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Los Dispositivos de Maniobra y Protección

¿Por qué son necesarios los dispositivos de protección?¿Que criterios se deben usar para la selección?

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IntroducciónEstado de operación normal

Es el estado de funcionamiento de una instalación en la cual todos los parámetros del circuito (voltaje consumo, corriente, frecuencia, temperatura de los conductores, etc.…) se encuentran dentro de los limites previstos.

En la operación normal se desarrollan maniobras de conexión y desconexión de cargas eléctricas.

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IntroducciónEstado de operación anormal.

Es aquel estado en el cual uno o más parámetros de la instalación eléctrica exceden las condiciones previstas. En este estado ocurren situaciones como: La sobre-intensidad de corriente, El aumento de temperatura en los

conductores, Las variaciones de voltaje, Los cortocircuitos, etc.

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Las perturbaciones Las perturbaciones presentan anormalidades

de breve duración que no constituyen riesgo para la operación de una instalación eléctrica. “Al desaparecer la perturbación todo vuelve a la normalidad” Las variaciones momentáneas de voltaje o

frecuencia Las sobrecargas de corriente de corta duración.

Sin embargo se pueden producir problemas en los equipos alimentados por la instalación, como perdidas de datos o

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Las Fallas En caso de falla se

presentan anormalidades en las cuales se pone en peligro la integridad de la instalación eléctrica, los bienes materiales y la vida de las personas.

En un falla se presenta IANORMAL > INOMINAL, en este caso se dice que el circuito presenta una SOBRECORRIENTE. Las fallas pueden ser:

Las sobrecargas permanentes. Los cortocircuitos. Las fallas de aislamiento.

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Tipos de fallas Las sobrecargas permanentes.

I OPERACION > I NOMINAL de un equipo o la capacidad de corriente de un conductor, la cual cuando persiste por un tiempo lo suficientemente prolongado puede causar daño o sobre sobrecalentamientos peligrosos.

Los cortocircuitos. Conexión intencional o accidental entre dos puntos de un circuito a través de una impedancia despreciable, la I OPERACION >>> I NOMINAL. Se caracteriza por una gran variación de la corriente en un pequeño lapso de tiempo.

Las fallas de aislamiento. Aquella que se presenta cuando una parte con tensión de un equipo se conecta accidentalmente a masa, en este caso se dice que aparece una corriente de falla a tierra.

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Los InterruptoresLos Interruptores El Interruptor.

Es un dispositivo de seccionamiento mecánico, capaz de conectar, transportar y e interrumpir corrientes de carga normal.

El Interruptor Automático (Disyuntor).En el interruptor automático la apertura ocurre bajo condiciones preestablecidas. Los interruptores de protección son capaces de interrumpir de manera automática corrientes anormales o de falla, como son las corrientes de cortocircuito. No es un interruptor para maniobras normales.

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Clasificación de los interruptores.

Los interruptores se clasifican en:

Interruptores de alumbrado.

Interruptores de protección.

Interruptores de Seguridad.

Interruptores rotativos

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Interruptor de Alumbrado

Interruptores para maniobrar cargas de alumbrado o pequeñas cargas.

En alojamientos de resinas fenólicas, baquelitas o porcelanas

Alojamiento autosoportante o en forma de dados para montaje.

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Clasificación de los Interruptores de Alumbrado

Clasificación por el número de polos Unipolares. Bipolares.

Clasificación por su función en el circuito Interruptor simple. Interruptor de

conmutación. Interruptor de doble

conmutación.

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Interruptor de alumbrado

La capacidad nominal se expresa en Amperes y son capaces de interrumpir a tensión nominal la corriente nominal.

10 A y 16A

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Interruptor de alumbrado

Los interruptores de alumbrado están asociados a tomacorrientes o accesorios de capacidad de corriente similar.

El tipo de tomacorriente usado en nuestro país no es uniforme, se encuentran tomas:

Toma con tierra tipo americano. Toma con tierra tipo SCHUKO. Toma con tierra tipo CEI Toma universal.

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Los Interruptores de Protección

Interruptores automáticos ofrecen protección contra las sobrecorrientes.

Los interruptores automáticos se clasificaban por su modo de funcionamiento. Interruptores térmicos. Interruptores

magnéticos Interruptores

termomagnéticos.

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Tablero o panel general

Tableros de distribución o sub-distribución de potencia.

Tableros de distribución

Red Eléctrica

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Interruptores automáticos para protección contra sobre

corrientes según normas técnicas peruanas NTP basadas

en normas internacionales IEC

NormalizaciónNormalización

NTP-IEC60898-1 : Para uso doméstico ó similar.Para interruptores a ser usados por personas “no calificadas”. Esta norma impone al fabricante la solución tecnológica y las características técnicas

NTP-IEC60898-1 : Para uso doméstico ó similar.Para interruptores a ser usados por personas “no calificadas”. Esta norma impone al fabricante la solución tecnológica y las características técnicas

NTP-IEC60947-2 : Para uso industrial. Para interruptores a ser manipulados por personas con experiencia. Esta es una norma que permite al fabricante innovar para satisfacer las necesidades del cliente.

NTP-IEC60947-2 : Para uso industrial. Para interruptores a ser manipulados por personas con experiencia. Esta es una norma que permite al fabricante innovar para satisfacer las necesidades del cliente.

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Poder de corte (Capacidad de interrupción)

Tipo de operador

Nº. de norma

No. de disparos consecutivos

exigidos

Poder de corte

Producto

Icu : Según tensión deempleo, Ics = ....% Icu

NTP-IEC60947-2 NTP-IEC60898-1

3 2

USUARIOS

Icn : 3kA, 4.5kA, 6kA (a 400V, Ics = 100% Icn)

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Los Interruptores automáticosNTP IEC 60898

Interruptores automáticos ofrecen protección contra las sobrecorrientes para uso domiciliario e instalaciones similares (comerciales).

Estos interruptores están desplazando a los de la norma americana NEMA AB1

Las especificaciones son similares a las de los interruptores de la norma NTP IEC 60947-2

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Marcado

C60NC16230/400V6000 3

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Interruptores NTP IEC 60898-1

<_

<_

<_

Intensidad 125 A

Tensión 440 VCA (50 ó 60 Hz)

PdC 25000 A

Curvas B,C,D definidas

Temperatura de referencia 30ºC

Calibres (In) Normalizados

Térmico igual para todas

Magnético : B 3 – 5 In C 5 – 10 In D 10 - 20 In

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Especificaciones de selección

Voltaje (V). Frecuencia (50 o 60 Hz). Número de polos.

(Unipolares, bipolares y tripolares)

Capacidad nominal de corriente (Amperes)

Capacidad de Corte o interrupción. (kA)

Curva de disparo

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B : generadores pequeños y cables de gran longitud

D : transformadores y motores

C : circuitos de alumbrado y tomacorrientes. Aplicaciones generales. Usada en la gran mayoria de los casos

t

xIn

Sobrecargas (térmico)

1

B

3..5

Corto circuitos (magnétic)

C

5..10

D

10..14

Curvas de disparo NTP-IEC60898-1

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(A

Curva de Disparo

1

I

I

I

SOBRECARGAS (Disparo térmico)

NTP-IEC60898-1

Ind = 1.13 In, >= 1 horaId = 1.45 In, <= 1 hora

Ind = 1.13 In, >= 1 horaId = 1.45 In, <= 1 hora

Ind : Corriente de no desconexiónId : Corriente de desconexión

Ind : Corriente de no desconexiónId : Corriente de desconexión

)destrucción del bimetal

t

0

zona de nodesconexion

h

zona dedesconexion

disparotérmico

destrucción cable

IndInd IdId

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d : corriente de no es

Curva de disparo

(A

t

)Ind Id0

zona de disparo

zona de no disparo

destrucción del solenoide

CORTOCIRCUITOS (Disparo magnético)

NTP-IEC60898-1

B : 3 a 5 InC : 5 a 10 InD : 10 a 20 In

B : 3 a 5 InC : 5 a 10 InD : 10 a 20 In

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Capacidad nominal de corriente

Los interruptores automáticos han sido diseñados y calibrados para transportar el 100% de su capacidad nominal, al aire libre y a 40°C.

ALUMBRADO 125% I carga < I nominal MOTORES 115% I motor< I nominal CONDENSADORES 133% I condensador < I

nominal Las capacidades normalizadas de los

interruptores: 15, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 200, 225,

250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2500.

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NormalizaciónLa IEC60947-2 forma parte de un conjunto de normas quecaracterizan a los aparatos de baja tensión

IEC60947

IEC 60947-1

IEC 60947-2

IEC60947-3

IEC 60947-4-1

IEC 60947-4-2

IEC 60947-6-2

IEC 60947-7-1

Reglasgenerales

Interruptores automáticos

interruptores contactores arrancadores

aparatosde conexióny de comando

bloquesde conexión

…...

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Generalidades el campo de aplicación

« La NTP-IEC60947-2 es aplicable a los interruptores en los cuales los contactos principales han sido previstos para usarse conectados a circuitos en donde la tensión asignada no sobrepasa 1000 V AC o 1500 V DC; … »La norma se aplica a interruptores previstos para ser utilizados por personas experimentadas

031107a

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Generalidades

La NTP-IEC60947-2 define

La clasificación de los interruptores Según la categoría de empleo A o B Según el tipo de concepción : Interruptor

abierto, interruptor caja moldeada

Las diferentes características mecánicas y eléctricas de los interruptores, tamaño, unidad de disparo.

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Categoría de empleo A Categoría de empleo B

Interruptor no específicamente previsto Interruptor específicamente previsto

para la selectividad en corto-circuito : para la selectividad en corto-circuito :

Sin retardo intencional Con retardo intencional (regulable)

Sin corriente de corta duración admisible Con corriente de corta duración admisible

DefinicionesCategorías de empleo de los interruptores

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2 3 4

1

L L L

inst.

0,2s

A

B

Ejemplo

Categorías de utilización

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Características técnicas y de construcción

Aspectos constructivos

Interruptores en caja moldeada

Interruptores abiertos

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Aspectos constructivos

Interruptores en caja moldeada

Características básicas: Soporte de estructura hecha de material aislante Caja hecha de material termoplástico

(resinas de poliester + fibra de vidrio)

Material resistente a altas temperaturas (140°C)

Encapsulado resistente a altas presiones (17bar)

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Aspectos constructivos

Características básicas: Soporte de estructura hecha de chapa de acero

Soporte de los polos moldeado en material aislante (resinas de poliester + fibra de vidrio) Capacidad de mantener corrientes iguales a la capacidad interruptiva hasta 1 segundo y disparar con retardos de tiempo

Facilidad de inspección y mantenimiento

Interruptores abiertos

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Características de los interruptoresTensión

Tensión nominal de empleo (Ue.)

La tensión nominal de empleo de un interruptor es el valor de tensión que combinado con el valor de corriente nominal de empleo, determinan la aplicación del interruptor y a la que están referidos el capacidad o poder de cierre y apertura, el tipo de servicio y la categoría de empleo.

A un interruptor puede asignarse un número de combinaciones de tensiones y corrientes nominales de trabajo con las consecuentes diferentes capacidades de corte.

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Características de los interruptoresResistencia a las sobrecargas

In (A rms) = corriente nominal (asignada) de empleo corriente máxima conducida a temperatura ambiente, sin calentamiento anormal

Ir (A rms) = corriente de regulaciónde sobrecarga ajustable Ir es función de In Ir caracteriza la protección contra

las sobrecargas

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Características de los interruptoresresistencia a los corto circuitos

Icu (kA rms) = poder nominal (asignado) de corte último en corto circuito

Es el valor máximo de corrientede corto circuito que el interruptor puede cortar

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Características de los interruptoresresistencia a los corto circuitosIcs (en % de Icu) = poderasignado de corte en servicio

Traduce la aptitud del interruptor en tener un servicio normal después de haber cortado 3 veces ésta corriente

E55238

Relación entre Ics e Icu

Categoría de empleo A Categoría de empleo B

% de Icu % de Icu 25 50 50 75 75 100 100

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Características de los interruptoresresistencia a los cortocircuitos Icw (kA rms) = corriente nominal

(asignada) de corta duración

admisible Icw es la corriente máxima

de corto circuito que puede soportarun interruptor durante una cortaduración t sin alteraciónde sus características

ICW debe ser al menos iguala 12 In o 5 kA para In 2500 A,30 kA para In > 2500 A

El tiempo de retardo t normalizadoes de : 0,05 - 0,1 - 0,25 - 0,5 -o 1s

E55239

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Características eléctricas

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Disposiciones constructivas interruptor seccionador Un interruptor

«apto al seccionamiento» tendrá visible en la cara delantera, el símbolo del interruptor-seccionador

Observar los otros datos en la placa, como Icu e Ics

E55246

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Versiones

Extraíble

Enchufable(Removible)

Fija

Características constructivas