interruptores automáticos de bt con la norma iec 947-2

Cuaderno Tcnico n 150

Evolucin de los interruptoresautomticos de BT con la normaIEC 947-2

E. Blanc

Cuaderno Tcnico Schneider n 150 / p. 2

La Biblioteca Tcnica constituye una coleccin de ttulos que recogen las novedadeselectrotcnicas y electrnicas. Estn destinados a Ingenieros y Tcnicos que precisen unainformacin especfica o ms amplia, que complemente la de los catlogos, guas de producto onoticias tcnicas.

Estos documentos ayudan a conocer mejor los fenmenos que se presentan en las instalaciones,los sistemas y equipos elctricos. Cada uno trata en profundidad un tema concreto del campo delas redes elctricas, protecciones, control y mando y de los automatismos industriales.

Puede accederse a estas publicaciones en Internet:

http://www.schneider-electric.com.ar

La coleccin de Cuadernos Tcnicos forma parte de la Biblioteca Tcnica del Grupo Schneider.

Advertencia

Los autores declinan toda responsabilidad derivada de la incorrecta utilizacin de las informaciones y esquemasreproducidos en la presente obra y no sern responsables de eventuales errores u omisiones, ni de las consecuenciasde la aplicacin de las informaciones o esquemas contenidos en la presente edicin.

La reproduccin total o parcial de este Cuaderno Tcnico est autorizada haciendo la mencin obligatoria:Reproduccin del Cuaderno Tcnico n 150 de Schneider Electric.

cuadernotcnico no 150Evolucin de losinterruptoresautomticos de BTcon la normaIEC 947-2

Por : Etienne Blanc

Trad.: E. Mil

Edicin francesa: septiembre 1 997

Versin espaola: marzo 1 998

Etienne Blanc

Diplomado ingeniero IEG en 1968,entra en Merlin Gerin en 1970.Despus de tres aos en Informacin- Promocin de ventas donde esresponsable de la documentacintcnica BT, pasa a la Direccintcnica y se dedica al estudio de lasredes (estabilidad dinmica,proteccin, selectividad, armnicos,seguridad...). En 1983 alcanza laDireccin tcnica del Departamento deinterruptores automticosindustriales donde es gerente deproductos.

Diego PeresVersin argentina: enero 2 003


Evolucin de los interruptores automticosde BT con la norma 947-2

La evolucin de la necesidad deseguridad y de las tecnologas hallevado a una revisin significativa delas exigencias normativas para losinterruptores automticos industriales(instalacin reservada a profesionaleselectricistas).

Hoy en da, la conformidad a lanorma IEC 947-2 de 1989, reeditaday completada en 1995, puedeconsiderarse como un seguro a todoriesgo en cuanto a las prestaciones delos interruptores automticos.

Es digno de especial mencin el quetodos los pases hayan aprobado estanorma; el ltimo, Japn, deberhacerlo prximamente.

Este Cuaderno Tcnico explica lamayor parte de esta norma,comparndola con la antiguaIEC 157-1 y detalla los numerososensayos que estos aparatos de cortehan de sufrir. Adems, estos ensayosreproducen muy fielmente losesfuerzos que se presentan en lasinstalaciones elctricas reales.

ndice

1 Introduccin La publicacin IEC 947-2 p. 5

Etapas de su aplicacin p. 7

Sus novedades principales p. 7

2 El interruptor automtico, un Caractersticas y nuevos ensayos p. 8aparato de seguridad multifuncional para asegurar mejor la proteccin

contra las sobreintensidades

La resistencia a las p. 10sobretensiones para lacoordinacin del aislamiento

La introduccin de la electrnica p. 11en los interruptores automticosindustriales

Seccionamiento y proteccin p. 12diferencial: dos funcionescomplementarias ahora reconocidas

3 Una norma con ensayos que Ensayos agrupados en p. 14reproducen la realidad secuencias

Un muestreo de interruptores p. 14automticos muy extenso

4 Consecuencias prcticas Los criterios fundamentales de p. 16para el diseador de una eleccin de un interruptor automticoinstalacin no han cambiado

Utilidad de la capacidad de p. 16ruptura en servicio Ics

Dos aparatos en uno: el p. 16interruptor automtico-seccionador

Un seguro a todo riesgo: p. 17la conformidad con la IEC 947-2

Anexo 1: Principales diferencias entre las normas IEC 157-1 y IEC 947-2 p. 18

Anexo 2: Definiciones y smbolos segn la IEC 947-2 p. 19

Anexo 3: Ejemplos de clculo de Icc probables p. 20

Anexo 4: La norma IEC 898 para los interruptores automticos de p. 22uso domstico

Diego Peres


Fig. 1: Las normas productos y las normas de instalacin.

En el mundo de la electrotecnia, hay dos tipos de normas que todos los implicados debende respetar:1. las normas productosHay una norma de stas para cada uno de los elementos de una instalacin elctrica.La conformidad de un producto con estas normas es, para el usuario, un seguro de calidady fiabilidad.2. las normas de instalacinAgrupan el conjunto de reglas que hay que respetar en el diseo, instalacin y uso de unainstalacin elctrica para asegurar:n condiciones idneas en la alimentacin de los receptores (tensin, frecuencia,continuidad del suministro, ...),nla seguridad de las personas y los bienes,n... y el que estas caractersticas se mantengan a lo largo del tiempo.En Espaa, la norma UNE 20.460 es de esta categora.

Ejemplos de componentesa los que se refieren lasnormas productos:

nsistemas de alimentacinde energa,

ncuadro principal dedistribucin (envolvente yaparatos),

ncables,

ncuadros secundarios dedistribucin (envolvente yaparatos),

ncables,

nreceptores.

Principales parmetros quedefinen o tienen en cuenta lasnormas de instalacin:nesquema de conexin a tierra,ncorriente a transportar,nintensidad de cortocircuito,nintensidad de defecto deaislamiento,ntemperatura,ntipo y forma de instalar loscables,ncada de tensin mximaadmisible,nriesgos especiales (incendio,desgarga, explosin),selectividad,nexigencias especiales deexplotacin,netc.

1 Introduccin

Como todos los materialeselctricos, los interruptoresautomticos industriales de BT sedisean, fabrican y verifican conformea reglas que se agrupan en normas,llamadas normas de productos(figura 1).

Cada pas tiene sus propias normas(UNE en Espaa, UTE en Francia, BSen Inglaterra, VDE en Alemania, etc.)normalmente derivadas de laspublicaciones de la IEC (ComisinElectrotcnica Internacional) que lesirven de referencia.

Segn esto, actualmente, las normasque se refieren a los interruptoresautomticos industriales BT estnbasadas, en Europa como en otrogran nmero de pases, en la normaIEC 947-2, que sustituye desde 1989la norma IEC 157-1, publicada en1973 (figura 2).

La publicacin IEC947-2

Un paso ms hacia un estndarinternacional

La voluntad de conseguir unreconocimiento todava msinternacional de las recomendacionesIEC, as como los avances tcnicos ytecnolgicos conseguidos por losfabricantes desde 1973 obligaron alsubcomit 17B de la IEC a trabajar enla revisin de la publicacin 157-1.

Los trabajos de estos expertosinternacionales, entre los que habatres ingenieros de Schneider, seconcretaron en la publicacin de 1989de la primera edicin de la norma IEC947-2.

Esta norma obtuvo en la votacin desu aprobacin un gran acuerdomundial (Europa, Estados Unidos,Canad, Australia, `frica del Sur, ...).Japn fue la nica excepcin, perodeber reconocer oficialmente estanorma en 1997 1998 (figura3).

Fig. 2: Mapa de las influencias normativas.

G G

M

IEC

IEC

IEC

IECIEC

IECIEC

IECIEC

UL

UL

CSA

JIS

Diego Peres


La IEC947-2 es una parte de untrabajo mucho ms amplio: laIEC 947Esta obra abarca 7 documentos queconstituyen las normas IEC para elconjunto de la aparamenta elctricade BT utilizable en el campo industrial:

nIEC947-1:Reglas generales, 2edicin, (publicada en septiembre de1996),

nIEC947-2:Interruptoresautomticos, 2 edicin (publicada endiciembre de 1995),

n IEC947-3: Interruptores,seccionadores, interruptores-seccionadores y seccionadores-fusibles (antes, IEC 408) (publicada en1990),

nIEC947-4.1: Contactores yarrancadores de motores (antes,IEC158-1 y IEC 292) (publicada enmayo de 1996),

nIEC 947-4.2: Reguladores yarrancadores con semiconductorespara motores de corriente alterna(publicada en 1995),

nIEC947-5.1: Aparatos y elementosde conmutacin para circuitos demando (antes, IEC 337) (publicada enmarzo de 1990),

nIEC947-5.2: Detectores deproximidad (publicada en julio de1992),

nIEC947-6.1:Materiales de conexinde transferencia automtica(publicada en 1989),

nIEC947-6.2: Aparatos de conexinde mando de protecciones (ACP)(publicada en agosto de 1992),

nIEC947-7.1: Bloques de conexinpara conductores de cobre (publicadaen 1989).

Toda esta estructura ha permitidohomogeneizar el vocabulario y lasreglas generales entre las diferentesfamilias de productos; pero, paradeterminar la totalidad de las reglasrelativas a una categora de aparatos,es necesario consultar dosdocumentos ms:

nlas Reglas generales (IEC 947-1)que agrupan las definiciones,prescripciones y ensayos comunes atodo el material industrial BT,

Fig. 3: Representacin mundial de la IEC 947-2.

IECRepresentacin mundial

JISJapn

CSACanad

ULUSA

SABS(frica del Sur)

AS(Australia)

UNE(Espaa)

IEC(Italia)

UTE(Francia)

VDE(Alemania)

BS(Reino Unido)

En Europaocidental:

Norma947-2

textos aprobados y aplicados

textos aprobados

y no aplicadostextos en cursode aprobacin

En el hemisferioaustral


aparecido hasta este momentoninguna divergencia importante. As,el CENELEC public en 1991 dosnormas europeas, EN 60 947-1 y EN60 947-2, que se encuentran desde1992 entre las normas nacionales delos diferentes pases miembros.

En USA y Canad

Aunque estos pases hayan emitido undictamen favorable, sus normas (ULen USA, CSA en Canad) actualmenteen vigor son muy diferentes de la IEC947-2. A pesar de una ciertaaproximacin en algunos detalles, sepuede pensar que estos dos pasesconservarn todava mucho tiemposus normas especficas.

En Japn

Japn es el nico pas que ha votadonegativamente. Por tanto, no haadoptado los textos IEC y conservasus propias normas JIS. Mientrastanto, bajo la presin internacional, lasfronteras de estos pases se abrenprogresivamente y las IEC 947debern servir de base a una nuevanorma JIS.

En los otros pases del mundo

Cada pas, despus de estudiarlo,puede ratificar el texto IEC comonorma nacional aplicndole las

nlas normas productos (IEC 947-2 a la 7) que tratan de lasprescripciones y ensayos especficosdel producto concreto al que serefieren. As, los textos que se aplicana los interruptores automticos BTindustriales son las IEC 947-1 y IEC947-2.

Etapas de su aplicacin

En Europa

Los textos de la IEC 947 se estudianante todo a nivel del Comit Europeode Normalizacin ELECtrotcnica(CENELEC) que agrupa diez y ochopases de Europa Occidental.

A partir de estos textos bsicos, elCENELEC establece:

nbien una norma europea EN xxxque a continuacin se ratifica comonorma nacional para todos los pasesmiembros;

no, en caso de divergencias tcnicas,un documento de armonizacinHD... que a continuacin seconvierte en norma nacional con laintegracin de los puntos especficosde cada pas.

En lo que se refiere a laspublicaciones IEC947-1 y 2, no ha

modificaciones que considereoportunas.

Habiendo obtenido un acuerdoprcticamente unnime, la norma IEC947-2 ha sido adoptada con muypocas modificaciones por la mayorade pases.

Sus novedades principalesEs imprescindible sealar que losnuevos textos no modifican loscriterios fundamentales de eleccin deun interruptor automtico que afectana su poder de ruptura y su corrientenominal o asignada.

Sin embargo, proporcionan al usuariomejores garantas en cuanto a calidady prestaciones, introduciendo ensayosy exigencias adicionales que seaproximan ms a las condicionesreales de funcionamiento de uninterruptor automtico en su utilizacin(anexo 1).

Esta norma tiene tambin en cuenta lacapacidad de los interruptoresautomticos de asegurar, adems desus funciones habituales deproteccin contra sobreintensidades,otras, como el seccionamiento o laproteccin de personas, aadindolesun dispositivo diferencial.


2 El interruptor automtico, un aparato deseguridad multifuncional

La caracterstica de corte enservicio: Ics

Los clculos de corrientes decortocircuito presuntas se hacenhabitualmente con hiptesismaximalistas buscando siempre lamxima seguridad, en concreto:

n el cortocircuito es trifsico,

n el fenmeno se realiza cortando sinque aparezca el arco,

n no se tienen en cuenta lasresistencias de las conexiones,

n se considera que el cortocircuito seproduce en bornes de salida delinterruptor automtico, sin aadirningn tramo de cable,

n las resistencias de las conexionesse consideran a la temperatura normalde funcionamiento de los cables (enrealidad, cuando hay unasobreintensidad, estas resistenciasson mayores porque aumentan alcalentarse los cables).

Por todo lo anterior resulta que,cuando se produce un cortocircuito(hecho en s excepcional), el valor dela corriente real es bastante inferior (yen los circuitos finales, mucho menortodava) a la Icc calculada.

Por el contrario, es importante queestas corrientes, de probabilidad mselevada, sean interrumpidas en lasmejores condiciones, para asegurarque, una vez eliminada la causa deldefecto, se consiga un retorno delservicio inmediato y con la mejorseguridad posible para la instalacin.

Por esta razn, la IEC 947-2 introduceuna nueva caracterstica Ics, llamadapoder de corte de servicio, quegeneralmente se expresa en % de Icu(valor a escoger por el fabricante entreel 25, 50, 75 100%) y que seestablece de la manera siguiente:

n el interruptor automtico efectatres cortes sucesivos de la corrienteIcs,

n inmediatamente se prueba elaparato y se hacen una serie demedidas y maniobras para comprobarque mantiene todas sus

caractersticas (calentamiento con In,capacidad de cortar su corrientenominal efectuando el 5 % de suendurancia elctrica, rigidezdielctrica, funcionamiento de losrels y mecanismos de disparo...).

Esto hace que la Ics sea unacaracterstica que no podemosconsiderar como un simple poder deruptura (como era el poder de corteP2 en la IEC 157-1) sino como laaptitud de un interruptor automticopara asegurar un serviciocompletamente normal, inclusodespus de haber interrumpido variascorrientes de cortocircuito (abierto;cerrado/abierto; cerrado/abierto).

La corriente de corta duracinadmisible Icw (para losinterruptores automticos decategora B)

La norma IEC 947-2 define doscategoras de interruptoresautomticos:

n los de categora A no prevn, en sufuncionamiento, ningn retardo en ladesconexin por cortocircuito. Es elcaso general de interruptoresautomticos en caja moldeada, comoel Compact NS. Esta exigencia no essinnimo de no selectividad en ladesconexin (ver Cuaderno Tcnico n167);

n los de la categora B, para poderrealizar una selectividad cronolgica,pueden retardar su disparo ante uncortocircuito de valor inferior a Icw. Esnormalmente el caso de losinterruptores automticos abiertos(tipo Masterpact) y de ciertos aparatosde caja moldeada de calibres altos,como el Compact C1251N.

Para estos ltimos, la nueva IECobliga a hacer un ensayo adicional deverificacin de su capacidad parasoportar, tanto desde el punto de vistatrmico como electrodinmico (sinrepulsin de contactos, lo queprovocara un desgaste prematuro) elpaso de la corriente Icw durante eltiempo de retardo aadido. (Figura 4).

Caractersticas y nuevosensayos para asegurarmejor la proteccin contralas sobreintensidadesLo que espera ante todo un usuario deun interruptor automtico es quecumpla, sin ningn problema, su papelprincipal: proteger en cualquiercircunstancia y con toda seguridad lasinstalaciones elctricas contra lassobreintensidades, sean los que seansus valores, siempre que estncomprendidos entre la intensidadnominal del aparato y la corres-pondiente a su poder de ruptura.

Frente a esta necesidad, la IEC 947-2no slo mantiene las caractersticasprincipales de un interruptor autom-tico, (poder de ruptura, corrientenominal, tensin de empleo o nominal,etc.) clarificndolas y completndolascon nuevas nociones y prestaciones(anexo 2), sino que tambin obliga ahacer toda una serie de pruebas cuyorigor constituye la garanta de sucapacidad de abrir un circuito sea elque sea el valor de su corriente.

Aclaracin sobre el poder de cortePdC

En la IEC 157-1 coexistan, para unmismo interruptor automtico, dospoderes de ruptura, denominadosP1 y P2, diferenciados a la vezpor el ciclo de ensayos y lasexigencias de despus de la ruptura.

La IEC 947-2 elimina totalmente estaambigedad: en lo sucesivo, ningninterruptor podr tener ms que unnico poder de corte, llamado Icu (poderde corte final) expresado en kA. Icucorresponde, prcticamente, al poder deruptura P1 de la norma anterior y estdefinido de la misma forma: Icu (IEC947-2) = PdC P1 (IEC 157-1).Desde que se empieza el diseo deuna instalacin hay que comparar estacaracterstica con el valor de lacorriente de cortocircuito trifsico en elpunto donde se instala el interruptorautomtico, de modo que siempre:Icu (del aparato) Icc trifsico (de lared).


El corte en el esquema IT

En el esquema IT, los interruptoresautomticos pueden tener que cortarcon un solo polo una corriente dedefecto doble con la tensin entrefases. (Figura 5).

El anexo H de la IEC 947-2 tiene encuenta este tipo de corte y obliga aque los interruptores automticos quese utilicen con el esquema IT sufranuna prueba de corte especfico.

Los aparatos que no hayan superadoesta prueba, no se tienen que utilizarcon el esquema IT y han de marcarse

con el smbolo IT .

La coordinacin entre interruptoresautomticos

El trmino coordinacin se refiere alcomportamiento de dos aparatos, C1 yC2, instalados en serie en unadistribucin elctrica, al aparecer uncortocircuito aguas abajo de C2.(Figura 6).

Recordemos dos conceptos:

n uno, muy conocido, la selectividad,cada vez ms buscada en lasinstalaciones de distribucin elctricade baja tensin,

n otro, menos conocido (peroreconocido y aceptado en todas lasnormas de instalacin), llamadofiliacin, cascading, seriesrating o proteccin deacompaamiento. La filiacinconsiste en instalar un aparato C2,cuyo poder de ruptura Icu2 es inferiora la corriente de cortocircuito trifsicoen sus bornes Icc2) y que est

Fig. 4: Prueba adicional para los interruptores automticos de la categora B.

Fig.6: Dos interruptores automticos C1y C2 puestos en serie en un circuito.

Fig. 5: Ejemplo de corte de una corriente de defecto doble en una instalacin conesquema IT. Debido a la diferencia de calibre entre los dos interruptores automticos(C1 y C2) es posible que solamente uno de los dos, el C2, tenga la posibilidad deeliminar el defecto con un solo polo a la tensin compuesta (fase-fase).

I r I cs I cuI cw I

t

retardo mx.t

corriente de cortaduracin admisible Icw retardo asociado

In 2500 A In > 2500 A t

valores segn Icw 12 In Icw 30 kA 0,05 s (valor mnimo)IEC 947.2 (con mini 5 kA) 0,1 s

0,25 s0,5 s1 s

ejemplo Icw = 75 kA 1 sMasterpactM20 H2

(valorespreferentes)

CPA

M1 M2

1

2

3

NCP

C1Ib = 1 600 A

C2Ib = 60 A C1

C2


protegido o ayudado por otroaparato, el C1, ante los cortocircuitosde corriente comprendida entre Icu2 eIcc2 (figura 7). La ventaja principal deesta tcnica es el poder instalar en elpunto C2 un aparato de menoresprestaciones y, por ello, mseconmico, sin el menor riesgo sobrela seguridad de la instalacin.

Para determinar y garantizar lacoordinacin entre dos interruptoresautomticos, es necesario efectuaruna primera aproximacin terica delas caractersticas, que deben deconfirmarse mediante ensayoselegidos cuidadosamente. Este es elprocedimiento que siempre ha usadoMerlin Gerin para poder establecer lastablas de selectividad y filiacin queactualmente estn completamente deacuerdo con las del anexo A de la IEC947-2.

Fig.7: Principio de filiacin de dos interruptores automticos: el aparato C2, cuyo poderde corte Icu2 es inferior a la corriente de cortocircuito trifsico en sus bornes (Icc2),est protegido o "ayudado" por el aparato C1.

Las aproximaciones o mtodostericos previos consisten en:

n para la selectividad, lacomparacin de las caractersticasde limitacin del interruptor situadoaguas abajo con las caractersticasde no-desconexin del aparatosituado aguas arriba. (Figura 8). Elmtodo es muy exacto y no necesitamuchos ensayos de confirmacin;

n para la filiacin, se comparan lascaractersticas de limitacin delaparato colocado aguas arriba con losesfuerzos mximos que puedesoportar el aparato a emplazar aguasabajo. (Figura 9). Este mtodo esmucho menos preciso que el anteriory, tambin en este caso, la IEC 947-2exige que los resultados se verifiquencon un nmero mayor de ensayos.

La resistencia a lassobretensiones para lacoordinacin deaislamiento

Qu es la coordinacin deaislamiento?

Cualquier instalacin elctrica puedeverse sometida a sobretensionesocasionales producidas por muydiversas causas, como:

n sobretensiones atmosfricas,n sobretensiones de maniobra,n sobretensiones causadas por undefecto,n sobretensiones debidas a unaconexin MT/BT,n etc.

El estudio de estas sobretensiones(origen, valor, localizacin...) y lasreglas a aplicar para protegerse deellas es lo que se conoce con elnombre de coordinacin deaislamiento (Cuadernos Tcnicosn151 y 179).

En las redes industriales de bajatensin, la proteccin contra lassobretensiones se considera realizadacuando los materiales utilizadossoportan, sin problemas, los dos tiposde ensayos siguientes:

n ensayos de rigidez dielctrica a50Hz, ya bien conocidos, por ejemplo,la rigidez con (2 Ui + 1 000) V, durante1 minuto, que simulan el riesgo de undefecto de las instalaciones contensin ms elevada;

Fig.8: Determinacin terica del lmite deselectividad entre dos interruptoresautomticos.

Fig.9: Determinacin terica del lmite defiliacin entre dos interruptoresautomticos.

Fig.10: Onda de choque para losinterruptores automticos industriales1,2/50 s.

curva delimitacin delinterruptorautomtico

curva de no-disparodel interruptorautomtico

Islmite de la selectividad

Y

Icc presunta

C2

C1

1,2

100%

Uimp

50%

50 s

Segn el tipo de rel del interruptorautomtico C1, Y se expresa en:n A2.s (esfuerzo trmico) para unrel magnetotrmico,n kA pico para un rel electrnico.

En todos los casos esta verificacin debede hacerse con las curvas (Y),expresadas en A2.s (esfuerzo trmico)y en kA de pico.

Is Icu2 Icc2 Icu1

zona de selectividad

slo abre C2 C1 y C2 abren

zona de filiacin

I

curva de limitacin del interruptorautomtico

carga mximaaceptable parael interruptorautomtico

Is

lmite de filiacin

Y

Icc presunta

C2

C1

Icu2

zona defiliacin

Icu1


normas de instalacin segn la tablade la figura 11.

Ensayos de resistencia a las ondasde tensin de choque

Las publicaciones IEC 947 tienen encuenta las reglas de coordinacin delos aislamiento y exigen que losensayos de resistencia a las ondas dechoque se hagan sobre laaparamenta.

En la tabla de la figura 12 se detallanlos ensayos que deben de soportar losinterruptores automticos de usoindustrial con la caracterstica Uimp =8kV.

Destaquemos en esta tabla:

n que el valor Uimp deber ser vlidohasta 2 000 m de altitud. Puesto quelos ensayos se realizan normalmentea nivel del mar, hay que incrementarhasta el 23 % el valor de Uimp,

n que hay que hacer un ensayoespecifico para los aparatos en losque la superficie frontal es de clase ll,segn IEC 1140 (antes, IEC 536).Esta caracterstica constructiva,adems de que aumenta la seguridadpara los operarios, permite realizarinstalaciones en clase II dejandoaccesible la manecilla de mandomanual del aparato (figura 13). As,por ejemplo, todos los interruptoresautomticos Compact y Masterpact deMerlin Gerin tienen su parte frontal declase II.

La introduccin de laelectrnica en losinterruptores automticosindustrialesLa miniaturizacin, la disminucin decostos y las posibilidades nuevas queofrece la electrnica han llevadorecientemente a todos los fabricantesa sustituir una parte de los relsmagnetotrmicos por relselectrnicos.

n ensayos de rigidez a las ondas detensin de choque (onda de 1,2/50s:(figura 10) con valor Uimp (imp = deimpulso o cresta) variable segn elpunto de la instalacin; es unanovedad que aadan la rigidezdielctrica a las sobretensiones deorigen atmosfrico y de maniobra.

La caracterstica Uimp que debe detener un aparato se define en las

Fig. 11: Niveles previstos de sobretensiones transitorias (segn la publicacin 38 de laIEC y NFC 15 100, edicin de 1990, para una altitud de 2 000 m).

Fig. 12: Prueba de rigidez a las ondas de choque para los interruptores industriales.Durante los diversos ensayos, no debe de producirse ninguna descarga entre fases,entre contactos abiertos o entre fase y masa.

envolvente clase II

frontal clase II

Fig. 13: Equipo de clase II, con uninterruptor automtico de clase II en elfrontal.

Como que el valor de Uimp debe de ser vlido hasta 2 000 metros de altura y como que losensayos suelen realizarse normalmente a nivel del mar, estos ensayos se debern de efectuarcon un valor de tensin un 23 % mayor (por ejemplo, 9,8 kV para una Uimp de 8 kV).

tensin nominalde la instalacin

utilizaciones

en el origen de la instalacin / CuadroGeneral de BT

en los circuitos dedistribucin y finales

a nivel de los receptores

400 / 690 V 8 6 4230 /400 V 6 4 2,5

valores previstos de sobretensin escogidospara los interruptores automticos Merlin Gerin

6 kV = Multi 98 kV = Compact y Masterpact

aplicacin de latensin de choque

entre fases

entre bornes de entrada y salida conel interruptor abiertoentre fases y masa

valores de la tensin de choqueinterruptoresautomticos

9,8 kV

9,8 kV

9,8 kV 9,8 kV

int. automtico-seccionador+ frontal clase II

12,3 kV

14,7 kV

ensayos efectuadospara Masterpact

y Compact


La aparicin de esta tecnologa,utilizada en entornos severos (grandescorrientes, armnicos, temperaturas,choques mecnicos, etc), harequerido la publicacin de los anexosF y J de la IEC 947-2, para quedefinieran las prescripcionesadicionales para los interruptoresautomticos con proteccinelectrnica. Describen especialmentelos diferentes ensayos decompatibilidad electromagntica(CEM) que deben de pasar estosaparatos.

n ensayos de inmunidad a:o los armnicos(IEC 1000-4.13) (figura 14),o bajadas y cortes de corriente(EN 50 160),o variaciones de frecuencia(EN 50 160),o transitorios conducidos(IEC 1000-4.4),o perturbaciones de AF(IEC 1000-4.4),o campos electromagnticos(IEC 1000-4.8.9.10),o perturbaciones electroestticas(IEC 1000-4.2).n los ensayos para la limitacin de lasemisiones radiadas a frecuencia deradio.

Prevn tambin los ensayos de calorseco, calor hmedo (figura 15) y lasvariaciones rpidas de temperatura.

Seccionamiento yproteccin diferencial: dosfunciones complementariasahora reconocidasHace ya muchos aos que algunosconstructores, entre ellos Merlin Gerin,se imponen importantes esfuerzospara proponer a la aprobacininterruptores automticos vlidos parael seccionamiento.

Del mismo modo, en los aos 60,Merlin Gerin ha sido el primerconstructor que ha propuestointerruptores automticos diferencialesconstituidos por un interruptorautomtico y un bloque adicional obloque Vigi que garantiza laproteccin de personas ante defectosde aislamiento producidos en la redaguas abajo.

Estas dos funciones ahora lascontempla la IEC 947-2.

Fig.14: Formas de ondas aplicadas a los aparatos para el ensayo de inmunidad a losarmnicos.

Fig.15: Ciclo de ensayo en calor hmedo, repetido durante 28 das consecutivos.

primerperodo de

temperaturaconstante

segundoperodo de

temperaturaconstante

duracin (h)

perodode

enfriamiento

perodo deelevacin de

la temperatura

100

95

90

temperaturaen oC

humedad relativaen %

55

25

3 12 14h30 240


1.- Ensayo de medida de corrientes de fuga.

Tiene por misin el asegurar que un interruptor automtico en posicin abierto no dejapasar corrientes de fuga que puedan representar peligro alguno para el usuario.n se realizan cuatro ensayos con un 110 % de la tensin mxima de utilizacin:o con un aparato nuevo, la corriente de fuga no debe de ser superior a 0,5 mA por polo,o despus del ensayo de corte de corriente Ics, no debe de ser superior a 2mA por polo,o despus del ensayo de endurancia, no debe de ser superior a 2 mA por polo,o despus del ensayo de corriente Icu, no debe de ser superior a 6 mA por polo.n en este ltimo caso, el aparato est al final de su vida y se puede decir que estosensayos garantizan al usuario que un interruptor automtico-seccionador no tendr nuncauna corriente de fuga superior a 6 mA (corriente extraordinariamente dbil y que norepresenta ningn peligro).

2.- Rigidez dielctrica reforzada a las tensiones de choque.

Para un interruptor automtico declarado no-apto para el seccionamiento, el ensayoconsiste en aplicar una tensin de choque Uimp entre fases y despus entre fase y masadel aparato.Para un interruptor declarado apto para el seccionamiento, se hace un tercer ensayoentre las entradas y las salidas del aparato en posicin abierto con una tensin dechoque mayor (fig. 12). As, para un aparato declarado apto para el seccionamiento yprobado con Uimp = 8kV, el ensayo de tensin de choque a nivel del mar entre la entrada yla salida del aparato abierto se har con 12,3 kV en lugar de 9,8 kV.

3.- Ensayo de resistencia mecnica.

Este ensayo, frecuentemente llamado prueba de soldadura de los contactos consiste enmantener un contacto cerrado y aplicarle, durante 10 segundos, un esfuerzo tres vecesmayor que el esfuerzo normal de su rgano de maniobra.A lo largo de este ensayo, el indicador de posicin no debe de indicar abierto y no debede poderse poner ningn dispositivo del sistema de cierre con llave.

Fig. 18: Interruptor automtico-seccionador Compact (Merlin Gerin).

Interruptor automtico-seccionador

Un interruptor automtico podrconsiderarse apto para elseccionamiento si supera con xito laserie de ensayos descritos en la tablade la figura 16. El aparato llevarentonces, visible en su cara delantera,el smbolo de interruptorautomtico-seccionador. (Figuras 17y 18).

Interruptor automtico-diferencial

Son muchos los constructores deaparamenta que han adoptado latecnologa de Merlin Gerin. (Figura19). Actualmente, el interruptorautomtico diferencial es un aparatomuy empleado pero sobre el que noexiste ninguna norma especfica deconstruccin, por lo que la calidadpuede variar notablemente entre unosfabricantes y otros.

A peticin de la representacinfrancesa y basado en un proyectorealizado en Francia, la IEC 947-2 haintroducido un anexo (ver anexo B)para este producto.

Fig. 19: Vigicompact, interruptorautomtico diferencial industrial (MerlinGerin).Fig. 16: Los tres ensayos de aptitud de un interruptor automtico al seccionamiento.

interruptorautomtico

interruptorautomtico--seccionador

Entre los puntos importantes, cabedestacar los ensayos siguientes:

n no degradacin de las unidades deproteccin diferencial (bloques Vigi)despus de disparos con Icu e Ics,

n ausencia de desconexinintempestiva en caso de:o sobreintensidad con 6 In,o onda de corriente 8/20 s,o carga de capacidades de red,

n funcionamiento en condiciones deentornos severos (ciclo 28 das decalor hmedo). (Figura 15).

Fig. 17: Smbolos.


3 Una norma con ensayos que reproducen la realidad

La vida de un interruptor automticoen una instalacin elctrica soporta uncierto nmero de situaciones difciles,por ejemplo:

n maniobras de apertura/cierremanual (a distancia con un mandoelctrico), en vaco, con corrientesmenores o iguales que ln, o, msraramente, con sobrecargas,

n desconexin por la accin de lasbobinas de tensin mnima o la deemisin de corriente,

n sobretensiones de choque(atmosfricas o de maniobra),

n desconexin con sobrecarga,

n excepcionalmente, desconexin concortocircuito o defecto de aislamiento,

n enclavamiento en posicinabierto para poder trabajar en elcircuito...

Por tanto, es normal que una normade ensayos que se refiere a laaparamenta de proteccin, como losinterruptores automticos, no slogarantice el conjunto de prestacionesanunciadas, sino que tambin simulede la mejor forma posible losesfuerzos sucesivos a los que puedanverse sometidos durante suutilizacin.

Siguiendo esta filosofa, los ensayostipo exigidos en la IEC 947-2 se hanagrupado en secuencia y deben derepetirse sobre un nmero especficode aparatos.

Ensayos agrupados ensecuenciasSegn la IEC 157-1, cada ensayopreceptivo se realizaba sobre unaparato que no hubiera sufrido ningnotro ensayo.

De ahora en adelante, con la IEC947-2, un mismo aparato se vesometido a una sucesin de ensayosacumulativos, agrupados ensecuencias.

As, se han definido cinco secuenciasy cada tipo de interruptor automticoha de soportar, segn suscaractersticas, dos, tres o cuatro deestas secuencias (figura 20). Una delas secuencias ms significativa es,sin duda, la secuencia 1: estasecuencia deja perfectamente claroque los aparatos as probados sesometen a esfuerzos excepcionales.

Un muestreo deinterruptores automticosmuy extensoPara combinar todas las posibilidadescitadas, estas secuencias se repitensobre varios interruptores automticosdel mismo tipo pero conconfiguraciones diferentes (figura 21):

n en tripolar y en tetrapolar,n equipados con diversos rels,n con tensiones diferentes,n con varias regulaciones o ajustes,n con alimentacin por los bornessuperiores e inferiores, si se indicaque el aparato lo ha de soportar,n con y sin proteccin diferencial, sies que est prevista, etc.

De este modo, los informes dehomologacin cubren el conjunto deprestaciones anunciadas y garantizanal usuario que el aparato cumplircorrectamente su funcin,cualesquiera que sean:

n las caractersticas de la red,n los accesorios del interruptorautomtico,n las regulaciones efectuadas.

n Muestra 1:Ensayo lcs = 100 kA, con Ue mnima,240 V, sobre un aparato equipadocon el rel de mayor calibre, el TM160 D, ajustado al mximo, o sea, a160 A. Alimentacin por los bornessuperiores.

n Muestra 2:El mismo ensayo con un aparatoequipado con un rel del calibre mspequeo, el TM 16 D, ajustado almnimo, o sea, a 112 A. Alimentacinpor los bornes superiores.

n Muestra 3:Ensayo lcs = 70 kA, con Ue media,415 V, con un aparato equipado conel rel de mayor calibre, el TM 160 D,regulado al mximo, o sea, 160 A.Alimentacin por los bornessuperiores.

n Muestra 4:Ensayo lcs = 10 kA, con Ue mxima,690 V, con un aparato equipado conel rel de calibre mayor, el TM 160 D,ajustado al mximo, o sea, a 160 A.Alimentacin por los bornes inferiores.

n Muestras: 5, 6, 7 y 8:Iguales que las 1, 2, 3 y 4, pero conun dispositivo de proteccin decorriente diferencial residual, bloqueVigi, asociado al interruptorautomtico.

Fig. 21: La secuencia de ensayos depoder de corte de servicio Ics, aplicada aun interruptor automtico Vigicompact NS160H, por ejemplo, debe de repetirse sobre8 aparatos.


Secuencias Tipo de interruptor Ensayos a realizar sucesivamente Ensayos adicionales parade ensayo automtico sobre un mismo interruptor automtico interruptores automticos

Cat.A Cat.B declarados aptos para elIcw Icw Icw seccionamiento< Ics = Ics = Ics

= Icu

Secuencia 1 1 Verificacin de los umbrales de desconexin 1 demCaractersticas X X X X 2 Propiedades dielctricas, ensayos: 2 propiedades dielctricasgenerales de Uimp entre fases demfuncionamiento Uimp entre fase y masa dem

Uimp entre terminales entrada/salida Uimp + 25 % entre E/S+ pruebas de corriente de fuga( 0,5 mA por polo, con 110 % Ue)

3 Endurancia mecnica 3 dem4 Endurancia elctrica 4 dem5 Funcionamiento con sobrecarga a 6 ln 5 dem6 Rigidez dielctrica con 2 Ui (50 Hz -1 mm) 6 dem

+ prueba de corriente de fuga( 2 mA por polo, con 110 % Ue)

7 Calentamiento con In 7 dem8 Verificacin de no-deriva de los rels de sobrecarga 8 dem

Secuencia 2 1 Tres rupturas sucesivas de corriente Ics, 1 demPrestaciones X X segn el ciclo A - 3 mm - CA - 3 mm - CA (1)de corte en 2 Verificacin de aptitud para el funcionamiento 2 demservicio Ics (5 % de la endurancia elctrica)

3 Rigidez dielctrica con 2 Ui (50 Hz - 1 mm) 3 dem+ ensayo de corriente de fuga( 2mA por polo con 110 % Ue)

4 Calentamiento con In 4 dem5 Verificacin de no-deriva de rels de sobregarga 5 dem

Secuencia 3 1 Verificacin de los rels de sobrecarga con 2 Ir 1 demPoder de corte X X X 2 Dos cortes sucesivos de corriente Icu siguiendo 2 demcorte ltimo Icu (2) (2) (2) el ciclo A - 3 mm - CA

3 Rigidez dielctrica con 2 Ue (50 Hz, 1 mm) 3 dem+ ensayo de corriente de fuga( 6 mA por polo con 110 % Ue)

4 Verificacin de no-deriva de los rels de sobrecarga 4 dem

Secuencia 4 1 Verificacin de los rels de sobrecarga con 2 Ir 1 demCorriente X 2 Ensayo de rigidez dielctrica del aparato con la 2 demasignada de corriente asignada de corta duracin admisiblecorta duracin durante el tiempo indicado por el fabricanteadmisible Icw 3 Calentamiento con In 3 dem

4 Dos rupturas sucesivas con la tensin mxima de la 4 demcorriente Icw, con el ciclo A - 3 mm - CA

5 Rigidez dilctrica con 2 Ui (50 Hz, 1 mm) 5 dem6 Verificacin de no-deriva de los rels de sobrecarga 6 dem

Secuencia X X 1 Verificacin de los rels de sobrecarga con 2 Ir 1 demde ensayos 2 Ensayo de rigidez dielctrica del aparato con la 2 demcombinados corriente asignada de corta duracin admisible

durante el tiempo indicado por el fabricante3 Tres rupturas sucesivas de corriente Ics, siguiendo 3 dem

el ciclo A - 3 mm - CA - 3 mm - CA4 Verificacin de la aptitud para el funcionamiento 4 dem

(5 % de la endurancia elctrica)5 Rigidez dielctrica con 2 Ui (50 Hz - 1 mm) 5 dem

+ ensayo de corriente de fuga( 2 mA por polo, con 110 % Ue)

6 Calentamiento con In 6 dem7 Verificacin de no-deriva de los rels de sobrecarga 7 dem

(1) C= cerrado; A = abierto. (2) si Icu = Ics no es necesaria esta secuencia.

Fig. 20: Los ensayos agrupados en secuencia, segn la norma IEC 947-2.


4 Consecuencias prcticas para eldiseador de una instalacin

Los criteriosfundamentales de eleccinde un interruptorautomtico no hancambiadoPara definir el interruptor automticoque hay que instalar en un punto deuna instalacin elctrica, es precisoconocer los dos parmetrossiguientes:

n la corriente a transportar IB,

n el valor de la corriente decortocircuito trifsico (Icc prevista) enese punto de la instalacin.

La eleccin del interruptor automticose realiza, como siempre, comparandosu intensidad de regulacin Ir con IB, ysu poder de corte Icu con Icc prevista(figura 22). Estas dos comparacioneso reglas bsicas se describen en lanorma de instalacin UNE 20 460 ypermanecen sin cambio.

Utilidad de la capacidadde ruptura en servicio lcsPor las razones explicadas en elcaptulo 2, la IEC 947-2 ha definido lanueva caracterstica lcs, capacidad deruptura en servicio, como la aptitud deun aparato para asegurar un serviciocompletamente normal, despus decortar un cortocircuito de valorprobable.

Aunque no haba todava ningunaregla en las normas de instalacin(UNE 20 460, IEC 364 o NF C 15-100)que correspondiera a la utilizacin dela caracterstica lcs, es importante yprudente, en beneficio de una ptimacontinuidad del servicio, elegir unaparato cuya caracterstica lcs sea talque: Ics Ics probable.

a) Interruptores automticosinstalados cerca de una fuente deenerga:

Nos referimos a los aparatosinstalados en la cabecera o acometida

general, en acoplamiento de cuadroso a la salida del cuadro general deBT, que, debido a su proximidad conlos transformadores, deben deasegurar la proteccin contra defectoscon muy poca impedancia. As sucedeque los defectos monofsicos fase/neutro o fase/CP son del mismo ordende magnitud que los lcc trifsicos,debido a que son muy bajas:

n las impedancias homopolares delas fuentes,

n las resistencias de conexin,

n la impedancia de conexin entre lafuente y el aparato de proteccin.

En estas condiciones las corrientes decortocircuito probables estn prximasal valor terico lcc previsto (ver elejemplo de clculo del anexo 3).

Por tanto, es importante escoger losaparatos cuya caracterstica lcs estprxima o iguale a Icu.

Las gamas Masterpact y Compact NS(Merlin Gerin), pensadas parautilizarlas en este punto de lainstalacin, tienen, lgicamente, unIcs = 100 % Icu.

b) Interruptores automticos decalibre menor utilizados lejos de lasfuentes de energa:

Estos aparatos, instaladosgeneralmente en los cuadros dedistribucin, protegen los cables deunin entre cuadros o entre cuadros yreceptores.

En este caso, los cortocircuitosprobables se ven muy atenuados yaque, de producirse, son casi siempremonofsicos o bifsicos y situados alfinal de cables protegidos.

Puede estimarse que su valor llegar,como mximo, al 80% de la Iccbifsica calculada en el inicio de lacanalizacin.

Los clculos demuestran que lacorriente de cortocircuito probable es,en la mayor parte de los casos,inferior al 50% de la Icc prevista(anexo 3).

Sin que sta sea una regla deinstalacin desde el punto de vistaestricto de las normas, utilizar en estecaso interruptores automticos cuyaIcs sea 50% es una norma deprecaucin para la longevidad de lainstalacin.

Todos los aparatos de la gama Multi 9(Merlin Gerin) se utilizan, normalmente,en este nivel de la distribucin y tienenun poder de corte de servicio al menosigual al 50% de lcu.

Dos aparatos en uno: elinterruptor automtico-seccionadorTeniendo en cuenta las cualidadesexigidas a una instalacin elctrica,hay una que adquiere una importanciacapital para la explotacin: es laposibilidad de efectuar unaintervencin en que no se castiguems que al mnimo posible de lainstalacin. En este caso, castigar =seccionar + enclavar en posicinseccionado (con candado ocerradura) + comprobar la ausenciade tensin en el punto de intervencin.

Evidentemente que la solucin msflexible sera el poder disponer dedispositivos de seccionamiento/castigo en todos los niveles de ladistribucin. Una respuesta prctica, ysin coste adicional, lo aportan losinterruptores automticos-seccionadores.

Fig. 22: Parmetro que sirve de basepara elegir un interruptor automtico deproteccin de una salida.

intensidadque hay quetransportar IB

Icc prevista

Ir IBIcu Icc prevista


Precisamente por esto, todos losinterruptores automticos industrialesCompact y Masterpact (Merlin Gerin)son interruptores automticosseccionadores con candados (figura23) y/o bloqueables con cerradura(figura 24).

Un seguro a todo riesgo: laconformidad con la IEC947-2La conformidad de un interruptorautomtico con la norma IEC 947-2 ocon las normas nacionales que de ellase derivan, constituye, para eldiseador de la instalacin elctrica lamejor garanta de calidad y de que nose degraden paulatinamente las redesde BT.

Esta garanta es el resultado, no slode que las normas tengan en cuentalos progresos tecnolgicosconseguidos por los principalesgrandes constructores, sino tambinde un conjunto de ensayos muycompleto y lo ms parecido posible alas condiciones reales de explotacin.

La conformidad con la IEC 947-2 lacomprueban los laboratoriosacreditados y la certifican organismostales como ASEFA, en Francia, y

LOVAG a nivel europeo en el marcode un acuerdo internacional deReconocimiento Mutuo.

La figura 25 muestra un ejemplo decertificado de conformidad.

Hay que destacar que los interruptoresautomticos destinados a ladistribucin final, especialmente en elcampo domstico, deben de serconformes a la norma IEC 898; peropara la utilizacin en las instalacionesindustriales, algunos de ellos han deseguir la norma IEC 947-2 (anexo 4).

Fig. 23: Dispositivo da cierre concandado de un interruptor automticoCompact (Merlin Gerin).

Fig. 25: Ejemplo de un certificado de conformidad, expedido por ASEFA.Fig. 24: Cerradura de un interruptorautomtico Masterpact (Merlin Gerin).


Anexo 1: Principales diferencias entre lasnormas IEC 157-1 y IEC 947-2

IEC 157.1 IEC 947-2 Comentarios(edicin 1995 y enmienda de 1997)

Poder de corte, ciclo P1 Poder de corte ltimo Icu Caracterstica equivalente(secuencia 3)

Poder de corte, ciclo P2 Caracterstica de poder de corte La nueva caracterstica Ics esen servicio Ics (secuencia 2) obligatoria y ms exigente que el

ciclo P2 de la CEI 157-1, porque susensayos van seguidos (despus delcorte) por un control de funciona-miento con ln

Cada ensayo se efecta con un aparato Los ensayos se agrupan en secuencias Mucho ms exigente por el hecho denuevo (funcionamiento, endurancias, la acumulacin de ensayos con unsobrecargas, poder de corte) mismo aparato, pero, a la vez, mucho

ms prxima a las condiciones realesde explotacin

Verificacin (con los 3 polos cargados) Verificacin (con los 3 polos cargados) con:de dos asntotas: de dos asntotas:lnd = 1,05 Ir lnd = 1,05 Ir I = 1 h ( 63 A)Id = 1,35 Ir ( 63 A) Id =1,30 Ir oId = 1,25 Ir (> 63 A) I = 2 h (> 63 A)

Ninguna otra verificacin de Verificacin de disparos: Mayor seguridad de funcionamientolos rels de sobrecarga n polo a polo (secuencias 3, 4, 5); de los rels

n todos los polos cargados (secuencia 2)

Nada Definicin de los ensayos de aptitud Las normas de instalacin reconocenpara el seccionamiento, con el smbolo el interruptor automtico-seccionadorasociado: para asegurar la funcin de secciona-

miento

Nada Prueba de ondas de tensin de choque. Permite la coordinacin delCaractersticas Ump aislamiento de la instalacin

Coordinacin slo entre el interruptor Implica un anexo de coordinacin Tener en cuenta dos interruptoresautomtico y el fusible automticos en serie

Nada Anexo B, dedicado a los interruptores Es la normalizacin de losautomticos equipados con una interruptores automticos diferencialesproteccin diferencial industriales

Nada Anexo F, dedicado a los interruptores Define los ensayos adicionalesautomticos dotados de rels especficos para el buenelectrnicos funcionamiento de los rels

electrnicos

Nada Anexo G, dedicado a la medida de Normaliza el modo de medir laslas potencias disipadas por un potencias disipadasinterruptor automtico

Nada Anexo H, describe la secuencia de Asegura al usuario que un aparatoensayos para que un interruptor puede instalarse con esquema IT sinutilizable en IT ninguna otra verificacin


Anexo 2: Definiciones y smbolossegn la IEC 947-2

Definiciones relativas a lastensiones

Ue : tensin(es) asignada(s) deservicio.

Ui : tensin asignada de aislamiento(> Ue mxima).

Uimp: tensin asignada de resistenciaa la onda de choque.

Definiciones relativas a lascorrientes

IB: corriente de uso del circuito, segnUNE 20460.

Icc: corriente de cortocircuito en unpunto dado de una instalacin.

Icm: poder asignado de cierre encortocircuito.

Ics: poder asignado de corte deservicio, (expresado generalmente en% de lcu).

Icu: poder asignado de ruptura ltimaen cortocircuito (expresado en kA).

lcw: corriente asignada de cortaduracin admisible.

In: corriente diferencial defuncionamiento asignada (a menudodenominada sensibilidad deldiferencial).

ln: corriente asignada = valor mximode corriente a utilizar en los ensayosde calentamiento (por ejemplo: paraun interruptor automtico CompactNS250: ln = 250 A).

ls: corriente lmite de selectividad.

Definiciones y smbolos diversos:

smbolo de interruptor,

smbolo de interruptorautomtico-seccionador.

Cat A: categora de los interruptoresautomticos no temporizados a laapertura, en condiciones decortocircuito.

Cat B: categora de los interruptoresautomticos con retardo a la aperturaen condiciones de cortocircuito(Icc Icw).


Anexo 3: Ejemplos de clculode Icc probables

1.- Aguas abajo de interruptorautomtico instalado en un CuadroGeneral de Baja Tensin -CGBT-(figura 26).

Clculo de la Icc supuesta mxima Clculo de la Icc ms probable(cortocircuito trifsico en un punto de (cortocircuito fase/masa con un arco en ella instalacin del interruptor automtico) Cuadro General de BT)

Impedancia aguas arriba

= m32,0Pcc

400XaZa

2

= m32,0Pcc

400XaZa

2

Impedancia deltransformador ( )++= ZhZiZd

3

1Zt

XtZtconm04,7Zt = XtZtconm63,5Zd3

4,2Zt ==

* Para un transformador con acoplamiento tringulo/zig zag, las impedanciasdirecta Zd e inversa Zi son iguales, siendo la impedancia homopolar igual 0,4 Zd

Impedancia del cable de Rfase = 0,234 mconexin Xfase = 0,25 mtransformador-CGBT RCP = 0,468 m+ XCP = 0,25 mimpedancia del juego de (seccin del CP = 1/2 de la seccin de las fases)barras ( 5 m)

( ) ( )kA2,30

234,025,004,732,0

230.presIcc

22=

+++=

Icc prob = 28,4 kA (el arco se tiene en cuenta aplicando el coeficiente 0,8)

Conclusin: Puesto que la Icc ms probable est muy prxima a la Icc prevista mxima, es prudente instalarun aparato que tenga una Ics igual al 100 % de Icu, como por ejemplo un interruptor automticoNS160N (Merlin Gerin).

=

= m234,02404

105,22Rfase

== m25,04

1,010Xfase

Fig. 26.

( ) ( )22 468,0234,025,025,063,532,08,0230

.probIcc+++++

=

UccPn

400ZdZt

2

==

Pcc = 500 MVA

1 250 kVA20 kV/400 VUcc = 5,5 %

Cuadro Generalde Baja Tensin

5 m 4 x 240 mm2/fase

Icc prevista = 29 kA

defecto fase/masa


Clculo de la Icc probable(cortocircuito bifsico, con arco, situado al menos a 3 m del cuadro)

Impedancia aguas arriba

Ra = 12,78 x 0,3 = 3,83 mXa = 12,19 m

Impedancia del cable

== m75,610

35,22Rfase

Xfase = 3 x 0,08 = 0,24 mImpedancia de las conexiones R = 4 m

X : Impedancia total por fase R = 14,58 m

X = 12,43 m

16,192

32308,0probIcc

=

Icc prob = 8,3 kA

(el arco se tiene en cuenta al aplicar el coeficiente 0,8)

Conclusin: La Icc probable es inferior al 50% de la Icc prevista (18 kA); por tanto es normalinstalar un aparato que tenga un Ics del 50% de Icu, como por ejemplo, elinterruptor automtico C60L (Merlin Gerin).

2.- Aguas abajo de interruptorautomtico instalado en un cuadrointermedio de distribucin (figura 27).

Fig.27.

W== m78,1210.18

230Za

3

( ) ( ) W=+= m16,1943,1258,14Zt 22

Cuadro intermediode distribucin

Icc prevista = 18 kAcos = 0,3

3 m de cable10 mm2


Anexo 4: La norma IEC 898 parainterruptores automticos de uso domstico

Los interruptores automticosindustriales que responden a la normaIEC 947-2 los eligen, instalan y utilizanprofesionales expertos. No puededecirse lo mismo de los interruptoresautomticos destinados a lasinstalaciones finales, especialmentede los que se utilizan en el mbitodomstico (usuarios no expertos);de ah la norma IEC 898.Por esto mismo, los interruptoresautomticos IEC 898, son msfciles de instalar (por ejemplo, notienen posibilidad de regulacin) paraconseguir un alto nivel de seguridad.Su utilizacin por profesionalesexpertos hace que algunos de ellos seconsideren tambin regidos por lanorma IEC 947-2.La IEC 898 es de 1987. Se hatranscrito como norma europea amediados de 1990. Despus, en lospases miembros de CENELEC se haneditado las normas nacionales dearmonizacin con la norma europea(EN 60 898).

Hay diferencias notables entre lasnormas IEC 947-2 y EN 60 898. Esinteresante conocerlas ya que, confrecuencia, se usan interruptoresautomticos miniatura en ladistribucin final de las industrias.

IEC 947.2 EN 60 898

Tensin Un (V) 10 kA;Ics = 0,5 Icn (mn 7,5 kA).

Por otra parte, esta norma limita sucampo de aplicacin a losinterruptores automticos con un PdC 25 kA; este valor de corriente decortocircuito es muy difcil de alcanzaren una instalacin domstica o similar(terciario).

interruptores automáticos de bt con la norma iec 947-2

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