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UD. 3 Diseño de una instalación eléctrica

de baja tensión.

Descripción: Diseño y cálculo de las partes de una instalación, protecciones, etc... cumpliendo con la

normativa vigente.

INSTALACIONES ELECTRICAS DE B.T.

1

Aparamenta eléctrica.

Tema 3.3.

2

ÍNDICE

1.Introducción

2.Interruptores automáticos

3.Fusibles

4.Contactores

5.Interruptores diferenciales

Tema 3.3. Aparamenta eléctrica

3

ÍNDICE

1.Introducción

2.Interruptores automáticos

3.Fusibles

4.Contactores

5.Interruptores diferenciales


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APARAMENTA ELÉCTRICA

Dispositivos que permiten la conexión y desconexión de partes de una instalación eléctrica. Estos dispositivos se diferencian entre sí:

Por las condiciones en que se efectúan las maniobras de apertura/cierre (vacío, funcionamiento normal o anormal) Por la dificultad de la maniobra (control de carga, seguridad de la instalación, seguridad de las personas)

Existen dispositivos de protección y maniobra con la posibilidad de conectarse a la red mediante un bus de comunicaciones, que permite:

Conexión a PLC u ordenador para su control remoto. Aplicaciones de Domótica Conexión a pantallas gráficas. Para realizar una configuración de los mismos. Control del número de conexiones y desconexiones. Por ejemplo, selección de las curvas de desconexión.


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APARAMENTA ELÉCTRICA

Todos los circuitos eléctricos deben llevar en su origen un aparato para conectarlo y desconectarlo


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CONDICIONES DE CONEXIÓN-DESCONEXIÓN

La conexión y desconexión del circuito puede hacerse en varias condiciones:

En vacío: No hay cargas conectadas (I=0 // V=Vn)

Funcionamiento normal: Hay cargas conectadas y la corriente que se corta es inferior o igual a la nominal (I≤In // V=Vn)

Funcionamiento en carga anormal: Hay cargas conectadas y la corriente que se corta se superior a la nominal. Pueden ser:

Sobrecargas: Corrientes un poco superiores a la nominal (hasta 3~4 veces, aunque depende de la curva térmica del aparato de protección)

Cortocircuitos: Corrientes muy superiores a la nominal (varias decenas o centenares de veces, hasta alcanzar el poder de corte último del aparato, según especificaciones del fabricante, ver documento: http://www.global-download.schneider-electric.com/852575770039EC5E/all/11E9230B61A9A301852575860044C94E/$File/capitulo_1_protecci%C3%B3n%20magnetot%C3%A9rmica.pdf )


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http://www.global-download.schneider-electric.com/852575770039EC5E/all/11E9230B61A9A301852575860044C94E/$File/capitulo_1_protecci%C3%B3n magnetot%C3%A9rmica.pdf







CONDICIONES DE CONEXIÓN-DESCONEXIÓN

Puede colocarse en serie más de un aparato de maniobra:

Al abrir el circuito se hará actuar al que corresponda, de acuerdo con el valor de la corriente a cortar.

Al cerrar el circuito se establecerá una secuencia lógica de aparatos en serie.

Si hay un solo aparato, éste ha de ser capaz de actuar correctamente en las condiciones más desfavorables de funcionamiento anormal


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EL ARCO ELÉCTRICO

Cuando un elemento de maniobra realiza un cierre o apertura en un circuito se produce la unión o separación de una piezas metálicas de gran conductividad llamadas contactos. Arco Eléctrico: El medio aislante que separa dos partes conductoras con niveles de tensión diferentes se ioniza cuando el campo eléctrico entre ambas supera la rigidez dieléctrica de dicho medio aislante.


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EL ARCO ELÉCTRICO

Un aparato eléctrico que conecta-desconecta elementos debe extinguir rápidamente el arco eléctrico para evitar que la energía liberada lo deteriore. Los arcos más problemáticos se producen en la apertura de los contactos. Durante el cierre, el arco se extingue por sí mismo Los aparatos de maniobra se deben diseñar para la tensión del circuito donde se van a instalar, ya que el establecimiento y apagado del arco dependen de la tensión. Poder de corte: Capacidad de un aparato para cortar la corriente bajo unas condiciones que dependen del circuito donde está instalado (tensión, cos(ϕ),…) http://www.global-download.schneider-electric.com/852575770039EC5E/all/11E9230B61A9A301852575860044C94E/$File/capitulo_1_protecci%C3%B3n%20magnetot%C3%A9rmica.pdf )

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CARACTERÍSTICAS DE LOS APARATOS DE CORTE

De acuerdo con las necesidades industriales existen aparatos especializados cuyas principales características son:

Pueden realizar gran número de maniobras en un tiempo determinado Pueden accionarse a distancia (normalmente mediante un circuito auxiliar accionado por pulsadores de marcha o paro) Pueden accionarse automáticamente mediante dispositivos que detectan determinadas magnitudes físicas (eléctricas o no) que provocan la actuación del interruptor. Estos dispositivos de maniobra se denominan relés. Disponen de un aislamiento visible que permite observar a simple vista sus contactos separados cuando el interruptor está abierto.

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TIPOS DE APARAMENTA EN UNA INSTALACIÓN

APARATOS DE MANIOBRA Interruptor en carga: Permite conectar, soportar e interrumpir corrientes nominales y sobrecargas. Puede soportar durante algún tiempo corrientes de cortocircuito, pero no cortarlas. Contactor: Permite un elevado número de maniobras con corrientes del orden de la nominal, pero no tiene capacidad de corte de corrientes superiores. Se usan en automatizaciones industriales. Seccionador: Permite conectar o desconectar partes del circuito pero no tiene poder de corte, por lo que sólo se acciona cuando por el circuito no circula corriente. Se instala acompañado por otros aparatos de corte y su principal función es de seguridad, haciendo visible la apertura de circuitos sin servicio.

APARATOS DE PROTECCIÓN Interruptor automático (también conocido como Magnetotérmico): Es capaz de interrumpir elevadas corrientes de cortocircuito. Protege la instalación frente a sobrecargas y cortocircuitos Fusibles: Permiten la desconexión del circuito ante sobrecargas y cortocircuitos, pero no la conexión.

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TIPOS DE APARAMENTA EN UNA INSTALACIÓN

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ÍNDICE

1. Introducción

2. Interruptores automáticos

3. Fusibles

4. Contactores

5. Interruptores diferenciales

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DEFINICIÓN Un interruptor automático (UNE EN-60947) es un aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en las condiciones normales del circuito en el que está instalado. Además es capaz de establecer, soportar durante un tiempo determinado e interrumpir corrientes en condiciones anormales especificadas del circuito, tales como las de cortocircuito. FUNCIÓN PRINCIPAL: Protección del circuito eléctrico -Frente a sobrecargas -Frente a cortocircuitos Característica: Limitación en el número y frecuencia de maniobras si se producen desconexiones con valores de la corriente próximos a su poder de corte

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COMPONENTES

Juego de contactos fijos y móviles Tienen la misión de conectar y desconectar el circuito donde está

instalado el interruptor En circuitos de cierta entidad existen dos tipos de contactos en cada

polo:

a) Contactos principales Conducen la corriente del circuito de potencia cuando el interruptor está cerrado: baja resistencia eléctrica, alta conductividad eléctrica y poca tendencia a soldar. Se fabrican con aleaciones de plata con níquel, paladio o cadmio.

b) Contactos de arco Sirven para cebar el arco eléctrico entre ellos al abrir y no entre los principales, evitando su erosión. Se fabrican con materiales altamente resistentes a la erosión como el tungsteno.

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COMPONENTES

Juego de contactos fijos y móviles

Contactos principales

Contactos de arco

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COMPONENTES

Cámara de extinción o apagachispas Es una parte del interruptor

automático a la que se transfiere el arco y en la que se dan condiciones favorables para su extinción.

Medio de corte

Medio donde se produce el arco eléctrico.

En interruptores con baja intensidad nominal, el medio de corte es el aire.

En interruptores con alta intensidad nominal, el medio suele ser hexafluoruro de azufre (SF6) o el vacío.

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Fuente: http://www.tuveras.com/aparamenta/magnetotermico.gif

COMPONENTES

Disparadores

Dispositivos que actúan sobre los elementos de retención del mecanismo, liberando la energía acumulada y provocando la apertura de los contactos cuando se dan las condiciones adecuadas

a) DISPARADORES PRIMARIOS Actúan por una señal generada en el circuito principal.

a) Disparadores directos: están recorridos por la corriente principal del circuito y actúan cuando la corriente es superior a un valor determinado b) Disparadores indirectos: están recorridos por una corriente secundaria, proporcional a la principal, obtenida con transformadores de intensidad o resistencias calibradas (shunts)

b) DISPARADORES SECUNDARIOS Actúan por la acción de una señal eléctrica generada en un circuito auxiliar

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COMPONENTES

Disparadores a) DISPARADORES PRIMARIOS -Disparadores TÉRMICOS: Se basan en la deformación por calentamiento de las

corrientes que atraviesan el interruptor. Suelen estar formados por una lámina bimetálica de dos elementos conductores de diferente coeficiente de dilatación. Se utilizan para la protección de sobrecargas.

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COMPONENTES

Disparadores a) DISPARADORES PRIMARIOS -Disparadores MAGNÉTICOS: Se basan en la fuerza electromagnética producida

por la corriente en la bobina de un electroimán. Se utilizan para la protección de cortocircuitos

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COMPONENTES

Disparadores b) DISPARADORES SECUNDARIOS -Disparadores Shunt o de emisión de corriente: Actúan cuando pasa corriente por

su bobina, que normalmente no está alimentada. -Disparadores de mínima tensión: Actúan cuando se interrumpe la alimentación

de una bobina auxiliar o su tensión baja por debajo de un determinado nivel. Se suele utilizar para vigilar la tensión de red.

Disparador Shunt Disparador de mínima tensión 23


CARACTERÍSTICAS DE LOS INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS

Número de polos: Pueden ser bipolares, tripolares o tetrapolares. Normalmente en la industria se emplean los dos últimos.

Naturaleza de la corriente: Pueden ser de corriente continua o alterna. En el segundo caso debe indicarse la frecuencia (50 Hz para Europa)

Tensiones asignadas:

Tensión de empleo (Ue): a ella se refieren los poderes de corte y cierre, así como las categorías de comportamiento en cortocircuito. Tensión de aislamiento asignada (Ui): designa el aparato y a ella se refieren los ensayos dieléctricos distancias de aislamiento y líneas de fuga. Normalmente Ue ≤ Ui

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Intensidad térmica asignada (corriente nominal): Es la máxima corriente que puede soportar el interruptor en funcionamiento continuo indefinido (In). Su valor suele oscilar entre 10 y 4.000 A

Poder de corte asignado en cortocircuito: Es la máxima corriente de cortocircuito (Ic) que el fabricante garantiza que se puede cortar en unas condiciones determinadas, definidas por una “categoría de comportamiento en cortocircuito”

Poder de cierre asignado en cortocircuito: Es la máxima corriente de cortocircuito que el fabricante garantiza que se puede establecer en unas condiciones determinadas, definidas por una “categoría de comportamiento en cortocircuito”

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Número de disparadores y tipo: Generalmente disponen de disparadores directos e indirectos térmicos y magnéticos, que pueden ser fijos o ajustables, permitiendo fijar el valor de disparo dentro de un margen y un retardo en el tiempo de disparo. También se puede disponer de disparadores secundarios

Curva característica de disparo: Curva que indica el tiempo de disparo de los disparadores en función de la corriente. Se dan para una temperatura de referencia de 30ºC, indicando el fabricante cómo afecta la temperatura a los valores de la curva.

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Curva característica de disparo:

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Fuente: http://www.tuveras.com/aparamenta/magnetotermico.htm

Fuente: http://www.global-download.schneider-electric.com/852575770039EC5E/all/11E9230B61A9A301852575860044C94E/$File/capitulo_1_protecci%C3%B3n%20magnetot%C3%A9rmica.pdf O ver documento carpeta Material de la asignatura: Aparatos de protección magnetotérmica- Schneider Electric.pdf







PEQUEÑOS INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS (PIA)

Son interruptores automáticos sencillos para aplicaciones domésticas y análogas (sector terciario) para la protección de conductores a sobrecargas y cortocircuitos. Se les suele denominar interruptores magnetotérmicos. Son interruptores de corte en el aire con corrientes asignadas inferiores a 125 A y poderes de corte inferiores a 25 kA. Pueden ser utilizados por personas no especialistas y no necesitan mantenimiento

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Los diferencia del resto de interruptores automáticos:

• Que disponen de un disipador directo térmico y otro electromagnético, ambos sin posibilidad de regulación. Algunos fabricantes permiten opcionalmente disparador secundario

• Las características de disparo I(t) están normalizadas. Hay tres tipos de curva, cada una de las cuales con unos márgenes de disparo

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Curva B Suele utilizarse para protección : disparo entre 2,6 y 3,85 In): Protección de generadores, de personas y grandes longitudes de cable (en régimen TN e IT). Sobrecarga: térmico estándar. Cortocircuito: umbrales magnéticos fijados por curva B (Im entre 3 y 5 In o 3,2 y 4,8 In según los aparatos, según UNE-EN 60898 y UNE-EN 60947-2 respectivamente). Im: intensidad de regulación del disparo magnético.

Curva C Equivalente a la antigua curva U: disparo entre 3,85 y 8,8 In): Protección de cables alimentando receptores clásicos. Sobrecarga: térmico estándar. Cortocircuito: umbrales magnéticos fijados por curva C (Im entre 5 y 10 In o 7 y 10 según los aparatos, según UNE-EN 60898 y UNE-EN 60947-2 respectivamente).

Curva D Es apropiada para protección de equipos con intensidades de arranque altas. Protección de cables alimentando receptores con fuertes puntas de arranque. Sobrecarga: térmico estándar. Cortocircuito: umbrales magnéticos fijados por curva D (Im entre 10 y 14 In según UNE-EN 60898 y UNE-EN 60947-2).

Curva MA: Protección arranque de motores. Sobrecarga: no hay protección. Cortocircuito: umbrales magnéticos fijados por curva MA (Im fijado a 12 In (1) según UNE-EN 60947-2).

Curva Z: Protección de circuitos electrónicos. Sobrecarga: térmico estándar. Cortocircuito: magnéticos fi jados por curva Z (Im entre 2,4 y 3,6 In según UNE-EN 60947-2).

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ÍNDICE

1. Introducción


3. Fusibles

4. Contactores


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FUSIBLES Son dispositivos que abren el circuito en el que están instalados cuando la corriente que circula por ellos provoca, por calentamiento, la fusión de uno o varios de sus elementos previstos para este fin. El tiempo de fusión depende del valor de la corriente aplicada Un fusible consta de dos partes:

• CONJUNTO PORTADOR: Es la parte fija que sustenta el cartucho fusible y dispone de los elementos de conexión con el resto de la instalación. A su vez, consta de base, bornes y portafusibles. A veces dispone de una envolvente.

• CARTUCHO FUSIBLE: Es el elemento recambiable del fusible. Consta de contactos, aislante, elemento conductor y material extinto.

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FUSIBLES

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FUSIBLES: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Al pasar una corriente por el filamento conductor del fusible se disipa energía por efecto Joule, que eleva la temperatura del conductor.

Según sea el valor de la corriente y su evolución en el tiempo puede pasar:

Que se alcance una temperatura de equilibrio en los elementos conductores. En este caso el elemento conductor NO FUNDE mientras la corriente está estabilizada en un valor eficaz constante Que se alcance la temperatura de fusión del metal. En este caso el filamento FUNDE y se abre el circuito

Si la corriente que es establece es superior al poder de corte del fusible, éste no podrá extinguir el arco y se disipará gran cantidad de energía, pudiendo llegar a destruirse.

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FUSIBLES: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El tiempo de funcionamiento (tfun) del fusible es el tiempo que transcurre desde que empieza a circular la corriente i(t) que provoca la fusión del fusible hasta que se extingue esta corriente. El tiempo de funcionamiento se divide en tiempo de prearco (desde que empieza a circular la corriente hasta que se inicia el arco) y tiempo de arco (hasta que se extingue esta corriente) El tiempo de funcionamiento puede variar ampliamente en función del valor de la corriente y de su evolución en el tiempo Los fusibles cuyo tiempo de funcionamiento es inferior a 0,01 s se denominan fusibles limitadores

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FUSIBLES: CARACTERÍSTICAS del CONJUNTO PORTADOR •Tensión asignada:

Entre 120 y 690 V en corriente alterna Entre 110 y 750 V en corriente continua

•Corriente asignada •Clase de corriente (continua o alterna) •Potencia asignada disipable admitida (relacionada con la del cartucho fusible •Valor de cresta de la corriente admisible •Número de fases (pueden fabricarse soportes formando un conjunto para varios cartuchos) •Dimensiones y tamaños

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FUSIBLES: CARACTERÍSTICAS del CARTUCHO FUSIBLE •Tensión asignada: coincide con la del conjunto portador, aunque puede ser inferior (nunca superior) •Corriente asignada: los valores normalizados son: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000 y 1250 A. •Clase de corriente y frecuencia, en su caso •Potencia asignada disipada •Poder de corte asignado. Los fusibles se caracterizan por su alto poder de corte, normalmente por encima de los 100 kA •Características tiempo-corriente •Zona de ruptura •Características de limitación •Características I2t •Dimensiones y tamaño

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FUSIBLES: CARACTERÍSTICAS TIEMPO-CORRIENTE Son curvas que dan el tiempo de prearco o de funcionamiento en función de la corriente prevista

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FUSIBLES: CARACTERÍSTICAS TIEMPO-CORRIENTE •Intensidad convencional de no fusión (Inf): Es el valor de la corriente que el cartucho puede soportar sin fundir en un tiempo dado, llamado tiempo convencional tc

•Intensidad convencional de fusión (If): Es el valor de la corriente que provoca la fusión en un tiempo igual al tiempo convencional o menor

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FUSIBLES: DENOMINACIÓN Los fusibles se designan con dos letras:

• La primera indica el rango de corrientes que el fusible es capaz de cortar (zona de corte):

• Tipo g (uso general): pueden cortar todas las corrientes por encima de su corriente convencional de fusión hasta su poder de corte • Tipo a (de acompañamiento): garantizan el funcionamiento sólo para valores superiores a un determinado valor de K·In con K=3-4 hasta su poder de corte

• La segunda indica el tipo de elemento a proteger: • Cable (G) • Motor (M) • Semiconductor (R) • Minería (B) • Circuitos domésticos de baja intensidad,…

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FUSIBLES: VENTAJAS E INCONVENIENTES Ventajas:

• Son baratos en relación con el servicio que prestan. • Tienen reducido volumen.

Inconvenientes:

• La diferencia entre la corriente asignada In y la corriente de fusión If no corresponden siempre con la corriente nominal del circuito a proteger, lo que hace difícil la protección estricta a sobrecargas. • Es fácil sustituir un fusible por otro de calibre superior, eliminando la protección del circuito. • Si en un sistema trifásico se funde el fusible de una sola fase, las otras dos siguen estando en servicio, pudiendo provocar averías. • No admite la realización de maniobras eléctricas.

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ÍNDICE

1. Introducción


3. Fusibles

4. Contactores


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CONTACTORES Son dispositivos que abren y cierran un circuito eléctrico de forma remota, estando los contactos abiertos en posición de reposo. Pueden ser accionados por diversos medios (electromagnéticos, neumáticos, electroneumáticos) pero NO manualmente. Generalmente se accionan de forma electromagnética.

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CONTACTORES: CARACTERÍSTICAS

Permiten realizar un número elevado de maniobras y con elevada frecuencia, que los distingue del resto de los aparatos de corte.

Permiten mandar un equipo desde un lugar alejado actuando eléctricamente sobre la bobina del contactor.

Opera de forma automática, lo que lo hace muy útil especialmente en instalaciones con motores con el correspondiente circuito de maniobra.

Permite maniobrar cargas trifásicas de potencia elevada con señales de potencia muy baja a través del circuito de mando.

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CONTACTORES: COMPONENTES

Sistema de accionamiento: Está formado por un circuito magnético con una parte fija y una móvil y una bobina de excitación. Puede ser alimentado por corriente continua o alterna

Contactos principales: Aseguran la apertura y cierre del circuito principal

Contactos auxiliares: Formarán parte de los circuitos de maniobra en los procesos de automatización. Pueden formar parte del circuito de mando de otros aparatos de conexión

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CONTACTORES: COMPONENTES Circuito de mando:

Actúa sobre la bobina de excitación

Circuito principal: Es el circuito eléctrico (normalmente trifásico) cuya conexión y desconexión realiza el contactor por medio de sus contactos principales

Circuitos auxiliares: Son los circuitos sobre los que actúa el contactor por medio de sus contactos auxiliares y se emplean para señalización o maniobra

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CONTACTORES: FUNCIONAMIENTO

Se cierra el circuito de mando

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CONTACTORES: FUNCIONAMIENTO

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SISTEMA DE ACCIONAMIENTO El sistema de accionamiento de un contactor está formado por los siguientes elementos:

Electroimán Opción 1: de corriente contínua. Opción 2: de corriente alterna.

Contactos principales

Contactos auxiliares De cierre De apertura

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SISTEMA DE ACCIONAMIENTO Electroimán alimentado por corriente continua: Consta de dos partes:

Yugo (parte fija), que soporta la bobina Martillo (parte móvil), solidaria al conjunto móvil del contactor

El núcleo magnético es de acero macizo Al circular corriente por la bobina aparece un campo magnético que crea la fuerza necesaria para atraer el martillo

82 104 −⋅⋅⋅= SBFF, fuerza electromagnética (kp) B, inducción magnética (gauss) S, sección del núcleo (cm2)

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SISTEMA DE ACCIONAMIENTO

Contactos principales: Se encargan de abrir o cerrar el circuito eléctrico principal donde está instalado el contactor. Son las piezas sometidas al trabajo más duro. Están formados por unos elementos fijos y otros elementos móviles, solidarios a la parte móvil del circuito magnético. Las formas de los contactos son: esférico-esférico, plano-plano y plano-esférico.

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CONTACTORES: CARACTERÍSTICAS Valores asignados: Tensiones e intensidades

Tensiones asignadas. Se definen dos: Tensión de aislamiento (Ui). Es la de diseño del contactor y es a la que

se refieren los contactos normalizados. Tensión de empleo (Ue). Describe una aplicación concreta del

contactor. A un contactor se le pueden asignar diferentes tensiones de empleo, que serán iguales o inferiores a la tensión de aislamiento (Ue≤Ui)

Intensidades asignadas. Se definen dos: Intensidad térmica convencional asignada (Ithe). Es la máxima

corriente que un contactor puede soportar en servicio de 8 horas sin envolvente y en las condiciones establecidas en la norma.

Intensidad de empleo asignada (Ie). Describe una aplicación concreta definida por el fabricante con el contactor trabajando a una determinada tensión de empleo.

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CONTACTORES: CARACTERÍSTICAS Valores asignados: Servicios asignados

Servicio de 8 horas: Es el que se produce cuando los contactos principales están cerrados durante un tiempo inferior o igual a 8 horas, siendo la corriente que circula por ellos constante y alcanzándose el equilibrio térmico.

Servicio continuo o ininterrumpido: Es el que se produce en las condiciones anteriores pero para un tiempo superior a 8 horas

Servicio intermitente: Los contactos están abiertos y cerrados periódicamente durante un tiempo corto que no permite alcanzar el equilibrio térmico.

FACTOR DE MARCHA: relación entre el tiempo durante el que está

pasando la corriente y la duración de un ciclo Ejemplo: Un servicio intermitente de 50 A pasando durante 6 minutos cada 10

minutos se escribiría 50A, 6/10m o 50A,60%.

Valores normales de factor de marcha: 15, 25, 40 y 60%

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CONTACTORES: CARACTERÍSTICAS Valores asignados: Servicios asignados

Servicio intermitente: En función de las maniobras que se pueden realizar por hora existen diferentes tipos de clases normalizadas de servicio:

Servicio temporal: Durante el período en que los contactos principales están cerrados no alcanzan el equilibro térmico, y durante el tiempo en que están abiertos todas las partes del contactor alcanzan la temperatura ambiente.

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CONTACTORES: CARACTERÍSTICAS Valores asignados: Poderes de cierre y corte

Poder de corte asignado Es la máxima corriente que el fabricante garantiza que se puede cortar en unas condiciones determinadas, que dependen de la categoría de empleo (EN 60947-4). Los contactores se diseñan para soportar esfuerzos térmicos y magnéticos ocasionados por sobrecargas (arranque de motores, frenados eléctricos,…) pero NO cortocircuitos

Poder de cierre asignado en cortocircuito: Es la máxima corriente que el fabricante garantiza que se puede establecer en unas condiciones determinadas, que dependen de la categoría de empleo (EN 60947-4) sin fallos ni desgaste apreciable

El fabricante suministra estos valores para garantizar que el contactor abrirá sin problemas si la apertura ocurre cuando hay una corriente superior a la normal.

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CONTACTORES: CARACTERÍSTICAS Valores asignados: Categoría de empleo Es el conjunto de condiciones normalizadas de utilización correspondiente a una aplicación real, que determinan las condiciones en las que se efectúa el corte y, por tanto, sirven para definir el poder de corte de un contactor.

Las categorías se definen por las letras AC (12 categorías) o DC (4 categorías), según sean contactores de corriente alterna o continua, seguidos por el número identificativo de cada aplicación.

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CONTACTORES: CARACTERÍSTICAS

Valores asignados: Endurancia mecánica y eléctrica Endurancia mecánica: Medida del desgaste mecánico del

contactor. Se da en función del número de maniobras que soporta en vacío hasta la rotura (se suele dar en millones de maniobras)

Endurancia eléctrica: Medida del desgaste eléctrico que sufre

el contactor (se suele dar en número de ciclos de maniobras de carga en unas condiciones determinadas en la norma UNE 20-109)

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CONTACTORES: CARACTERÍSTICAS Características del circuito de mando El circuito de mando se caracteriza por su tensión de alimentación. Su utilización estará comprendida entre el 85% y el 110% de su valor nominal para garantizar el funcionamiento del contactor Ejemplo: un contactor con una tensión nominal del circuito de mando de 48 V se activará cuando la tensión se encuentre entre 40,8 y 52,8 V

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ÍNDICE

1. Introducción


3. Fusibles

4. Contactores


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INTERRUPTOR DIFERENCIAL Son dispositivos que abren y cierran un circuito eléctrico cuando detectan una corriente de fugas (o corriente diferencial) desde los conductores activos de la instalación (fases y neutro) a masa. Son capaces de detectar corrientes de fugas muy bajas, del orden de hasta 10 mA. Son muy eficaces en la protección de las personas en instalaciones de baja tensión (protección contra contactos indirectos)

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INTERRUPTOR DIFERENCIAL ¿Cómo funciona? En toda instalación en funcionamiento normal, la suma vectorial de la corriente que atraviesa los conductores activos debe ser nula: Si la distribución es monofásica:

Si la distribución es trifásica sin neutro:

Si la distribución es trifásica con neutro:

∑ =→

0aI

∑ =+=→→→

0NFa III

∑ =++=→→→→

0TSRa IIII

∑ =+++=→→→→→

0NTSRa IIIII

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INTERRUPTOR DIFERENCIAL ¿Cómo funciona?

Esta suma sólo será distinta de cero si parte de la corriente se deriva a la envolvente del aparato (masa) y a través de ésta a tierra, en caso de que la masa esté conectada a tierra .

∑ ≠=→→

0da IIEn caso de defecto:

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Esta suma sólo será distinta de cero si parte de la corriente se deriva a la envolvente del aparato (masa) y a través de ésta a tierra, en caso de que la masa esté conectada a tierra .

∑ ≠=→→

0da IIEn caso de defecto:

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La corriente diferencial es detectada por un núcleo toroidal de material ferromagnético atravesado por todos los conductores activos que alimental el circuito excepto el conductor de protección

Las corrientes que atraviesan los conductores producen un flujo magnético inducido φR que será nulo cuando la suma vectorial de estas corrientes sea cero (Id=0)

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Cuando φR≠0 se origina una tensión inducida en la bobina auxiliar (1), que alimenta la bobina de disparo del elemento de corte del circuito

Ud

Ud

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INTERRUPTOR DIFERENCIAL: COMPONENTES 1. Transformador de intensidad: Es el elemento sensible a la corriente diferencial 2. Disparador: Actúa sobre el mecanismo de retención de los contactos móviles

cuando se detecta una corriente de fugas 3. Mecanismo de retención de los contactos móviles 4. Juego de contactos móviles 5. Circuito de prueba: pulsando el botón (T) aparece una corriente diferencial y el

interruptor dispara

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INTERRUPTOR DIFERENCIAL: CARACTERÍSTICAS Corriente diferencial nominal (I∆N):

También llamada sensibilidad es el valor de corriente diferencial para la que el interruptor abre el circuito. Se distinguen dos tipos:

Alta sensibilidad: I∆N≤30mA Baja sensibilidad: I∆N>30mA (normalmente 300 o 500 mA; en usos

industriales puede ser de 1 A o superior)

Corriente nominal de no funcionamiento (I∆nf) Es la corriente por debajo de la cual se garantiza que el interruptor no abre el circuito. Suele ser la mitad que la sensibilidad

Corriente nominal (IN) Es la corriente de diseño del interruptor y que, como máximo, circulará en condiciones normales. Suele estar entre 16 y 250 A

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INTERRUPTOR DIFERENCIAL: CARACTERÍSTICAS Tensión nominal de utilización (UN):

Es la tensión de diseño del dispositivo

Número de polos: Los interruptores pueden ser bipolares, tripolares y tetrapolares, que también se pueden usar como bipolares o tripolares.

Poder de corte: Capacidad del dispositivo de poder abrir el circuito cuando las corrientes de defecto no son bajas (cortocircuitos débiles, normalmente de 1,5 a 5 kA). No obstante, no son elementos para eliminar cortocircuitos, por lo que los interruptores diferenciales deben protegerse con fusible o interruptores automáticos en serie, que protegen también al resto de la instalación

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ANEXO

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SELECCIÓN DE ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

Protección frente a sobrecargas: Según la norma UNE 20 460, el aparato de protección protege contra

sobrecargas a un conductor si se verifican las siguientes condiciones: Siendo, Ib: intensidad de empleo In: intensidad nominal del aparato o intensidad de ajuste. Iz: Intensidad máxima admisible I2: intensidad convencional de funcionamiento.

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Protección frente a sobrecargas: Los interruptores automáticos normalizados cumplen, además la siguiente

condición: Intensidades normalizadas para interruptores automáticos: Hasta 400V: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A Potencia: …, 40, 63, 80, 100, 125, 160, 250 A De este modo, en el caso de los interruptores automáticos, si se

cumple la primera condición la segunda se cumple necesariamente. Mientras que los fusibles de tipo gG cumplen la siguiente: Intensidades normalizadas para fusibles en BT: 2, 4, 6, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125,

160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000A

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Protección frente a cortocircuitos: Durante un cortocircuito, la intensidad a través del conductor será muy

elevada, y el elemento de protección tendrá que ser capaz de cortar intensidades muy altas. Estas intensidades son peligrosas tanto por motivos térmicos, como electromagnéticos.

Los elementos de protección deberán cumplir las siguientes características:

- PdC>Icc,max: El poder de corte debe superar la máxima corriente de cortocircuito posible.

- Icc,min>Ia: La intensidad de disparo debe ser menor que la menor intensidad de cortocircuito posible.

-Icc,max<It: La intensidad de cortocircuito máxima debe ser menor que la intensidad capaz de causar daños térmicos en la instalación durante el tiempo de disparo. Esta condición se cumple en los interruptores y fusibles limitadores.

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Calculo de corrientes de cortocircuito: Asumiremos que durante el cortocircuito, la tensión de alimentación

permanece invariable (hipotesis de potencia de cortocircuito infinita). De este modo, la corriente de cortocircuito se calcula como: Siendo, V: tensión compuesta de alimentación. Icc1: Intensidad de cortocircuito. Zcc: Impedancia desde el punto de cortocircuito al punto donde se

considera potencia infinita (habitualmente primario del transformador). 73


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