Electricidad

Electricidad gy rositaolimpia ‘IOR6pR 16, 2011 7 pagos PROTECCIONES ELÉCTRICAS CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DE UNA INSTALACIÓN ELECTRICA INTRODUCCION: Durante su funcionamiento, toda instalación eléctrica puede presentar dos estados operativos • ESTADO DE OPERACIÓN NORMAL. • ESTADO DE OPERACION ANORMAL. CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DE UNA INS ALACIÓN E ÉCTRICA ESTADO DE OPERACI Es el estado de funci todos los parámetro (Voltaje, consumo, co or7 Sv. ipe to View nut*ge m le ción en el cual eratura delos conductores, etc…. ) se encuentran Dentro de los márgenes previstos.

ESTADO DE OPERACIÓN ANORMAL. Cuando uno o más parámetros de la instalación eléctrica exceden las condiciones previstas, Decimos que el circuito esta operando anormalmente. Ocurren situaciones como el sobre consumo, El aumento de temperatura en los conductores, variaciones de voltaje, cortocircuitos, etc… CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA PERTURBACIONES situación anormal, el sistema eléctrico no puede continuar operando. Los tipos de fallas más comunes son las sobrecargas permanentes, los cortocircuitos, las fallas de aislación, el corte de onductores, etc…

TIPOS DE FALLAS Las fallas, según su naturaleza y gravedad, se clasifican en: • SOBRECARGA • CORTO CIRCUITO • FALLAS DE AISLACIÓN Las sobrecargas mas comunes se originan en el exceso de consumos en la instalación eléctrica. Debido a esta situación de sobre exigencia, se produce un calentamiento excesivo de los conductores eléctricos, lo que puede conducir a la destrucción de su aislación, provocando incluso su inflamación, con el consiguiente riesgo para las personas y la propiedad. Es la falla de mayor gravedad para una instalación eléctrica.

En los cortocircuitos el nivel de corriente alcanza valores tan altos, que los conductores eléctricos se funden en los puntos de falla, produciendo calor, chispas e incluso flamas generando un alto riesgo de incendio del inmueble. Los cortocircuitos se originan por la unión fortuita de dos líneas eléctricas que han perdido su aislación, entre las cuales existe una diferencla de potencial (fase neutro ,220 v) FALLAS DE AISLACIÓN Las fallas de aislación no siempre dan origen a un cortocircuito.

En muchos casos una falla en algún equipo eléctrico, provoca que la carcaza me equipo se energice, con de las aislaciones, los cortes de algún conductor, uniones mal aisladas, mala ejecución de las reparaciones, uso de artefactos en mal estado, etc. PROTECCIONES CONTRA SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOS Toda instalación eléctrica debe ser provista de Protecciones; cuyo objetivo es Reducir al máximo los efectos producidos por una Falla ( Sobrecargas, Cortocircuitos, ó Pérdidas de Aislación Las Protecciones de mayor aplicación: • Los Fusibles. • Los Dlsyuntores magneto-térmicos. ?? Los Diferenciales. Los fusibles son dispositivos de protección de las instalaciones o us componentes, diseñados para interrumpir la corriente por la fusión de uno de sus elementos integrantes, Los fusibles están compuestos por un hilo conductor de bajo punto de fusión, el que se sustenta entre dos cuerpos conductores, en el interior de un envase cerámlco o de vidno, que le da su forma característica al fusible. Este hilo conductor permite el paso de corriente por el circuito mientras los valores de esta se mantengan entre los limites aceptables.

Si estos limites son excedidos, el hilo se funde, despejando la falla y protegiendo así la instalación de los efectos egativos de este exceso. VALORES CARACTERÍSTICOS DE LOS FUSIB ES • INTENSIDAD MÍNIMA ( min. ): Corriente mínima de operación que origina la fusión del hilo fusible ; p. ej. Fusible tipo g (1 ,6 a 2 veces el calibre nominal del fusible). 31_1f,• • TIEMPO DE OPERACIO po en que el hilo fusible nominal del protector fusible. ESFUERZOS TÉRMICOS DE PRE-ARCO Y DE ARCO • Un fusible despeja un corto circuito en dos tiempos : el pre- arco y luego el arco. ?? El esfuerzo térmico de pre-arco corresponde a la energía mínima necesaria para que el elemento del fusible llegue a su unto de fusión. • Es importante conocer este esfuerzo térmico de arco corresponde a la energía limitada entre el fin del pre-arco y la interrupción total • Fig. 1 : Los esfuerzos térmicos de pre-arco y de arco están ligados a la forma de estas curvas. CARACTERISTICAS DE OPERACION DE LOS FUSIB ES • Alta seguridad de protección. • Pérdidas reducidas (calentamiento). ?? Bajo costo de mantención y reposición. • Gran capacidad de ruptura ( corriente máxima que la protecclón puede despejar en un cortocirculto). EL DISYUNTOR MAGNETO-TÉRMICO ?? Los disyuntores magneto-térmicos, conocidos comúnmente como interruptores automáticos, se caracterizan por: • Desconectar o conectar un circuito eléctrico en condiciones normales de operación. • Desconectar un circuito eléctrico en condiciones de falla, sobrecargas ó corto circuitos. ?? Poseer un elevado numero de maniobras, lo que le permite ser utilizado nuevamente diferencia del fusible, que ‘despeje» de una falla, a a vez. formado por dos metales de distinto coeficiente de dilatación lineal. • La curvatura que se origina con el calentamiento del bimetal s equivalente al calentamiento de los conductores del circuito. • Cuando la corriente supera el valor permitido, la curvatura llega a un punto extremo, que hace actuar un mecanismo de desenganche, originando la operación de la protección. ?? La protección térmica al actuar frente a sobre cargas, no es instantánea, sino que de tiempo retardado. EL ELEMENTO MAGNETICO • Esta parte de la protección esta formada por una bobina , con gran cantidad de vueltas alrededor de un núcleo magnético • Al ser recorrido por una corriente eléctrica genera una acción magnética . ?? Esta bobina esta conectada en serie con el circuito que se va a proteger . ?? Cuando la corriente alcanza un valor muy grande (tres ó mas veces la corriente nominal del protector ) el magnetismo generado atrae un contacto móvil que actlva la desconexión del interruptor • Esto ocurre en un lapso de tiempo prácticamente instantáneo (Curva de operación) DIMENSIONAMIENTO DE LA PROTECCIÓN TÉRMICO-MAGNÉTICA • En circuitos eléctricos, lo usual es utilizar disyuntores con una sensibilidad del dispositivo magnético , adecuado a los requerimientos operativos, del tipo de consumo al que se le daré rotección ; es así : • En circuitos eléctricos de alumbrado lo usual es utilizar disyuntores de gran sensibilidad en la operación del dispositivo magnético : TIPO 3 baja sensibilidad, para la operación del dispositivo magnético : TIPO D SELECTIVIDAD DE COORDINACION DE PROTECCIONES • Salvo en instalaciones muy elementales, siempre hay dos o mas protecciones conectadas en serie entre el punto de alimentación y los posibles puntos de fallas. • Para delimitar la falla a la menor área posible, las protecciones deben actuar en forma escalonada; de la falla a la fuente. ??? Las protecciones deberán entonces elegirse y regularse, de acuerdo a sus curvas de características, de modo que operen frente a cualquier eventualidad en la forma descrita. SOBRECARGAS: Utilizar las curvas de zonas de funcionamiento de los diferentes aparatos de protección. Sobre un mismo ábaco, las zonas de funcionamiento no deben cortarse. • CORTOCIRCUITOS: Verificar los puntos de operación, a efecto de no tener el «tripeo» de dos o más protectores en cascada (Umbral parcial). COORDINACION ENTRE FUSIBLES • Un fusible despeja un corto circuito en dos tiempos: Pre-arco Arco. • El esfuerzo térmico de Pre-arco corresponde a la energía • El esfuerzo térmico de Arco corresponde a la energía limitada entre el fin del pre-arco y la interrupción total. ?? TIEMPO DE PASO: • En protecciones fusibles en cascada, se recomienda trabajar en función del Tiempo de paso qu abajo. • Se recomienda un dimensionamiento de la protección de respaldo: 1. 8 a 2. 5 veces el calibre nominal de la protección inferior. SELECTIVIDAD DE DISYUNTORES • En el caso mostrado de disyuntores: • Las curvas de operación, deben estar en la posición relativa ostrada para que estos sean selectivos. • A partir del punto U, se establece el umbral de selectividad, de las unidades magnéticas. SELECTIVIDAD DE FUSIBLE Y DISYUNTOR • El esfuerzo térmico de pre-arco de un fusible puede ser considerado como una constante, pero el esfuerzo térmico total de ruptura de un disyuntor esta ligado a la corriente de falla. ?? La selectividad será por consiguiente asegurada hasta un valor de corriente llamado umbral de selectividad (punto P en la figura). • En la condición propuesta, el disyuntor esta más próxmo l consumo, de modo que debe operar primero; esto se logra seleccionando un disyuntor y un fusible que tenga curvas de operación similares a la mostrada en la figura. • Hay selectividad siempre que el esfuerzo térmico de pre- arco del fusible sea superior al esfuerzo térmico total de ruptura del disyuntor. EL PROTECTOR DIFERENCIAL • Falla de aislación: • Esta falla involucra directamente la seguridad de las personas; exponiendola a un schock eléctrico a raíz de la aparición de las Tensiones Contacto Indire • Una protección Difere binación con una puesta a