3_Protecciones-BT-1

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Protecciones
Selección de las
protecciones en BT
3.1.-INTRODUCCIÓN: PERTURBACIONES EN LAS LÍNEAS
Debidoa los accidentes y/o perturbaciones de la línea se deben colocar protecciones
queactuarán para evitar daños a las personas y a las instalaciones.
Dentrode las protecciones de la instalación podemos divididas en: sobrecargas,
cortocircuitos y sobretensiones.
Lassobrecargas se establecen cuando la carga toma valores de corriente levemente
superiora la nominal (10% corriente de cálculo), y es menor de 5 veces del valor
nominal a partir de este último valor la fal1a se encuadra dentro de un cortocircuito (cto
cto).
Estosvalores no son rígidos porque dependen de la naturaleza de la carga, variando el
ordende cto cto desde 5 a 10 veces la corriente nominal.
3.1.l.-NATURALEZA DE LAS CARGAS
Dependiendo del tipo de carga se elige el dispositivo de protección, por eso vamos a
describir algunas características de las mismas.
3.1.1.1.- Iluminación
Sobrecarga transitoria en la conexión debido a los capacitores colocados en paralelo
con la luminaria para corregir el factor de potencia.
Paraeste tipo de carga al no tener elementos en movimiento (como un motor), la
sobrecarga obedece
engral a:
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Protecciones
• Fallas en la aislación de los cables por alta temperatura del artefacto de
iluminación o de la lámpara;
• Aumento en la cantidad de artefactos por circuito;
• Sección de cable insuficiente en los circuitos de carga,
• Falla de aislación en los capacitores correctores del factor de potencia,
• Aislación de cables dañados en la instalación.
3.1.1.2.- Resistencias calefactoras (hornos eléctricos)
Esta carga no necesita corrección del factor de potencia y no tiene elementos en
movimiento.
Pueden ocurrir sobrecargas a causa de la degradación de la aislación de los cables que
conectan a las resistencias por las altas temperaturas.
3.1.1.3.- Motores
Al tener elementos en movimiento con desgaste mecánico (rodamientos) y además la
corriente que toma el motor depende de la carga mecánica a la que está sometido es
necesario colocar protecciones magnética (de cto cto) y térmicas (sobrecargas), esta
última regulable.
En la conexión de un motor se establece una corriente de arranque que puede llegar a
10 veces el valor nominal de la corriente, de ahí que las curvas a las cuales actúan las
protecciones deben ser tal que ante un arranque no lo vea como una falla.
De acuerdo al tipo, tiempo y carga de arranque del motor existen variables en las
curvas de las protecciones de los relé térmicos, por ej curva 10, lOa, 20, 30.
3.1.1.4.- Transformadores de potencia MT-BT
La corriente de inserción del transformador es elevada (transitorio) y unidireccional,
por lo que la protección de sobrecarga en gral se efectúa en el lado de BT o se debe
estudiar la sobrecarga admisible del trafo para seleccionar la protección adecuada.
A su vez la protección del lado de MT debe soportar la corriente equivalente a una
descarga atmosférica (puntos de Saborszky).
Se debe coordinar la protección MT y BT de modo tal que sean selectivas es decir que
en el caso de una falla en la parte de BT debe actuar solo la protección de BT y no la de
MT.
Otro tema a tener en cuenta es la falla monofásica en BT antes de la protección gral de
BT, como en gral los trafos de potencia MT-BT son DYlln, si en el secundario hay
una corriente monofásica en el primario circulará en 2 fases y además de la relación de
transformación la corriente está reducida en un 58%.
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Protecciones
3.1.1.5.-Equipos de medición en tableros seccionales
Solose los protege contra los cortocircuitos por no existir sobrecargas.
3.1.1.6.-Equipos controlados con electrónica de potencia
Sonel caso de UPS, variadores de velocidad, etc. Los fabricantes de dichos elementos
aconsejan colocar fusibles ultrarrápidos para proteger los semiconductores.
3.1.1.7.-Bancos de capacitores
Parala corrección del factor de potencia se instalan bancos de capacitores.
Debidoa la alta corriente de inserción de la carga y a la naturaleza de la carga solo se
protegecontra cto cto.
3.1.1.8.- Cables
Sibien no es una carga las protecciones deben proteger a los conductores que
transportan la energía.
Laprotección contra los ctocto lo vimos en el estudio de los cables y está en función
deltiempo de actuación y del i2t (energía específica) que deje pasar el elemento de
protección.
Paralas sobrecargas los cables admiten un 45% de sobrecarga durante un cierto tiempo
(horas)por lo que la curva de la protección debe hacer actuar al dispositivo en las
sobrecargas menores al 45% en un tiempo de 102 horas según el tipo de dispositivo de
protección.
Si la protección utilizada es un fusible NH se deberá sobredimensionar a la sección
superiordel cable porque el fusible protege al 60% de sobrecarga; Ej: si el fusible es de
25A Yun cable de 4mm2 admite 25 A, se deberá seleccionar un cable de 6mm2 de
sección para la protección contra sobrecargas.
3.2.- TIPOS DE ELEMENTOS DE MANIOBRA Y PROTECCIÓN
3.2.1.- SECCIONADOR
Un seccionador es un aparato de conexión mecánico que en estado "abierto" no deja
circular corriente en el circuito a la tensión nominal a la cual ha sido diseñado y en el
estado "cerrado" puede circular hasta la corriente nominal del seccionador en forma
permanente o una sobrecarga en un breve tiempo en ambos casos a la tensión nominal.
Es decir que un seccionador es un aparato manual, que no está diseñado para abrir un
circuito con carga, de acuerdo a RAEA el seccionador es capaz de abrir y cerrar un
circuito con corriente despreciable.
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Protecciones
Se utiliza principalmente como elemento de seguridad para el personal de
mantenimiento, asegurando la aperturadel circuito luego que el interruptor
correspondiente ha sido operado.
Como en algunos seccionadores se puede ver la separación de las cuchillas esto
garantiza al personal de mantenimiento que en el lugar donde tienen que operar está sin
tensión, en otros seccionadores si bien la separación de los polos no es visible está
asegurado por la operación del mismo, esto se denomina "Plenamente aparente".
3.2.2.- INTERRUPTOR
El interruptor es un aparato de conexión mecánico, tiene la posibilidad de conectar o
abrir
en carga (condiciones normales) y en sobrecargas (en falla), pero no puede abrir un
ctocto
(según RAEA).
Los datos característicos que lo definen son: tensión nominal, corriente nominal,
corriente de sobrecarga que puede abrir.
3.2.3.- INTERRUPTOR-SECCIONADOR
Este aparato manual responde a las características de los 2 anteriores, en el mercado
para BT no se utilizan los dispositivos 1 y 2, se dispone de un dispositivo que cumple
con ambas funciones: puede abrir y cerrar el circuito en carga (interruptor) y en estado
"abierto" no deja circular corriente en el circuito a la tensión nominal a la cual ha sido
diseñado (seccionador).
Los datos característicos que lo definen son: tensión asignada de empleo Ue y de
aislación Ui, corriente térmica convencional Ith y asignada de empleo le, con su
respectiva categoría de servicio (AC20 a AC23, DC20 a DC23).
Es importante destacar que como son elementos que no despejen la falla necesitan estar
respaldados por un elemento de protección que efectúe dicha tarea por eso los
fabricantes entregan tablas de coordinación entre el interruptor-seccionador y un
elemento de protección (fusible o interruptor automático) indicando cual es la corriente
de corto que aceptará el interruptor -seccionador durante el tiempo en que el interruptor
despeja la falla.
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Aldo A. Giuzio
automático
Protecciones
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100
2000
1600
1000
600
400
1700
J400
SIlOson
1300
Tabla 3.1: capacidad conexión y desconexión (Manual BT Siemens)
Coordinación seccionadores
T5400T1 T2 T3 T4
B e N N S H l N S N S H L V N S H l V- - - -- - -- - - -- - - - -
Icu [kA} 16 25 36 36 50 70 85 36 50 36 50 70 1~ 200 36 50 70 120 200- - - -
11D160 15 25 35 38 50 70 85
T3D250 36 50 36 50
T4D320
- -
36 50 70 120 200
T5D400 36 50 70 120 2()J
T5DS30
T6DS30
T6DBOO
T6D 1000
r-o 1000
no 1250
no 1600
Tabla 3.2: Coordinación de interruptores automáticos e
interruptores seccionadores ABB
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Aldo A. Giuzio
interruptores automaticos
Aldo A. Giuzio
Poder de corte máximo
Aldo A. Giuzio
Interruptores seccionadores
Protecciones
En esta tabla se puede seleccionar el interruptor automático aguas arriba del
interruptor-seccionador para que el l? de ellos despeje la falla quedando ambos
protegidos hasta la corriente (en kA) indicada.
Por ej. Si se instala un interruptor-seccionador T4D de In = 320 A, con un interruptor
automático compacto T4N ante una falla de hasta 36kA aguas abajo del interruptor-
seccionadorT4D, el T4Nrealiza el despeje de la falla sin que se dañen ambos
elementos.
A su vez en el catálogo ABB indica lo siguiente:
Protección: cada interruptor de maniobra-seccionador tiene que estar protegido aguas
arriba por un dispositivo coordinado que actúe frente a un ctocto.
La tabla de coordinación (tabla 3.2) indica, para cada interruptor de maniobra-
seccionador el interruptor automático (Tmax) que puede desarrollar la función de
protección.
Siempre los interruptor de maniobra-seccionador son aparatos de calibre igualo
superior al del interruptor automático.
Poder de cierre: el poder de cierre Icm es una prestación de fundamental importancia ya
que un aparato de maniobra-seccionador ha de poder soportar, sin destruirse, las
solicitaciones dinámicas, térmicas y de corriente que pueden producirse durante el
cierre, incluso en las condiciones de cierre en cto cto.
Aplicaciones: se los utiliza como interruptor gral de tablero, para acoplar barras en un
TGBT o como salida a una carga (motor) a la que se quiere asegurar el seccionamiento
cuando se deba a trabajar sobre los bomes de conexión de dicha carga, como seguridad
del operador.
Se pueden colocar candados (enc1avamientos) en la posición de abierto, de este modo
se asegura que nadie lo opere.
En el caso de una máquina herramienta es obligatorio colocar un interruptor automático
o interruptor seccionador como cabecera del tablero gral de la máquina con posibilidad
de accionamiento con la puerta del tablero cerrada, habilitando la apertura de la misma
una vez abierto el interruptor.
Normas: lEC 947-1, -3 y -5.
Se los conoce como seccionador bajo carga o seccionadores de corte rápido.
Formación: tri y tetrapolares. El sistema de apertura y cierre asegura la operación
simultánea de todos los polos.
Marcas y modelos: en la marca Merlin Gerin el modelo es Interpact, en Siemens el
modelo es 3KA y 3KE, en la marca ABB el modelo es OT y OETL
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Aldo A. Giuzio
VIP
Aldo A. Giuzio
y el
Protecciones
Figura 3.1: Interruptor-seccionador Schneider
• • •
OT630E
OT800E
Figura 3.2: Interruptor-Seccionador ABB
Ejemplo:
Sedesea colocar como interruptor gral de un tablero seccional a un
interruptor-seccionador, cuya protección aguas arriba es un interruptor compacto de
400A, las cargas que posee el tablero seccional son motores asíncronos e iluminación.
Solución:
Tensión de asignada de empleo Ue: al estar en BT debe ser mayor a 380V de línea
Corriente asignada de empleo le para una carga AC23 debe ser mayor o igual a 400 A.
Formación: tetrapolar porque debe seccionar las 3 fases y el neutro.
Marcasy modelos: Schneider INS 400, ABB OT400
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Protecciones
tensiÓnasignadade empleo(V) Ue CASOl50H2
750tensión asignadade aislamientoM Ui eA 50J50Hz
tensión de impulso {kVj Ulmp
le
.OI.!U
corriente asignad¡¡de empleo (Al
Figura 3.3: Selección interruptor-seccionador Schneider
3.2.4.- INTERRUPTOR AUTOMÁ TICO EN BT
El interruptor automático es un aparato de conexión mecánico, tiene la posibilidad de
conectar o abrir en carga (condiciones normales) y en sobrecargas o cto cto (en falla).
En condiciones de falla, su actuación (apertura y desconexión)es automática de ahí su
denominación.
Los datos característicos que lo definen son: tensión asignada de empleo Ue, corriente
nominal, corriente de regulación de la protección (relé), corriente de cto cto que puede
abrir o poder de corteo capacidad de ruptura (lcu, les, Icw).
Dentro de este tipo de protección hay una gran variedad de dispositivos que tienen
protección termomagnética o solo magnética y van desde el orden del ampere hasta los
miles de amperes.
3.2.4.1.- PEQUEÑO INTERRUPTOR AUTOMÁTICO (PIA)
Es la denominación de la RAEA que les hace a los interruptores termomagnéticos
(ITM) cuya corriente nominal es menor a 120 A, se instalan en riel DIN N°3S, tienen la
regulación térmica y magnética fijas.
Las curvas de actuación (tiempo inverso) vienen clasificadas de acuerdo a normas
como curvas clase B, C y D; la diferencia entre ellas está en el valor de la corriente a
partir del cual la protección de cto cto comienza a actuar:
-Curva B: la protección magnética actúa entre 3 a S veces el valor nominal de la
protección; por ejemplo un interruptor termomagnético de In=l O A, la protección
magnética actúa entre 30 aSO A, el valor no es exacto porque hay un margen de
tolerancia permitido de acuerdo a la norma, a su vez dichas curvas tienen modificación
de acuerdo a la temperatura ambiente.
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-Curva C: la protección magnética actúa entre S a 10 veces el valor nominal de la
protección.
Protecciones
-Curva D la protección magnética actúa entre lOa 14 veces el valor nom inal de la
protección.
La capacidad de ruptura o poder de corte está en el orden de 3 a 10kA.
Se debe distinguir el poder de corte según norma IEC 60898 (indicado en Amperes) o
la lEC 60947-2 (indicado en kA), para el I? caso se considera que el PIA será instalado
en ambiente domiciliario y será operado por personal no calificado, y en el 2° caso será
instalado en ambiente industrial es decir será operado por personal calificado (BA4 o
BAS).
La IEC 60898 define 3 valores de poder de corte para el PIA:
- Poder de corte (PdC) asignado o nominal Icn
- PdC último o límite Icu
- PdC de servicio les
El valor de lcn = leu y el valor de les viene dado según el valor de len:
- Icn<6000 A ---+ les = len
- 6000 A<les<l O.OOOA---+ les = 0,75 Icn
- les> 10.000 A ---+ les = 0,5 len
ICaracterísticas de disparo
C~~cteristiCii
d. dis~ro Norm~.s
Oi~póJ¡r.J;dor t.rmieo
Corrientes de prueb41..:
Corri2nte Corriente
Oisp~~doT.lectrom~nncD
Corri@.J1tPS de- prueba:
SUl¿spalO O!sparo Ti•• mpocle
aseg-Jt3do d""".
Is t
< G.l S
311. In <0.1 s
3 x ., :; n.1 5
5. ID <. 0.1 ~
ox ••• : G.l s
1fr. <O. s
IDrlr, : Il.l s
20. <O. s
A
t.45x ¡
a {E~en~lE,,"e~ag.s¡ t, 3x >1h >2h
i)'h VDEaMI pan. 1 1,4-5xj <lh <2h
e .n.x "1'1 >lh >2h
lA5xJ" <lh <2h
o ,.3x >lh " 2h
1.45 x in <In <2h
(lEC en B~8: 50 x lo,
Figura 3.4: Tabla característica de tiempos de actuación
en PIAs Siemens a 30°C
85
Protecciones
Caracteristíca de di'spal"o OCaracteríetica de disparo CCaracterística de disparo B
1 a e l :¡ '" 'S.e; • ee l~ l<'t a
wa»•• _ "Uln'WrM" ~c._
1 t.s z ~ -4 :t.. • ~ i!:tl ;~-
••ílliiplo.•..• (:tIfYtoo,...-..'ktO_
• e' rango de disparo magnético
esta adaptado a elementos
q.re goenernn tuenes imputsos
de corriente de conexión
(transrcemaocres. váívulas
eL~clTomagnéücas)
• protección general deeonduc-
tores, espectaímente venta-
joso en elevadas comentes de
arranque (láJ1'"lP'aras,motores,
etc.)
• para protección de conduc-
tores principalmente encírcul-
tos de tcmacornentes, no se
requiere comproeacíón de la
protección de personas
Figura 3.5: Curvas características de PIA marca Siemens
lnterruptoree automaticos C60H
curvas B. C y D Interruptores automaticos C60H
,100c0A - '1ECooaQS -15kA -IEC6OIJ47.2 curvas B. C y O
1 polo 10000 A-lEC 6O!I1I8 - 15kA - lEC 6OQ47.2
, pOlo-prOtfogldo In Rofonmcias 3 polos.••..nchoc:K"pa.!iO
IAl curva,g curvaC curva O.., Gnure t
05 24900 25171 3'p!'<kl4
In RofQr\QflCm.
1 2496a 25152
prot:>&gl6C>S fA) curvaS curyaC curva O
A:.tlCflodliopl1jSO 05 24906
2 24¡j60 25155 IiIf'lvnV1h& , 24Qg4 25'00
3 24P70 25'57 2 24995 251Q7
4 2497' 25151\ 2> 2401:>6 25'118
6 24643 24Q72 25'511 4 24907 25'09
'0 24644 24Q73 25'60 6 247'38 24998 25200
'6 24646 24"74 25161 10 24739 249Q" 25201
20 24647 24Q75 2511';4 '6 24740 250.."0 25202
25 2464a 24976 25'65 2:) 2474' 250'.)1 25200
32 24649 24Q77 25166 25 24742 2= 25205
40 24650 24Q78 25'67 32 24743 2= 25207
50 2465' 24P711 25168 40 24744 25CQ4 25200
63 24652 24980 251611 50 24745 25C05 252Qg
6:3 24746 250:)6 25210
2 polos
4 polos2:P0I06 In R91arvncias
proteog,tdO$ (Al clJt"l,\"aB curva. e curva O 4:po<k)& In R.f~ias
.•••n<:rU;¡d!i-pUO
05 24902 25172
pn,t.gkio,* IAl curva B curva e curva t)
M 1Ilrn,1ll! 4 ~hO"P&1IO, 240B1 2518:> <M1Qmm"8 05 24900
2 24QB2 251M
, 25Cú7 .252',
:3 24P83 25'85 2 2&08 252'2
4 24984 25'86
3 25(O;l 25213
6 24725 24Q95 25'87
4 25010 252'4
6 24'751 25011 252'5
'0 24726 24Q86 25,B8
25,¡¡Q '0
24752 25012 252'6
'6 24727 24gB7 '6 24753 25013 2521720 24728 241188 251QO ID 247:.4 25014 25218
25 24720 24g811 25,1l, 25 24755 2&:>15 2521Q
32 24730 240¡¡0 251112 32 2475§. 250'6 25220
40 2473' 249Q, 25'113 40 24757 25017 25221
50 24732 24Q92 25'94 50 24758 25018 25222
63 247:33 241193 2S,gS 63 2475Q 2lfJJIl 25223
Figura 3.6: Características de PIA Schneider
86
Protecciones
IIA,CCMOños
Si5te-~ de barras
CoIeetoras SST21
• Según Normas DIN 57606 Y
DtN57a~
• Cap.xu!<>o dE ~ con "I~
fllE"IUaCión por un extremo! por
el centro
50 A.lga A para 10 mm'
85 W12:C A para 111m",z
~ Cclirwxión 3 tr.1.w.s de eeeec-
tonis dE horquilL>
• Umpolar o mu~13r
• En ~ 10 Y 11mmZ
oompletamenre oJS.ladas
• Dstanc3 entre ~inaJes E mm
• No se f'eqU:teTe-n b.ames 3<bcion ••.
~s pa~ cenaron d~ la"parW-
infl¡enor.
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t..JripcXar 1000 SS'T2151 6..~go
Sacar UT21$2 l:,7'DC
'llt:Klt3f SST2153 1.100
'Tl'".pa .••...• H 5$T21~ ¡.$Xl
Figura 3.7: Accesorios de conexión para PIA marca Siemens
thermal stres s
limitation
C60a, N, H. L B curve
240/415 V
Bamos_ elo COII&10""'"
C",~lfod"'"
uri¡>Oi ••.e_
ll".poI"
210 SU2137
5ST2 t:Ia
ur.t \4G
1000 SS'T214S
S3r.t1<l7
SS'T21,Q
210 5S'T21.u
SST2.~
ssn'I<W
5ST2't45
Il,.OSCl 2:-
~IOO le
C,15D ID
1;.t10 11)~ S
1l.a40 la
~.IOO
c.rse
t.2J1l
{;,.3lO
2S
111
tO
I~
.Ue:
,,2¿OVw' lP
,,':15Vw' 2.3,4f'
• cir.:uí!-breaer Iype' accordance w· 1ñe
mart:
e l:Ceoa
"2: C60N
,,3:CWH
u ~. C6DL 50-63 A)
tl C6DL -40 A)
"6: C60L .5-25 A}
~ liIlOTX:I."CItt c:trnffil
Figura 3,8: Curvas de energía pasante PIA C60 Schneider
10'
10·
87
Protecciones
Cantidad de polos de potencia: uni, bi, tri o tetrapolares.
Los valores de corriente nominal están normalizados.
Sus dimensiones son reducidas: un interruptor termomagnético bipolar tiene
36(ancho )x90( alto )x5 Omm(profundidad).
Marcas y modelos: en la marca MerlinGerin el modelo es C60, en Siemens el modelo
es Beta, en ABB el modelo es S200.
Forma de selección: con la corriente nominal, tipo de curva según la carga a proteger,
forma constructiva y capacidad de ruptura.
3.2.4.2.- INTERRUPTORES EN CAJA MOLDEADA O COMPACTOS (MCCB)
3.2.4.2.1.- DESCRIPCIÓN
Son interruptores automáticos que cubren el rango de 100 hasta 1600 A (en algunas
marcas llegan a valores superiores), siendo se tamaño menor que el interruptor abierto,
la regulación térmica y magnética se puede ajustar de acuerdo a la necesidad de la
carga, la protección puede ser electrónica con lo que le da mayores variantes y mejor
precisión, los tiempos de apertura ante ctocto son muy bajos, menores a 1Omseg, con
lo que se transforman en interruptores Iimitadores, elevada capacidad de ruptura (Icu,
Ics) desde 18kA hasta 150kA, tamaño reducido en relación con el poder de corte.
Los modelos de interruptores hasta 630 A el poder de limitación es mayor que para
calibres superiores.
Hay versiones como interruptor-seccionador.
En este caso el aspecto físico es igual al interruptor automático y tiene la puede ser
equipado con todos los accesorios de los interruptor automático
Posibilidad de ser utilizado como protección de motor.
Hay aplicaciones especiales para ser instalados en sistemas de hasta 1000V en corriente
continua.
Accesorios: con el agregado de accesorios se puede dotar de protección diferencial,
bobinas de disparos, contactos auxiliares, motores de apertura y cierre, medición de
magnitudes eléctricas, vías de comunicación para visualización de magnitudes y
comando a distancia, posibilidad de enclavamiento eléctrico y mecánico con otros
interruptores, pueden ser fijos, extraíbles o enchufables.
Cantidad de polos de potencia: uni, bi, tri y tetrapolares. Los 2 primeros son de
fabricación especial, siendo los 2 últimos más comunes.
Se los utilizar en los tableros gral de BT (TGBT), para protección de cargas superior a
100 A y como cabecera de un tablero seccional de importancia.
88
Protecciones
Marcas y modelos: en la marca MerlinGerin el modelo es Compact NSX o NR, en
Siemens el modelo es Sentrol VL, en ABB el modelo es Tmax.
Normas: IEC 947-],-2, -3, -4 y-5
Ejecución fija Ejecución extraíble Ejecución con diferencial
Figura 3.9: Diferentes versiones de interruptores compactos
3.2.4.2.2.- PROTECCIONES Y CURVAS DE DISPARO
Dentro de las posibilidades de protección se distinguen: unidades de disparo
tennomagnético (TM o TMD) , las termomagnéticas electrónicas y las que solo son
magnéticas (MA).
a) Unidades de disparo termomagnético (TM):
- protección contra las sobrecargas mediante dispositivo térmico de umbral
ajustable
deO,8 a 1 In = 11 (ABB) = Ir (Schneider) y protección contra ctocto mediante
dispositivo magnético de umbral fijo o ajustable de 5 a ] 00 ] 2 In = 13 (ABB) =
1m (Schneider).
b) Unidades de disparo electrónicas LSIG:
-protección de largo retardo( L) contra las sobrecargas de umbral regulable
deO,4 a l In = 11 (ABB) = Ir (Schneider).
Protección corto retardo (S): de umbral ajustable h (ABB) = Isd (Schneider) y
regulableen tiempo o de temporización fija t2 (ABB) = tsd (Schneider).
Protección ctocto instantánea (J)de umbral fijo o regulable y tiempo fijo en
am bos casos,
13 (ABB) = Ii (Schneider).
Contra defecto a tierra (G).
89
Protecciones
e) Unidades electrónica de disparo solo magnéticas: se las utiliza para protección
de motores, en la que la protección térmica la realiza un relé térmico externo al
interruptor.
MA magnético TM-D termomagnético I Unidades de control electrónicas
5AoE
t t
1m
1m
Figura 3.10: Protección Schneider: solo magnética MA,termomagnética TM-D
y electrónica
lis]
10' -
Figura 3.11: Protección TMD ABB
90
Protecciones
r~1-
] q.. _~"-
2: ~
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10o·,10
I fkAlxln
Figura 3.12: Protección electrónica LSI ABB
3.2.4.2.3.- CONSIDERACIO ES MÍNIMAS EN LA SELECCIÓN
Para su selección como todo interruptor automático termomagnético se debe tener en
cuenta: corriente asignada ininterrumpida lu, corriente nominal de la protección In,
tensión de servicio Un, poder de corte leu, les, lcw, desclasificación por la temperatura.
A su vez este tipo de interruptor posee muchos accesorios o tipos de ejecuciones que se
deben definir en su elección: fijo o extraíble, tipo de relé, comunicación, mediciones de
parámetros eléctricos (corriente, potencia, etc), enclavamientos, comando motorizado,
bobina de apertura o cierre, contactos auxiliares, ejecución tripolar o tetrapolar,
selectividad, filiación o back-up.
a) Corriente asignada ininterrumpida lu: es el valor de corriente que el interruptor
puede soportar en un tiempo indefmido. Los valores adoptados por los
fabricantes son: 100, 160,250,400,630,800,1000, 1250 Y 1600 A; hay
algunas marcas que llegan a valores superiores.
b) Corriente nominal In: es la que caracteriza al disparo de la protección (relé), se
calcula de acuerdo a la carga existente al momento de la instalación. En el caso
que este interruptor alimente un tablero con cargas grales se debe prever
cargas futuras ya que es un interruptor costoso y no es conveniente tener que
91
Protecciones
cambiarlo por falta de reserva en su In. Por ej: un interruptor de Iu = 100 A
puede tener un relé termomagnético cuya regulación térmica sea de In = 28 a
40 A.
e) Tensión de servicio Un: estos interruptores están diseñados para una tensión de
690Vac y también existen ejecuciones para 1OOOVac(industria minera,
petrolera) y 400Hz (aeronáutica, informática).
d) Poder de corte: se distinguen 4 valores que indican el poder de corte del
interruptor.
-leu = El poder asignado de corte último en cortocircuito es la máxima
intensidad eficaz de cortocircuito que dicho interruptor puede cortar dos veces,
con un ciclo de operación O-t-CO (apertura, pausa, cierre-apertura),a la tensión
de empleo correspondiente. Tras el ciclo de apertura y cierre, no se requiere
que el interruptor automático conduzca permanentemente su corriente
asignada ..
-Ics = poder asignado de corte de servicio en cortocircuito= es la intensidad
eficaz que dicho interruptor puede cortar tres veces, con un ciclo de operación
O-t-CO-t-CO (apertura, pausa, cierre-apertura, pausa, cierre-apertura), a una
determinada tensión de servicio (Ue) y con un factor de potencia dado.
Después del ciclo, el interruptor automático debe poder conducir su corriente
asignada. En gral se expresa en % del valor de Icu.
-lew = intensidad asignada de corta duración admisible = corriente eficaz que
el interruptor automático puede soportar en la posición de cerrado durante un
tiempo corto en condiciones de empleo y comportamiento especificados. El
interruptor automático debe poder soportar dicha intensidad durante todo el
tiempo de retardo previsto para garantizar la selectividad entre los interruptores
automáticos conectados en serie aguas abajo. Es la corriente que debe soportar
el interruptor sin abrir durante un tiempo dado que puede ser 0,5 ; 1 o 3
segundos.
Esta característica es utilizada por los interruptores con categoría de utilización
B, es decir deben soportar el transitorio del cto cto hasta que despeje la falla un
interruptor aguas abajo.
La lew también define la capacidad de ruptura de la selectividad entre
interruptores.
En el caso de los interruptores compactos este valor rara veces aparece porque
la mayoría son categoría A con lo que no pueden evitar abrir sus contactos de
potencia ante un ctocto.
-lem = poder asignado de cierre en cto cto, es la máxima intensidad de
cortocircuito, asignada por el fabricante, a la que dicho interruptor automático
es capaz de cerrar a la tensión asignada de empleo, con la frecuencia asignada
y con un factor de potencia especificado en corriente alterna. Es la corriente
92
Protecciones
de pico en cto cto que el interruptor es capaz de cortar, por lo que la Icm>ip =
corriente pico de cto cto presunta.
e) Selectividad: En el caso de tener 2 interruptores automáticos (el y e2) en serie
se
1
debe cumplir que ante una falla aguas abajo del
interruptor más alejado de la fuente (e2), debe
actuar el interruptor más próximo del defecto
(en
este caso e2) quedando cerrado el otro
(e1).Existe la selectividad total, parcial o nula.
La selectividad total se verifica tanto para
valores
de sobrecarga como para los ctocto.
Los fabricantes entregan tablas con la información delcumplimiento o no de la
selectividad entre distintos modelos de interruptores.
Tipos de Selectividad: Amperimétrica
Cronométrica
Energética.
Lógica o de zona.
Back-up o filiación
La selectividad amperimétrica considera que dada las curvas de 2 interruptores
colocados en serie (cascada) las mismas no se solapan o cortan en la zona de
sobrecarga o en ctocto.
Esto se cumple en la zona térmica cuando una relación de umbral de regulación es
superior a 1,6 veces entre las dos In de los interruptores. Se utiliza en lugares donde los
valores de ctocto son bajos (líneas terminales).
93
It(S)
I
1
1000
I
1100
I
I
I
110
I
11
I
i
!G.1
i
10.01
!
Protecciones
10000 I(A)
Figura 3.13: Curva de actuación de 2 interruptores compactos: 160 A Y400 A.
En figura 3.13 se puede observar la selectividad amperimétrica entre 2 interruptores
compactos de 160 y 400 A respectivamente, la selectividad es total hasta los 3000 A
por la disposición de las curvas que no tienen intersección entre las m ismas, para
valores de cortocircuitos presuntos mayores de 3kA se debe verificar la selectividad de
acuerdo a las tablas entregadas por los fabricantes de los interruptores (ver selectividad
energética) y que en este caso está indicada en el gráfico como selectividad total.
La cronométrica se utiliza cuando no es factible la amperimétrica, colocando un
retardo en tiempo en el interruptor aguas arriba. Puede requerir la utilización de
interruptores categoría B en los niveles superiores. Los umbrales de ctocto entre los
interruptores próximos es superior a 1,5. Es un perfeccionamiento de la selectividad
amperimétrica, ya que no tiene el límite de ctocto tan bajos. El tiempo máximo de
retardo 10 da la estabilidad del sistema eléctrico.
Esto está reflejado en las figuras 3.14 Y 3.15: en la figura 3.14 se puede ver que entre 2
interruptores compactos de 250 y 400 A respectivamente, la selectividad es total hasta
los 600 A por la disposición de las curvas que no tienen intersección entre las mismas,
para valores de cortocircuitos presuntos mayores de 600 A se puede lograr selectividad
hasta los 4,8kA si se efectúa un retardo en la protección del interruptor de 400 A, como
muestra la figura 3.15.
94
Protecciones
I(s) X25OB-MlCJotocnc 2_2- 250A
=="~~l ==C'~~ I I=! ==- "ti i~.....··t++H "'+++Ht-++~ ....+-1.. ...,+ --+1
¡.01 i I! !,o I !! I,i!o I I! I~ooo ! 'l ,I~o ;(l} I
Figura 3.14: Curva de actuación de 2 interruptores compactos: 250 A Y 400 A
Schneider
1000
100
10
~.1
lIS)
tOOO
100
10
i 1 ! I i I l' ¡ ! i I ; i! !,
~~~i~~"..gl-l-~;J~~~!!~I~:!!I!I!~I~--l~~-+I_'_~'!!~~II"....'1 '~;,~ : '1'.,' -l!."¡'•.•
1: ¡, d I 1; I '; •
-j' ........'rttrr
f,
11
ii
10 '00 1000 10000 I(A)
Figura 3.15: Curva de actuación de 2 interruptores compactos: 250 A Y 400 A
con retardo en el de 400 A Schneider
La selectividad energética tiene como principio la limitación de energía del ctocto por
parte del interruptor aguas abajo, de modo tal que la energía disipada en el interruptor
95
Protecciones
de aguas arriba es insuficiente para su apertura. La protección es selectiva si la relación
entre los calibres de los interruptores es superior a 2.
Requiere la utilización de interruptores limitadores.
Al ser los tiempos de actuación muy breves no se pueden utilizar las curvas corriente-
tiempo, en su lugar se dan tablas de selectividad.
Los fabricantes entregan la información de la selectividad entre aparatos mediante
cuadrosen los que se indica cual elemento está aguas arriba y cual aguas abajo, en el
caso que figure la letra T significa que la selección es total hasta la Icu mínima entre
los 2 interruptores o la Icw, si en el recuadro hay un número por ej: 4, esto indica que
los 2 interruptores tienen selectividad parcial y esta se cumple hasta los 4kA, si el
recuadro está vacío significa que no hay selectividad.
MCCB-T2~415V
l'4uas
1 T2 T3 T4arriba
~ 8
e .S,H,L ,s N, S.H. L,V
N
~ n.' null 3.. TM. M llI~tI.
.---- UAl 1100 reo 250 250
Aguas 1.,(A) 1&1 lW 25 63 100 1100 160 200 zso 20 25 32 50 00 100 125 leo 200 2SI)abajo
1.C~-2.5 T T ¡ T T T T T T T' T T T T T T
31 T T T T T T T I T T' T T T T T T
4-5 T T T T T T T T T , T T T T T T
ea 1C 10 10 10 10 10 10 15 4.0 T , T T T T T T
a 10 10 10 10 10 10 10 15 40 , T T T T T T
10 10 10 10 10 10 10 10 15 4.0
, T T T T T T
t2.5 S 3 3 :3 :3 3 ~ 5 T T T T T T
111 S 3 3 3 :3 3 4 5 70 70 o 71) 70 70
20 S 3 3 3 :; s t 5 55' 55 55 55 55 55
1M 00 m25 s 3 3 3 3 s : 5 40' 40 40 40 40
32 s 3 3 s s ~ 5 40' 40 40 40 40 40
S :; 30'T2 .o s 3 3 3 4 5 31)' 31) 30 30 30
H
&O s 3 3 a 3 5 30' 30' 30 30 304 30
l
63 s 3 53 3 ~ 30 30' 30' 30 30 30
00 3 3' ~ s 25' 25' 25' 25 25
100 4 5 25' 25' 25' 25
125 25' 25'
160 25'
Figura 3.16: Tabla de selectividad entre 2 interruptores compactos de la marca ABB
La selectividad lógica se debe realizar un cableado de comando entre los interruptores
intervinientes, de modo que al producirse el cto cto la lógica del sistema indica cual es
el interruptor que debe despejar la falla.
Requiere de un cableado adicional y los interruptores aguas arriba deben ser de
categoría B.
La selectividad back-up o filiación se utiliza cuando la corriente de cto cto en el
tablero es superior a los interruptores ubicados en la salida, para que dichos
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