Protecciones
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Un interruptor estático consta de uno o más elementos semiconductores que constituyen el “contacto”, y un circuito de mando que determina la posición del contacto: - abierto (los semiconductores ofrecerán una alta impedancia de entrada) - cerrado (impedancia prácticamente nula).
Las características generales viene dadas por su elemento básico: el semiconductor de potencia.
Las ventajas de la inserción de una impedancia alta y no de un corte real del circuito eléctrico son:
No hay arco eléctrico, lo cual implica no ruido eléctrico ni desgaste.
Son muy rápidos pudiéndose realizar la conexión o desconexión del circuito en cualquier punto de la onda de tensión o corriente.
Su vida media, a diferencia de los convencionales, no depende del número de maniobras, logrando frecuencias de actuación muy elevadas (1kHz).
Menor consumo propio para realizar sus accionamientos.
Permiten una conexión gradual haciendo un control de fase en los primeros ciclos para evitar las puntas de conexión cuando en la carga hay elementos magnéticos. De igual forma la apertura puede realizarse en un paso por cero de la intensidad para suprimir sobretensiones causadas por los di/dt en las inductancias.
Sin embargo también tienen sus inconvenientes:
La caída de tensión en los estáticos es apreciable (del orden de 1V). Esto da lugar a potencias apreciables de pérdidas que deben ser disipadas. Así mismo, la resistencia del estado de bloqueo no es infinita y existe una pequeña corriente circulante.
Los voltajes que pueden bloquear son más pequeños que los convencionales.
Son sensibles a sobrecargas, debiéndose diseñar unas redes de protección.
Son de mayor coste que los electromecánicos.
Relés de tipo armadura
Son los más antiguos y también los más utilizados. El esquema siguiente nos explica prácticamente su constitución y funcionamiento. El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.O ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado).
Relés de Núcleo Móvil
Estos tienen un émbolo en lugar de la armadura anterior. Se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva (por ello es útil para manejar altas corrientes).
Relés electromagnéticos
Están formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna.
Relé tipo Reed o de Lengüeta
Formados por una ampolla de vidrio, en cuyo interior están situados los contactos (pueden se múltiples) montados sobre delgadas láminas flexibles de material magnéticamente permeable. Dichos contactos se cierran por medio de la excitación de una bobina, que está situada alrededor de dicha ampolla.
Más rápidos que los de armadura
Menos capacidad de corriente
Menor arco eléctrico
Relés Polarizados
Llevan una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroimán y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroimán, se mueve la armadura y cierra los contactos. Si la polaridad es la opuesta girará en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito( ó varios)
REDES DE DISTRIBUCIÓN
Las redes de distribución están formadas por conductores que, procedentes de centros de transformación (C.T.), tienen la finalidad de ir alimentando las distintas acometidas que van encontrando a su paso.
Se denomina acometida a la parte de instalación comprendida entre la red de distribución y la caja general de protección C.G.P. De la caja general de protección se deriva la línea o líneas repartidoras, que van a parar al cuarto o cuartos de contadores, desde donde parten las derivaciones individuales a cada una de las viviendas o locales, en cuya entrada se halla el interruptor de control de potencia máxima, I.C.P.M.
Interruptor General. Es un elemento encargado de proteger de sobrecargas o cortocircuitos la instalación completa de la vivienda. Evita que se queme la derivación individual de la vivienda en caso de tener una sobrecarga o cortocircuito y es el elemento que se ha de utilizar para desconectar la vivienda en caso de reparaciones, ausencias largas, …
Interruptor diferencial. Es un elemento destinado a la protección de las personas. Desconecta automáticamente la instalación cuando se produce una derivación (por defecto de aislamiento) en algún aparato electrodoméstico o en algún punto de la instalación.
Pequeños Interruptores Automáticos (PIAs). Son elementos de
corte y protección de cada uno de los circuitos interiores.
Protegen cada circuito de sobrecargas o cortocircuitos, con
arreglo a la capacidad de cada uno. Sirven,
por tanto, para evitar que se queme por calentamiento la instalación eléctrica o cualquier aparato y, sobre todo, ofrece una protección muy eficaz contra incendios en el caso de producirse un cortocircuito.
El número de esos PIAs será igual al número de circuitos que haya dentro de la vivienda.
INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS
Los interruptores automáticos son aparatos destinados a
establecer e interrumpir
circuitos eléctricos, con la particularidad de que precisan una
fuerza exterior que
los conecte pero que se desconectan por sí mismos, sin
deteriorarse, cuando el
circuito en que se hallan presenta ciertas anomalías a las que
son sensibles.
Normalmente dichas anomalías son:
Sobreintensidades.
Cortocircuito.
Sobretensiones o bajas tensiones.
Descargas eléctricas a las personas.
Los automáticos que reaccionan ante estas anomalías se
denominan :
Térmicos Magnéticos, Diferenciales.
INTERRUPTORES TÉRMICOS
Son interruptores automáticos que reaccionan ante
sobreintensidades ligeramente
superiores a la nominal, asegurando una desconexión en un
tiempo lo suficientemente corto para no perjudicar ni a la red ni
a los receptores asociados con él.
Para provocar la desconexión, aprovechan la deformación de
una lámina bimetálica, que se curva en función del calor
producido por la corriente al pasar a través de ella.
INTERRUPTORES MAGNÉTICOS
Son interruptores automáticos que reaccionan ante
breintensidades de alto
valor, cortándolas en tiempos lo suficientemente cortos como
para no perjudicar ni a la red ni a los aparatos asociados aella.
Para iniciar la desconexión se sirven del movimiento de un
núcleo de hierro dentro de un campo magnético proporcional al
valor de la intensidad que circula.
La curva característica de un disparo magnético es la
representada en la figura siguiente.
El dispositivo permite trabajar en la zona A pero no en la B. La
desconexión se efectúa cuando las condiciones del circuito
llegan a la zona rayada de separación entre ambas.
El límite inferior de la curva (unos 4 milisegundos), viene
teterminado por el tiempo que transcurre desde el instante de
establecimiento de la intensidad, hasta la extinción del arco.
Este tiempo marca la inercia mecánica y eléctrica propia de
estos aparatos
INTERRUPTORES MAGNETO-TÉRMICOS
Poseen tres sistemas de desconexión: manual, térmico y
magnético. Cada uno puede actuar independientemente de los
otros, estando formada su curva de disparo por la uperposición
de ambas características, magnética y térmica.
En el gráfico de la figura puede verse la curva de desconexión de un magneto-térmico, en la que se aprecia una zona A, claramente térmica, una zona B que corresponde a la reacción magnética, y la zona de solape C, en donde el disparo puede ser provocado por el elemento magnético o térmico indistintamente.
Mecánicamente, podemos decir que estos interruptores disponen de desconexión libre, es decir, que cuando se produce una desconexión, ya sea por sobrecarga o cortocircuito, el aparato desconecta aunque se sujete la manecilla de conexión.
INTERRUPTORES DIFERENCIALES
Son interruptores automáticos que evitan el paso de corriente de intensidad peligrosa por el cuerpo humano. La peligrosidad de los efectos que se pueden producir depende de la intensidad de la corriente y de su duración.
Si este punto se halla en la zona A, los efectos que se producirán serán inofensivos para personas normales. Si se halla en la zona B, ocasionará molestias que pueden ser peligrosas, y si se halla en la zona C podrá resultar mortal, ya que puede ocasionar inconsciencia o fibrilación ventricular
Los diferenciales se basan en una característica de los circuitos bifásicos o trifásicos, en los que la suma de las intensidades debe ser cero cuando no existen fugas. Cuando por algún motivo la suma de intensidades no es cero, en la bobina auxiliar aparece una tensión que aplicada a una pequeña bobina, acciona un pivote que a su vez acciona el dispositivo mecánico que abre los contactos principales del circuito. Según sea el valor de la intensidad de desequilibrio que acciona el diferencial, así se definirá su sensibilidad. Normalmente se fabrican de dos sensibilidades, 30 y 300 mA.
La intensidad nominal que puede controlar un diferencial, depende de las dimensiones de los contactos principales, y se fabrican con intensidades comprendidas entre 25 y 63 A