Protección

APARAMENTA ELÉCTRICA y PROTECCIÓN Es el conjunto de aparatos que se utilizan para protección, conexión y desconexión de los circuitos eléctricos.

Según su ubicación pueden ser:  Aparatos de maniobra o conexión. Están intercalados en un circuito principal o de potencia.

Según su actuación pueden ser: manuales o automáticos  Aparato de mando. Intercalado en un circuito auxiliar o de mando.

Los parámetros característicos más utilizados son;  Valor nominal. Es el valor indicado por el fabricante de las magnitudes (tensión, intensidad, frecuencia) y con las que puede funcionar el aparato sin que provoque efectos perjudiciales.  Poder de corte. Intensidad máxima que es capaz de cortar o interrumpir el aparato.  Poder de cierre. Valor máximo o de pico de la intensidad que es capaz de soportar el aparato en el cierre del circuito.

INTERRUPTOR Aparato mecánico de conexión que permite establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales y sobrecargas. Soporta durante un tiempo la intensidad de cortocircuito. Su poder de corte es suficiente para poder cortar la intensidad nominal, pero no la de cortocircuito. Se llama también interruptor en carga INTERRUPTOR AUTOMÁTICO Aparato mecánico de conexión que permite establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales, así como establecer, soportar durante un tiempo y cortar corrientes de cortocircuito.

La conexión o el corte de la corriente se pueden hacer de forma manual o automática.

Se utiliza para maniobra y protección. Por su elevado poder de corte puede desconectar automáticamente corrientes de sobrecarga o cortocircuito antes de que se produzcan efectos perjudiciales.

INTERRUPTOR MAGNETOTÉRMICO Es el pequeño interruptor automático (PIA), utilizado en BT. Tienen la capacidad de cortar, primero detectan y luego eliminan, las sobreintensidades no admisibles y cortocircuitos.

Se clasifican por su curva de disparo y aplicación en: Curva de disparo Aplicación B Protección general de personas, grandes longitudes de cable y generadores C Protección de cables alimentando receptores clásicos en general D Protección de receptores que tienen elevadas intensidades de arranque MA Protección de arranque de motores Z Protección de circuitos electrónicos en general ICPM Interruptores para controlar la potencia en viviendas La intensidad asignada es de 6 a 125 A, la tensión hasta 400 V en continua o alterna, frecuencia de 50 a 60 Hz y poder de corte de 1.5 a 25 kA Se utilizan magnetotérmicos para ICP Calibres. Interruptor magnetotérmico. Intensidades nominales.

(PIA): 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 A (ICP): 25, 40, 63, 80, 100, 125, 160, 250 A

INTERRUPTOR DIFERENCIAL Es un dispositivo de protección con capacidad para detectar y eliminar por si sólo defectos de aislamiento al acusar corrientes de defecto, definidas en ITC-BT-1 como: corriente que circula debido a un defecto de aislamiento, tiene lugar al producirse un fallo en el aislamiento entre las partes activas de la instalación (conductores) y las no activas (carcasas de los receptores) al unirlas a una puesta a tierra.

Se admite que la tensión de contacto que puede mantenerse indefinidamente sin peligro para el cuerpo humano es de 50 V en locales secos y 24 V en locales conductores.

Tipos de contactos: - Contacto directo. Contacto de personas o animales domésticos con una parte de la instalación normalmente bajo tensión (parte activa).

- Contacto indirecto. Contacto de personas o animales domésticos con partes que se han puesto bajo tensión como resultado de un fallo de aislamiento.

Se llama sensibilidad del diferencial a la mínima intensidad de corriente de fuga a tierra para la que el aparato desconecta.

Se llama de alta sensibilidad los interruptores diferenciales de sensibilidad ≤ 30 mA y de baja sensibilidad > 30 mA (300 o 500 mA) El ID tiene un poder de corte reducido ( ≤ 5 kA) por lo que debe estar protegido con interruptores automáticos o fusibles.

Se utilizan también ID trifásicos para las instalaciones trifásicas, pudiendo incorporar protección magnetotérmica en el mismo aparato (interruptor magnetotérmico diferencial) Actúa cuando se produce un contacto directo o indirecto y la intensidad de defecto a tierra es mayor o igual a la sensibilidad. No actúa cuando el contacto es entre dos fases o entre fase y neutro.

(ID): 25, 40, 63, 80 A. Sensibilidad: 10, 30, 300 mA En viviendas se utiliza ID de alta sensibilidad (30 mA). Para otras instalaciones los diferenciales más usados son de sensibilidad 30 mA y 300 mA En instalaciones industriales se suelen utilizar diferenciales de sensibilidad 300 mA y 500 mA. Calibres de ID de potencia: 25, 40, 63, 100, 125, 160 A

FUSIBLES El fusible o cortacircuito es el aparato de conexión que provoca la apertura del circuito por fusión, cortando la corriente cuando ésta sobrepasa un determinado valor durante un tiempo.

El fusible es la lámina o hilo conductor destinado a fundirse, mientras que el cortacircuitos fusible, comprende además la carcasa, los materiales de soporte, etc., es decir, el conjunto del dispositivo de protección.

Tienen un alto poder de corte que suele ser mayor de 100 kA

Clasificación 1) Por su construcción. a) De rosca. Está cayendo en desuso Tipo D01 Calibre (A) 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16

D02 20, 25, 32, 40, 50, 63

D03 80, 100

b) Cilíndricos. Es el más utilizado.

Talla 00 0 1 2

Tipo gL Intensidades (A) 2, 4, 6, 10, 16, 20 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125

aM Intensidades (A) 1, 2, 4, 6, 10 2, 4, 6, 10, 16, 20 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100

c) De cuchillas. Son los más apropiados para I > 125 A, aunque también se fabrican para I menores.

Tipo Talla gG Intensidades (A) aM Intensidades (A) 00 50, 63, 80, 100, 125, 160 80, 100, 125 0 63, 80, 100, 125, 160 100, 125, 160 1 125, 160, 200, 250 125, 160, 200, 250 2 200, 250, 315, 400 315, 400 3 500, 630 500 4 800, 1000 800, 1000

2) Según servicio. Cables y conductores eléctricos (L), …

3) Según su categoría. a: también llamados fusibles lentos o de acompañamiento. g: también denominados fusibles rápidos.

4) Según sus aplicaciones. Las clases de fusibles más utilizados en función del tipo de receptor son: Clase Aplicación

GL Cables y conductores eléctricos

gR Sistemas electrónicos en general

GTr

aM

aR

Transformadores

Aparatos de maniobra, como acompañamiento

Sistemas electrónicos, con acompañamiento de otro dispositivo

Los fusibles de BT se designan con dos letras, según la zona de corte.

1ª letra: g: De uso general en circuitos que no tengan muchas sobreintensidades transitorias durante el funcionamiento. Capaz de cortar todas las intensidades desde su valor convencional de fusión 1,6 In a su poder de corte. Su poder de corte debe ser de un tiempo inferior a 0.1 s., cuando pase una intensidad 5 veces superior a la nominal aproximadamente. a: De acompañamiento, capaz de cortar las intensidades desde 3 a 4 In hasta su poder de corte, que es inferior a 1 s para una circulación de 5 veces In. Recomendados para proteger de sobreintensidades y cortocircuitos a los receptores con sobreintensidades transitorias durante el funcionamiento.

Deben ir acompañados de una protección suplementaria para sobreintensidades (relé térmico o similar).

2ª letra.

G: De uso general. Cables y conductores eléctricos.

M: Protección de aparatos de maniobra y mando de motores.

R: Protección de circuitos con semiconductores (diodos, tristores, etc.)

B: Minería Tr: Transformadores.

Intensidades nominales de los fusibles: 2, 4, 6, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 630, 800, 1000 A Poder mínimo de corte: 50 kA (tipo industrial), 20 kA (modelo tipo D, doméstico) In fusible CGP: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250

Protección de las instalaciones contra sobrecargas (ITC-BT-22) Una sobrecarga se produce cuando la intensidad que circula es > I admisible o nominal (sobrecorriente), sin que haya defecto de aislamiento.

Los efectos que producen son la elevación de temperatura, que puede superar el valor máximo admisible, ello implica el deterioro de los aislantes y de los cables.

Las causas principales son: • Fenómenos transitorios debido al funcionamiento de algunos receptores • Sobreutilización de los receptores, que están sobrecargados, suministrando más potencia de la nominal • Sobreutilización de la instalación, conexión de receptores que sobrepasan la potencia prevista Si la sobrecarga es permanente se considerará no admisible y se ha de anular. Si es de corta duración (arranque de motores), se considera una sobreintensidad admisible y no resulta necesaria eliminarla.

Se utilizan principalmente interruptor automático, interruptor magnetotérmico y fusibles.

Ic ≤ In ≤ Imáx

En dicha ITC se indica que tanto para el caso de sobrecargas como en el caso de cortocircuitos se admiten como dispositivos de protección los interruptores automáticos de corte omnipolar, y tendrán el poder de corte suficiente para la intensidad de cortocircuito que pueda producirse en el punto de su instalación de 4500 A como mínimo. Estos dispositivos también llamados interruptores magnetotérmicos tienen la capacidad de cortar, primero detectan y luego eliminan, las sobreintensidades no admisibles y cortocircuitos

Protección de las instalaciones contra cortocircuitos. (ITC-BT-22) Cortocircuito es una conexión de poca impedancia entre dos puntos entre los que existe una ddp, dando lugar a una corriente de intensidad muy elevada. Estas averías se han de eliminar en un tiempo inferior a 5 s.

Las causas principales son fallos de la instalación o fallos en los receptores, por avería o conexión incorrecta.

PdC > Iccmáx.

Intensidad de cc mín. (cortocircuito al final de la línea) tiene que ser mayor que la intensidad de regulación del disparador electromagnético.

Iccmín. > Ia Se utilizan principalmente interruptores automáticos y magnetotérmicos.

Protección contra contactos directos. (ITC-BT-24) Un contacto directo es el contacto que tiene lugar entre personas y partes activas de los materiales de las instalaciones.  Aislamiento de las partes activas  Envolventes y barreras. Las partes activas instaladas con interposición de barreras o colocadas en el interior de envolventes, con el grado de protección indicado en la ITC-BT24.

El grado de protección se indica (UNE 20324) con las letras IP seguidas de dos cifras características que indican: protección contra cuerpos sólidos, protección contra líquidos.

Opcionalmente letras adicionales indican protección contra el acceso a partes peligrosas con la mano (A), dedo (B), herramienta (C) y alambre (D). Una segunda letra puede suministrar información suplementaria específica.

La protección mecánica al choque (UNE EN 50102) se señala con las letras IK y un número, expresando al energía de choque que resiste en Julios.  Interposición de obstáculos. No garantiza protección completa y se suele usar en locales de servicio eléctrico solo accesibles a personal autorizado.  Distanciamiento. Igual que el anterior.  Protección mediante ID. Es complementaria a otras medidas.

Protección contra contactos indirectos. (ITC-BT-24) Por contacto indirecto se entiende el contacto de personas con masas puestas accidentalmente bajo tensión (carcasas de las máquinas eléctricas)  Protección por separación eléctrica. Separación de circuitos de alimentación y de utilización, habitualmente mediante un transformador de aislamiento. Las masas de los aparatos conectados deben unirse entre sí pero no a tierra.  Uso de pequeñas tensiones de seguridad: 24 V en locales húmedos y 50 V en locales secos.  Protección por el empleo de equipos de clase II o por aislamiento equivalente.

Clase II de protección eléctrica (doble aislamiento o aislamiento reforzado). Los aparatos no se ponen a tierra.  Protección en locales o emplazamientos no conductores. Consiste en utilizar materiales de clase 0 (sin conexión a tierra)  Protección mediante conexiones equipotenciales locales no conectadas a tierra.  Protección por corte automático de alimentación. Tiene por objeto evitar que, consecuencia de un fallo de aislamiento, se produzca un riesgo, debido al valor y a la duración de la tensión de contacto.

• Protección por ID. Todas las masas de los aparatos protegidos por el diferencial tienen que estar conectados a la misma toma de tierra.

• Protección frente a sobrecorrientes. Utilizando interruptores automáticos, magnetotérmico o fusibles.

Protección de las líneas eléctricas. Deben estar protegidas contra sobrecargas, cortocircuitos y sobretensiones.

Relés de protección (MT y AT ?).

Son aparatos que controlan una magnitud eléctrica y, que al variar ésta por encima o por debajo de un cierto valor, hacen actuar un interruptor que desconecta la instalación.

Son de varios tipos según la magnitud que controlan (de soreintensidad, de tensión, de vigilancia de contacto a tierra, relé diferencial, relé a distancia) Disyuntor (Interruptor automático o disyuntor). Es un interruptor capaz de conectar o desconectar en funcionamiento normal la línea y también, en caso de cortocircuito, desconectar de forma automática mediante relés.

Suelen utilizarse interruptores de reenganche automático que vuelven a conectar 0.2 o 0.4 s después del cortocircuito.

Protección contra sobretensiones. (ITC-BT-23) Las sobretensiones en las líneas pueden ser de origen externo (descargas atmosféricas) y de origen interno (maniobras de conexión y desconexión, variaciones bruscas de carga y sobretensiones de servicio).

Los dispositivos más utilizados son:  Cable de puesta a tierra (AT).  Pararrayos o descargadores.

Seccionadores. Aparatos de maniobra empleados para aislar los diferentes elementos de un centro de transformación.

Se entiende por seccionamiento el hecho de aislar eléctricamente una instalación de su red de alimentación.

Limitador de sobretensión. Es una protección conectada en el lado de BT de transformador. Deriva a tierra las tensiones peligrosas por fallo de aislamiento