FUSIBLES
Tanto un contactor como un relé de sobrecargas son aparatos importantes y valiosos, por lo que deben ser protegidos en caso que se produzca una falla. Debido a su velocidad de actuación y su capacidad de ruptura casi sin límites, el mejor medio para lograrlo es el fusible; por supuesto siempre que este sea de calidad, que responda a normas IEC 60 269 y que no haya sido manipulado o reparado. LOS FUSIBLES DE ALTA CAPACIDAD DE RUPTURA PARA BAJA TENSIÓN PROTEGEN CABLES, CONDUCTORES Y COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN DE MANIOBRA Y PROTECCIÓN DE MOTORES CONTRA LAS SOBRECARGAS Y LOS EFECTOS DE UN CORTOCIRCUITO.
La primera función de los fusibles es proteger los cables y conductores de las corrientes de sobrecarga y cortocircuito, pero también son apropiados para la protección de aparatos y equipamiento eléctrico. Entre las múltiples funciones y variadas condiciones de servicio cabe mencionar las siguientes:
*Una elevada selectividad en redes radiales y mallas para evitar interrupciones innecesarias del servicio.
*La protección de respaldo «Back-up» de interruptores termomagnéticos
*La protección de circuitos de motores en los que por el servicio pueden producirse sobrecargas breves y cortocircuitos.
*La protección contra cortocircuitos de aparatos de maniobra como contactores e interruptores automáticos.
*En redes TN y TT los fusibles evitan que ante fallas se mantengan tensiones de contacto inadmisibles en las estructuras metálicas.
El campo de aplicación de los fusibles es muy amplio: abarca desde instalaciones eléctricas en viviendas, comercios y plantas industriales hasta inclusive en instalaciones de empresas generadoras o distribuidoras de energía eléctrica.
SELECTIVIDAD
Otra función importante del fusible es la selección del circuito con falla y la separación del mismo de la red para permitir que ésta continúe en servicio.
En toda instalación eléctrica existen varios fusibles conectados en serie.
A través de la selectividad se logra que ante una sobrecarga sólo se desconecte el circuito que presenta la falla mientras que el resto continua operando
CAPACIDAD DE RUPTURA
Es la habilidad que tiene un aparato de protección de dominar una corriente de cortocircuito.
LIMITACIÓN DE LA CORRIENTE
Durante un cortocircuito circula por la red la corriente de cortocircuito hasta que el cartucho fusible interrumpe el mismo. La impedancia de la red es el único factor limitador de la intensidad de la corriente de cortocircuito.
La fusión simultánea de todos los puntos previstos para este fin en la lámina fusible forma numerosos arcos parciales conectados eléctricamente en serie que aseguran la desconexión rápida, con una fuerte limitación de la corriente.
La calidad de fabricación influye en gran medida en la limitación de la corriente y ésta, en el caso de los cartuchos fusibles de Siemens, es muy elevada.
Así por ejemplo, un fusible NH tamaño 2 de In=224 A limita un probable valor eficaz de 50 kA de la corriente de cortocircuito a una corriente de paso con una intensidad de cresta del orden de 18 kA. Esta fuerte limitación de la corriente protege en todo momento a la instalación contra solicitaciones excesivas.
INTERRUPTORES DIFERENCIALES
Los interruptores diferenciales están destinados a proteger la vida de las personas contra contactos directos accidentales de elementos bajo tensión. Además protegen a los edificios contra el riesgo de incendios provocados por corrientes de fuga a tierra. No incluyen ningún tipo de protección contra sobrecargas o cortocircuitos entre fases o entre fase y neutro. El funcionamiento se basa en el principio de que la suma de las corrientes que entran y salen de un punto, da como resultado cero.
Así, en un circuito trifásico, las corrientes que fluyen por las fases se compensarán con la del neutro, sumando, vectorialmente, cero en cada momento. Del mismo modo, en un circuito monofásico, la corriente de la fase y la del neutro son en todo momento iguales.
En caso de una falla de aislamiento, parte de la corriente fluirá por tierra hacia el generador. Esa corriente a tierra, llamada corriente de defecto, será detectada mediante un transformador sumador de corriente que tiene el interruptor diferencial y desconectará al circuito fallado.
Cuando una persona toca accidentalmente una parte bajo tensión también produce una corriente a tierra que será detectada por el interruptor diferencial, protegiendo así a la persona. Para comprobar el funcionamiento del interruptor diferencial, el mismo cuenta con un botón de prueba que simula una falla, comprobando todo el mecanismo. El botón de prueba deberá ser accionado periódicamente; por ejemplo, cada seis meses.
RELÉS DE SOBRECARGAS
Es el encargado de proteger al motor. Es un método indirecto de protección, ya que mide la corriente que el motor está tomando de la red y supone un determinado estado de calentamiento de los bobinados del motor.
Si la corriente del motor protegido sobrepasa los valores admitidos, el conjunto de detección del relé de sobrecargas acciona un contacto auxiliar que desconecta la bobina del contactor y separa de la red al consumidor sobreexigido.
Es un excelente medio de protección pero tiene el inconveniente de no proteger al motor cuando la sobretemperatura de éste se produce por causas ajenas a la corriente que está tomando de la red (en el caso de falta de refrigeración). Aquí se recomienda el uso de sensores PTC en los bobinados del motor, capaces de medir exactamente la temperatura interna del mismo. En el caso de la falta de una fase, que produce el calentamiento del motor por pérdidas en el hierro y no por las pérdidas en las bobinas de cobre. Dado que hay un aumento de la corriente consumida, este hace actuar de todos modos al relé de sobrecargas. El relé de sobrecargas térmico 3RU11 dispone de un dispositivo de doble corredera que permite aumentar la sensibilidad del relé cuando falta una fase. De esta manera, se logra reducir a la mitad los tiempos de actuación y proteger al motor también en el caso de falta de fase.
CLASE DE DISPARO
Se llama clase de disparo al tiempo que tarda, medido en segundos, en actuar un relé de sobrecargas por el que circula una corriente 7,2 veces mayor que el valor ajustado. CLASE 10: Permite que el motor tarde hasta 10 segundos en arrancar; es lo que se conoce como arranque normal
Los relés de sobrecargas SIRIUS se ofrecen para clase 10, y clase 20.
PROTECCIÓN CONTRA FALTA DE FASE
Este dispositivo, incluido en los relés SIRIUS 3RU11 y 3RB20, ofrece una notable mejora con respecto a los relé de sobrecargas convencionales.
El mecanismo acelera la desconexión del motor cuando falta una fase, es decir, detecta con seguridad esta falla. El relé 3RU11 actúa según una curva de disparo, basándose en el sobrecalentamiento de las 2 fases que quedan en servicio. También aquí, el relé de sobrecargas debe estar correctamente calibrado
BOTÓN DE REPOSICIÓN AUTOMÁTICA O BLOQUEO DE RECONEXIÓN
Es conveniente que el relé de sobrecargas no vuelva automáticamente a su posición de conectado una vez que haya actuado.
Cuando el motor es accionado mediante pulsadores, de cualquier forma debe ser puesto en marcha nuevamente oprimiendo el pulsador «conexión». Un botón azul «Reset» permite ser colocado en reposición automática «A» o en reposición manual «H» o «M». El mismo botón azul permite reponer el contacto si se eligió reposición manual «H» o «M».
Un detalle de seguridad: en caso de falla, aún estando el botón azul pulsado o trabado, el disparo se produce de todos modos.
PULSADOR DE PARADA
El botón rojo «Stop» permite accionar sobre el contacto normalmente cerrado y así probar si el conjunto está perfectamente cableado. Además puede usarse como pulsador de desconexión.