hora
Ind = 1.13 In, >= 1 horaId = 1.45 In, <= 1 hora
Ind : Corriente de no desconexiónId : Corriente de desconexión
Ind : Corriente de no desconexiónId : Corriente de desconexión
)destrucción del bimetal
t
0
zona de nodesconexion
h
zona dedesconexion
disparotérmico
destrucción cable
IndInd IdId
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d : corriente de no es
Curva de disparo
(A
t
)Ind Id0
zona de disparo
zona de no disparo
destrucción del solenoide
CORTOCIRCUITOS (Disparo magnético)
NTP-IEC60898-1
B : 3 a 5 InC : 5 a 10 InD : 10 a 20 In
B : 3 a 5 InC : 5 a 10 InD : 10 a 20 In
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Capacidad nominal de corriente
Los interruptores automáticos han sido diseñados y calibrados para transportar el 100% de su capacidad nominal, al aire libre y a 40°C.
ALUMBRADO 125% I carga < I nominal MOTORES 115% I motor< I nominal CONDENSADORES 133% I condensador < I
nominal Las capacidades normalizadas de los
interruptores: 15, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 200, 225,
250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2500.
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NormalizaciónLa IEC60947-2 forma parte de un conjunto de normas quecaracterizan a los aparatos de baja tensión
IEC60947
IEC 60947-1
IEC 60947-2
IEC60947-3
IEC 60947-4-1
IEC 60947-4-2
IEC 60947-6-2
IEC 60947-7-1
Reglasgenerales
Interruptores automáticos
interruptores contactores arrancadores
aparatosde conexióny de comando
bloquesde conexión
…...
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Generalidades el campo de aplicación
« La NTP-IEC60947-2 es aplicable a los interruptores en los cuales los contactos principales han sido previstos para usarse conectados a circuitos en donde la tensión asignada no sobrepasa 1000 V AC o 1500 V DC; … »La norma se aplica a interruptores previstos para ser utilizados por personas experimentadas
031107a
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Generalidades
La NTP-IEC60947-2 define
La clasificación de los interruptores Según la categoría de empleo A o B Según el tipo de concepción : Interruptor
abierto, interruptor caja moldeada
Las diferentes características mecánicas y eléctricas de los interruptores, tamaño, unidad de disparo.
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Categoría de empleo A Categoría de empleo B
Interruptor no específicamente previsto Interruptor específicamente previsto
para la selectividad en corto-circuito : para la selectividad en corto-circuito :
Sin retardo intencional Con retardo intencional (regulable)
Sin corriente de corta duración admisible Con corriente de corta duración admisible
DefinicionesCategorías de empleo de los interruptores
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2 3 4
1
L L L
inst.
0,2s
A
B
Ejemplo
Categorías de utilización
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Características técnicas y de construcción
Aspectos constructivos
Interruptores en caja moldeada
Interruptores abiertos
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Aspectos constructivos
Interruptores en caja moldeada
Características básicas: Soporte de estructura hecha de material aislante Caja hecha de material termoplástico
(resinas de poliester + fibra de vidrio)
Material resistente a altas temperaturas (140°C)
Encapsulado resistente a altas presiones (17bar)
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Aspectos constructivos
Características básicas: Soporte de estructura hecha de chapa de acero
Soporte de los polos moldeado en material aislante (resinas de poliester + fibra de vidrio) Capacidad de mantener corrientes iguales a la capacidad interruptiva hasta 1 segundo y disparar con retardos de tiempo
Facilidad de inspección y mantenimiento
Interruptores abiertos
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Características de los interruptoresTensión
Tensión nominal de empleo (Ue.)
La tensión nominal de empleo de un interruptor es el valor de tensión que combinado con el valor de corriente nominal de empleo, determinan la aplicación del interruptor y a la que están referidos el capacidad o poder de cierre y apertura, el tipo de servicio y la categoría de empleo.
A un interruptor puede asignarse un número de combinaciones de tensiones y corrientes nominales de trabajo con las consecuentes diferentes capacidades de corte.
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Características de los interruptoresResistencia a las sobrecargas
In (A rms) = corriente nominal (asignada) de empleo corriente máxima conducida a temperatura ambiente, sin calentamiento anormal
Ir (A rms) = corriente de regulaciónde sobrecarga ajustable Ir es función de In Ir caracteriza la protección contra
las sobrecargas
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Características de los interruptoresresistencia a los corto circuitos
Icu (kA rms) = poder nominal (asignado) de corte último en corto circuito
Es el valor máximo de corrientede corto circuito que el interruptor puede cortar
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Características de los interruptoresresistencia a los corto circuitosIcs (en % de Icu) = poderasignado de corte en servicio
Traduce la aptitud del interruptor en tener un servicio normal después de haber cortado 3 veces ésta corriente
E55238
Relación entre Ics e Icu
Categoría de empleo A Categoría de empleo B
% de Icu % de Icu 25 50 50 75 75 100 100
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Características de los interruptoresresistencia a los cortocircuitos Icw (kA rms) = corriente nominal
(asignada) de corta duración
admisible Icw es la corriente máxima
de corto circuito que puede soportarun interruptor durante una cortaduración t sin alteraciónde sus características
ICW debe ser al menos iguala 12 In o 5 kA para In 2500 A,30 kA para In > 2500 A
El tiempo de retardo t normalizadoes de : 0,05 - 0,1 - 0,25 - 0,5 -o 1s
E55239
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Características eléctricas
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Disposiciones constructivas interruptor seccionador Un interruptor
«apto al seccionamiento» tendrá visible en la cara delantera, el símbolo del interruptor-seccionador
Observar los otros datos en la placa, como Icu e Ics
E55246
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Versiones
Extraíble
Enchufable(Removible)
Fija
Características constructivas