Estudio de cortocircuito y coordinacin de protecciones, parte 1 ~ Ingenieria Electrica y Tecnologia

http://fidelsmc.blogspot.com/2013/01/estudio-de-cortocircuito-y-coordinacion.html[04/06/2014 11:23:09 p.m.]

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Estudio de cortocircuito y coordinacin deprotecciones, parte 1

10:34 Cables, Calculos Electricos, ciencia, cortocircuito, Curso, Electricidad Basica, IEC, IEEE, Ingenieria,Motores, Tutoriales 2 comments

El cortocircuito, la pesadilla de todoingeniero o tcnico en electricidad, causade muchas perdidas humanas ymateriales, un fenmeno violento ysumamente complejo, encerrado en unaura de misterio y mitos. En estaoportunidad vamos a iniciar una serie depost dedicados a este interesante eimportante tema.

Primero vamos a definir para fines de este articulo el concepto de cortocircuitocomo una conexin anormal y no deseada entre dos o mas puntos de distintopotencial en un sistema elctrico.Esta conexin puede ser por medio un elemento de muy baja impedancia (si laimpedancia es cero se llama cortocircuito franco) o a travs de un elemento quepresenta una impedancia considerable.La energa del sistema es un factor primordial durante la ocurrencia del cortocircuito,ya que no es lo mismo (en peligrosidad y efectos especiales) un cortocircuito en unabatera de 1,5 V que en las barras de 24kV en una subestacin.El tiempo es la otra variable a considerar, al igual en una descarga atmosfrica, loscortocircuitos introducen un aumento desproporcional de corriente al sistema, perodifiere en cuanto a la duracin, sta va a depender de muchos factores como: lamagnitud de la corriente, accin de los elementos de proteccin, caractersticas de lafuente, o simplemente cuanto tardan en achicharrarse todos los elementos queoriginaron el corto.Iniciemos pues nuestro estudio viendo primero los distintos tipos de cortocircuitos.

Caractersticas de los cortocircuitos

Origen

De origen mecnico: rotura de conductores, conexin elctrica accidentalentre dos conductores producida por un objeto conductor extrao, comoherramientas o animales.Por sobretensiones: internas de los equipos o producidas por eventosatmosfricos.Fallas de aislamiento: causado por la degradacin del aislante por el calor,la humedad o ambientes corrosivos.

Localizacin

Dentro de equipos o estructuras.

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En el exterior o lugares abiertos.

Tipos de cortocircuitos

De corriente directa (sern tratados a parte en otros post, mientras me datiempo de estudiar XD)De corriente alterna

Los cortocircuitos en corriente alterna se clasifican en:Trifsicos: son los nicos cortocircuitos que se comportan como sistemasequilibrados, ya que todas las fases estn afectadas por igual. Las tensiones en elpunto de cortocircuito, tanto si el cortocircuito se cierra a travs de tierra como siest aislado de ella, son nulas, presentando las intensidades igual mdulo pero conargumentos desfasados 120. Es uno de los cortocircuitos ms violentos y de obligado clculo.

Lnea a Lnea: en la literatura lo llaman bifsico pero no me gusta usar ese termino,generalmente las corrientes iniciales simtricas de cortocircuito son menores que lasdel fallo trifsico, aunque si el cortocircuito se produce en las inmediaciones demquinas sncronas o asncronas de cierta potencia, las corrientes de esta faltapueden llegar a presentar valores incluso mayores que las del cortocircuito trifsico.

Lnea-Lnea a Tierra: Dispone de las mismas caractersticas que el cortocircuitobifsico sin contacto a tierra, pero en este caso, con prdida de energa hacia tierra.

Lnea a Tierra: Este es el cortocircuito ms frecuente y violento, producindose conmayor frecuencia en redes rgidamente puestas a tierra, o mediante impedancias debajo valor. Su clculo es importante, tanto por lo elevado de sus corrientes como porsu conexin a tierra, lo que permite calcular las fugas a tierra, las tensiones decontacto o de paso.

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Doble contacto a tierra: En redes con neutro aislado o puesta a tierra conimpedancias de gran valor, puede aparecer el doble contacto a tierra. Estecortocircuito presenta valores de corriente inferiores al resto de los cortocircuitos. Siconsideramos que es poco frecuente y la complejidad que representa su clculo, secomprender que sea el ms escasamente analizado, de hecho investigando paraeste articulo es donde me he enterado que se calcula :P

Efectos sobre el sistema elctrico:

Como mencionamos en lneas anteriores, el cortocircuito puede llegar a a sersumamente destructivo, una energa incontrolada provoca severo estrs tantomecnico como trmico en el sistema, tambin se emiten pulsos electromagnticos,radiacin no ionizante, ruido, en fin una transformacin tras otra de energa.Dependiendo de la localizacin y severidad del corto, ste pudiera ocasionar:

Baja tensinSobre tensin (sobretodo en fallas asimtricas, LT,LL,LLT)Inversiones del flujo de potencia (los motores aportar corriente en lugar deconsumirla)Inestabilidad en generadores

En el sitio donde se produce el corto usualmente se concentra la mayor cantidad dedao, pero tambin pudiera afectar a los dems elementos de sistema elctrico,estamos hablando entonces de una falla pasante pues no se ha producido en elequipo pero su magnitud si que pasa a travs de este. En el video de abajo vamos un ejemplo de barras bailarinas sometidas a 42kA, quebien pudiera producirse por una falla pasante por ejemplo, a causa de uncortocircuito en un alimentador.

Cortocircuito de 42kA, efecto sobre barras.

En el prximo post seguiremos profundizando sobre este interesante tema.

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Cristian Gabriel 11 months ago

Me gusta el post! Sinceramente yo por cortocircuito entiendo que es resistenciacero (circuito abierto) sin importar el valor de la tensin, donde en cuyo casodependiendo de esta ltima tendremos el valor de la corriente. Tambien esta elcaso opuesto donde la resistencia es sumamente elevada y se produce elcorto. Todo esto en base al estudio de la Ley de Ohm. Aclaro que me puedoestar confundiendo, he ledo poco del tema.

Que sucede si la fuga de tension/corriente se dirige a tierra? es decir si lacorriente fuese muy elevada y se dirige a tierra, donde por mal genio justo hayun hombre a 50 cm de la descarga. Le puede pasar algo al hombre?Algnefecto secundario, etc.

Otra cosa que me hace dudar, es saber que se debe hacer ante un corto. Parano perder ms componentes ni seguir daando el sistema y bueno cuandoestudies comparte la forma en que se debera calcular la tensin/corriente enaquellos que como bien has dicho, es importante calcularlo. Solo a modo deejemplo si quieres!

BUEN POST!!

1

piedad g morales 9 months ago

saludos el corto circuito que mencionan de dos fases a tierra espeligrosisimo!!!muy difcil de encontrar tuve una experiencia en una fabrica que

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cobro una vida al checar la linea de 440v no haba parecencia de voltaje en untablero de 220v haba precedencia de voltaje neutro con tierra o sea estructurametlica no podamos cortar electricidad por que no poda parar produccin eltiempo nos gano hasta que un equipo de 440v dejo de funcionar cablescalcinado en los amarres deduje que se debio a amarres flojos usaron aceitede carro como lubricante con lo caliente del cable se deterioro y produjo la falla

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