Dispositivos de Protección y Maniobra en Instalaciones Eléctricas

Fusibles

Función principal: Proteger cables y conductores de sobrecargas y cortocircuitos.

Características:

• Alta capacidad de ruptura.
• Elevada selectividad para evitar interrupciones en los servicios.
• Protección de back up de interruptores termomagnéticos.
• Protección de circuitos de motores por sobrecargas y cortocircuitos.
• Protección contra cortocircuitos de aparatos de maniobra (contactores, relés, interruptores, etc.).
• Amplio uso en instalaciones eléctricas, desde viviendas y comercios hasta empresas generadoras de energía eléctrica.

Selectividad

La selectividad es una función importante que permite la selección del circuito con falla y su separación de la red, permitiendo que el resto continúe en servicio. Ante una sobrecarga, solo se desconecta el circuito que presenta la falla, mientras que el resto continúa operando.

Clases de Servicio

Los fusibles se subdividen en clases de servicio, identificadas con dos letras. La primera indica la clase de función:

• a: Fusibles de uso parcial.
• g: Fusibles de uso general.

La segunda letra señala el objeto a proteger:

• G: Protección de cables y conductores.
• M: Protección de aparatos de maniobra.
• R: Protección de semiconductores (rectificadores).
• L: Protección de cables y conductores.
• B: Protección de instalaciones mineras.
• Tr: Protección de transformadores.

Los fusibles de uso general (gL/gG, gR) desconectan con seguridad tanto sobrecargas inadmisibles como cortocircuitos. Los de uso parcial (aM, aR) se utilizan exclusivamente para la protección contra cortocircuitos.

Clases de Servicio Siemens

• gL/gG: Protección general de cables y conductores. Fusibles NH, Diazed, Neozed.
• aR: Protección parcial de semiconductores. Fusibles Sitor.
• gG: Protección general de semiconductores. Fusibles Sitor, Silized.

Capacidad de Ruptura

La capacidad de ruptura es la habilidad de un aparato de protección para dominar una corriente de cortocircuito. Una alta capacidad de ruptura, con volumen mínimo, caracteriza a los fusibles. Es crucial considerar numerosas características de calidad para garantizar una capacidad de ruptura segura, desde la corriente de sobrecarga más pequeña hasta la mayor corriente de cortocircuito. La capacidad de ruptura asignada en CA en los fusibles Neozed y Diazed es de 50kA, y los fusibles NH alcanzan los 120kA.

Interruptores Termomagnéticos

Se utilizan para proteger contra los efectos de sobrecargas y cortocircuitos a los cables y conductores que conforman una red de distribución de energía eléctrica. También protegen contra el calentamiento de equipos eléctricos y, bajo ciertas condiciones, contra tensiones de contacto peligrosas originadas por defectos de aislamiento.

Relés

Relé Magnético

Figura 1: El contacto permanece cerrado para la intensidad nominal.

Figura 2: El contacto se abre al circular una corriente de cortocircuito.

Relé Térmico

Figura 1: El contacto permanece cerrado para la intensidad nominal.

Figura 2: El contacto se abre al circular una corriente de sobrecarga.

Características

• Distintas curvas de actuación según la carga (A, B, C, y D).
• Elevada capacidad de ruptura hasta 15kA.
• Excelente selectividad y elevada limitación de la corriente de cortocircuito.
• Fácil montaje sobre riel.
• Bornes de seguridad que impiden el contacto casual con dedos, palma y dorso de la mano.
• Ágil cableado gracias a la abertura de bornes.
• Bornes combinados que permiten conectar cables o barras colectoras.

Figura 3: Curvas características.

Contactores

Es el aparato de maniobra más utilizado en la industria y en las instalaciones eléctricas de edificios. Permite el arranque en directo de motores asincrónicos trifásicos, soportando una corriente de arranque varias veces mayor que la asignada (7.2 veces mayor). Se trata de un electroimán que acciona un portacontactos. Es un aparato de maniobras con las características de un relé, con el que podemos realizar tareas de automatismo, mando a distancia y protección. Un contactor de alta calidad es un aparato ágil, con una larga vida útil y una capacidad de maniobra muy elevada.

El electroimán consta de dos partes: el núcleo (parte móvil y fija) y la bobina. Como muestra la Figura 4, la tensión de accionamiento del contactor se conecta a la bobina, conformando el denominado circuito de comando. Este también se compone de botones de arranque, de parada, señales, etc. Los contactos de maniobra del contactor se llaman contactos principales y realizan las tareas de cierre o apertura del circuito, y están incluidos en el portacontactos, que es movido por la bobina. Los contactos principales son la parte más delicada del contactor. De esta forma, se asegura una maniobra efectiva, una muy larga vida útil y se evita que los contactos se destruyan durante su función normal. Cuando los contactos no son adecuados, destruyen al contactor, ya sea porque se traba el núcleo, se queman los terminales, etc. El contactor SIRIUS de hasta 25A de corriente asignada no requiere cámara apagachispas. Los contactos principales SIRIUS han sido diseñados para diferentes funciones:

• AC-3: Motores CA.
• AC-1: Maniobra de resistencia para hornos.
• AC-6b: Condensadores.
• AC-5a: Lámpara de descarga gaseosa.
• DC-3: Motores CC.

Otros elementos constitutivos del contactor son los contactos auxiliares. Como su nombre lo indica, no sirven para maniobrar al motor, sino para cumplir con funciones auxiliares como la autorretención en el comando de botones, el enclavamiento en un inversor de marcha, o la señalización de marcha de motor por medio de lámparas.

Los contactos (NC) de un aparato de maniobra son aquellos contactos auxiliares que permanecen cerrados cuando los contactos principales están abiertos y se abren al cerrarse. Los contactos (NA) son aquellos contactos auxiliares que permanecen abiertos cuando los contactos principales están abiertos y se cierran al cerrarse estos. Por razones de seguridad, los contactos auxiliares deben accionar antes que los principales, y nunca algún contacto NA puede estar cerrado simultáneamente con un NC.

Mantenimiento del Contactor

Núcleo

• Nunca lavarlo con solvente.
• Si el núcleo no cierra bien, la bobina se quemará.

Bobina de Accionamiento

• Al cambiar una bobina, cuidar que el núcleo cierre bien.
• Una tensión muy baja no permite el correcto cierre del contactor. No conectar una tensión mayor a la nominal.

Contactos Principales

• Cambiarlos si están gastados.
• Si se han formado cráteres, no se deben limar.

Cámara Apagachispas

• Cambiar la cámara apagachispas con cada cambio de contactos.

Contactos Auxiliares

Estos contactos no se pueden reparar, la única forma es reemplazarlos por unos nuevos.