Protección Eléctrica: Fusibles, Interruptores y Diferenciales


Los fusibles son dispositivos de protección contra sobreintensidades. Su función es abrir el circuito donde están instalados mediante la fusión de uno o varios de sus elementos, interrumpiendo la corriente cuando esta supera un valor determinado durante un tiempo suficiente.

Tipos de Sobrecargas y Cortocircuitos

  • Sobrecargas: Intensidades de corriente (I) del orden de 2 o 3 veces la corriente nominal (In) del equipo o instalación, con tiempos de actuación del orden de segundos.
  • Cortocircuitos: Intensidades de corriente (Icc) muy elevadas, provocadas por la conexión de dos o más puntos a través de una impedancia de valor despreciable, con tiempos de actuación del orden de milisegundos.

Características de los Fusibles

  • Corriente convencional de no fusión (Inf): Valor específico de la corriente que el cartucho fusible puede soportar en el tiempo convencional sin fundir.
  • Corriente convencional de fusión (If): Valor específico de la corriente que provoca la fusión del cartucho fusible en el tiempo convencional.

Clasificación de Fusibles por Letras

Los fusibles se clasifican mediante dos letras:

Primera Letra (Rango de Corriente)

  • a: Fusibles de acompañamiento, actúan ante cortocircuitos, pero no ante sobrecargas.
  • g: Fusibles de uso general, actúan ante cortocircuitos y sobrecargas.

Segunda Letra (Aplicación)

  • G: Uso general.
  • M: Protección de motores.
  • Tr: Protección de transformadores.
  • B: Protección de líneas de gran longitud (minería).
  • R: Protección de semiconductores.
  • D: Fusibles con tiempo de actuación retardado.
  • N: Líneas de distribución.

Tipos de Fusibles Comunes

  • Fusibles “Gg”: Uso general, cortan todas las corrientes desde su intensidad asignada (In) hasta su poder de corte asignado.
  • Fusibles (aM): Protección de motores, cortan corrientes entre un valor mínimo (k2In) y su poder de corte asignado. Requieren protección adicional contra sobrecargas.

Formas de Fusibles

Existen fusibles de cuchilla NH, cilíndricos, D0 NEOZED, D DIAZED y de Media Tensión.

Ventajas y Desventajas de los Fusibles

Ventajas

  • Economía.
  • Reducido volumen.
  • Seguridad.

Desventajas

  • Posibilidad de reemplazo por fusibles de mayor calibre, generando falsa protección.
  • En sistemas trifásicos, la fusión de un fusible sobrecarga las otras fases.
  • Dificultad en la protección contra sobrecargas debido a la diferencia entre Inf e If.

Tipos de Fusibles por Velocidad de Actuación

  • Fusibles rápidos: Funden en un segundo para corrientes de 20.5 veces la intensidad convencional If.
  • Fusibles lentos: Funden en un segundo para corrientes de 5 veces la intensidad convencional If.
  • Fusibles de acompañamiento: Funden en un segundo para corrientes de 8 veces la intensidad convencional If.

Interruptores Automáticos

Un interruptor automático es un aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales y anormales del circuito (cortocircuitos).

Disparadores de Interruptores Automáticos

  • Disparador térmico: Protección contra sobrecargas.
  • Disparador magnético: Protección contra cortocircuitos.

Tipos de Interruptores Automáticos

  • Modulares: Medida normalizada de 18mm por polo, para carril DIN.
  • Caja moldeada: Carcasa de material aislante moldeado.
  • Bastidor abierto: Carcasa de material aislante en la parte frontal.

Características de los Interruptores Automáticos

  • Corriente convencional de no desconexión (Int): Corriente que el disparador soporta sin actuar durante un tiempo determinado.
  • Corriente convencional de desconexión (It): Corriente que provoca la actuación del disparador durante un tiempo determinado.

Curvas de Disparo

  • Curva B: Protección de circuitos con carga resistiva.
  • Curva C: Protección de circuitos con cargas inductivas o capacitivas.
  • Curva D: Protección de circuitos con cargas inductivas o capacitivas importantes.

Filiación/Protección de Acompañamiento

Uso de un dispositivo con poder de corte inferior a la corriente de cortocircuito, siempre que otro dispositivo aguas arriba tenga el poder de corte necesario. Aumenta el poder de corte real y favorece la extinción del arco eléctrico, reduciendo costes.

Selectividad

Coordinación de dispositivos de protección en serie para que solo actúe el más cercano al defecto, evitando interrupciones innecesarias.

Tipos de Selectividad

  • Selectividad total: El dispositivo aguas abajo protege para todos los valores de sobreintensidad sin afectar a los dispositivos aguas arriba.
  • Selectividad parcial: El dispositivo aguas abajo protege hasta un valor determinado de sobreintensidad.

Métodos de Selectividad

  • Selectividad total: No se solapan las curvas de disparo.
  • Selectividad amperimétrica: Escalado de intensidades en las curvas de actuación.
  • Selectividad cronométrica: Escalado de tiempos en las curvas de actuación.

Guardamotor

Interruptor automático diseñado para la protección de motores en maquinaria.

Interruptores Diferenciales

Aparato electromecánico que provoca la apertura de sus contactos cuando la corriente diferencial alcanza un valor dado.

Tipos de Diferenciales

  • Tipo AC: Desconexión asegurada solo para corrientes diferenciales alternas senoidales.
  • Tipo A: Desconexión asegurada para corrientes diferenciales alternas senoidales y pulsantes con componente continua de hasta 0.006A.

Características de los Diferenciales

  • Instantáneo: Uso general.
  • Retardado (tipo S): Selectividad.

Regulación de Diferenciales

  • Intensidad residual de funcionamiento única.
  • Regulaciones múltiples de la intensidad residual de funcionamiento.

Selectividad Diferencial

Coordinación de dispositivos de protección para que actúe el más cercano al defecto.

Tipos de Selectividad Diferencial

  • Selectividad vertical: Diferenciales en serie o cascada.
  • Selectividad horizontal: Protección individual de cada circuito con un diferencial.

Condiciones para Selectividad Vertical

  • Selectividad cronométrica: El tiempo de no actuación del diferencial aguas arriba debe ser superior al tiempo total del diferencial aguas abajo.
  • Selectividad amperimétrica: La intensidad diferencial residual del diferencial aguas arriba debe ser al menos dos veces mayor que la del diferencial aguas abajo.

Selección de la Intensidad Nominal Asignada (In)

  • Caso A: Diferencial debajo de un interruptor automático general.
  • Caso B: Diferencial encima de un grupo de interruptores automáticos con el mismo número de polos.
  • Caso C: Diferencial encima de un grupo de interruptores automáticos con distinto número de polos.

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