Interruptor industrial

Interruptor industrial

Interruptor.Es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica.

Generalidades de los interruptores

Los interruptores son vitales para el funcionamiento seguro de una red eléctrica. Son necesarios en los generadores de electricidad, donde se ha de poder conectar y desconectar toda la potencia de una central eléctrica (gigavatios de electricidad), y en líneas de transmisión, en subestaciones, para dirigir el flujo de energía con tensiones de más de 1.500 kV.

Los interruptores son también componentes esenciales en las redes de distribución, en las que es preciso controlar corrientes muy altas a niveles moderados de tensión.

Un interruptor, con independencia de su posición en una red, tiene dos tareas:

• Es responsable de la conmutación diaria de líneas durante el funcionamiento normal y de la desconexión del suministro eléctrico en caso de sobrecarga o cortocircuito.

• Un interruptor puede controlar varios GVA de potencia en fracciones de segundo.

Es tal la importancia de este dispositivo, que se han invertido decenas de miles de millones de dólares en su desarrollo durante los 100 últimos años.

El reto de un interruptor

La corriente eléctrica es transportada desde las centrales hasta los clientes a través de cables metálicos conductores, la mayoría visibles como líneas aéreas. La corriente se puede interrumpir simplemente cortando la línea eléctrica conductora.

Tipos de Interruptores

Interruptor basculante

Interruptor cuyo miembro de actuación es una palanca de bajo perfil (basculador) que debe inclinarse en la/las posición(es) indicada(s) para lograr un cambio en el estado del contacto.

Interruptor de pulsador

Interruptor cuyo miembro de actuación es un botón que debe presionarse para lograr un cambio en el estado del contacto.

Interruptor rotativo

Interruptor cuyo miembro de actuación es una barra o un eje que debe rotarse en la/las posición(es) indicada(s) para lograr un cambio en el estado del contacto.

Interruptor magnetotérmico

• El Interruptor magnetotérmico o Interruptor automático: Incluye dos sistemas de protección. Se apaga en caso de cortocircuito o en caso de sobre carga de corriente. Se utiliza en los cuadros eléctricos de viviendas, comercios o industrias para controlar y proteger cada circuito individualmente.

Reed switch

Es un interruptor encapsulado en un tubo de vidrio al vacío que se activa al encontrar un campo magnético.

Interruptor centrífugo

Se activa o desactiva a determinada fuerza centrífuga. Es usado en los motores como protección.

Interruptores de transferencia

Trasladan la carga de un circuito a otro en caso de falla de energía. Utilizados tanto en subestaciones eléctricas como en industrias.

Interruptor DIP

Viene del inglés dual in-line package en electrónica y se refiere a una línea doble de contactos. Consiste en una serie de múltiples micro interruptores unidos entre sí.

Hall-effect switch

También usado en electrónica, es un contador que permite leer la cantidad de vueltas por minuto que está dando un imán permanente y entregar pulsos.

Sensor de flujo

Es un tipo de interruptor que formado por un imán y un reed switch.

Interruptor de mercurio usado para detectar la inclinación. Consiste en una gota de mercurio dentro de un tubo de vidrio cerrado herméticamente, en la posición correcta el mercurio cierra dos contactos de metal.

Interruptores de sensores de flujos

Interruptores Termomagnéticos

Estos interruptores protegen contra sobrecargas de las instalaciones de cableado en edificios. Actúan con un porcentaje por encima de la corriente nominal por acción térmica o por acción de una sobrecarga de varias veces la corriente nominal por acción magnética. Están capacitados para abrir el circuito en el caso de una corriente de varios cientos de veces la corriente nominal (cortocircuito).

Interruptores Térmicos

Estos interruptores igualmente protegen contra sobrecargas de las instalaciones de cableado en edificios, pero solo actúan con un porcentaje por encima de la corriente nominal por acción térmica. Están capacitados para abrir el circuito en el caso de una corriente de varios cientos de veces la corriente nominal (cortocircuito). Debido a que solo actúan por acción térmica, no son usados con frecuencia en instalaciones eléctricas. Por lo que solo vamos a hablar de interruptores termomagneticos.

Clasificación por sus capacidades

• - Por capacidad de cortocircuito nominal:

1.500 - 3.000 - 4.500 - 6.000 - 10.000 - 15.000 - amperes.

Los más utilizados en instalación domiciliaria son los de 3.000 Amperes. (Debe conocerse la corriente presunta de cortocircuito para establecer si 3000 amperes son suficientes).

Interruptores por su capacidad

La Norma Iram 2169 esta actualizada y se basa en la IEC 898 de 1988, esta norma contiene las exigencias a que se ve sometido un termomagnético en una casa domiciliaria y que son cortocircuitos de valores no mayores de 500A provocados generalmente por fallas de electrodomésticos.

Ensayos

Los ensayos que debe superar una termomagnética IEC 898 ó IRAM 2169 son:

• Con I cortocircuito de 500 Amper (reducida) ó 10 In O t O t O t O t O t O t CO t CO t CO

O: Significa que aparece el cortocircuito y el producto abre. T: Intervalo entre un cortocircuito y el otro igual a 3 minutos CO: Significa que la termomagnética cierra sobre el cortocircuito e instantáneamente abre.

• Con I cortocircuito de 1500 Amper: Igual secuencia que con 500 A

• Con I cortocircuito declarada por el fabricante: 3000 - 4500 - 6000 ó 10000A

O t O t CO (bipolares) O t CO t CO (tripolar ó tetrapolares)

Nota

• Los ensayos I) - II) y III) se hacen sobre 3 muestras distintas.

• Después de dichos ensayos, luego de (2 a 24hs) ensayan con rigidez dieléctrica (1500 volts) sin fallas.

• La calibración térmica no debe ser alterada en: 0,85 de 1,13 In (no debe cortar) y 1,10 de 1,45 In (debe cortar antes de 1h).

• Los ensayos I) y II) no se exigían a las termomagnéticas de IEC 157 año 1973, que ya no deben usarse.

Clasificaciones

Están clasificados por Tipos B, C y D.

• Los tipos B, C y D con sobrecargas de 1,13 In no desconectan en tiempos mayores que 1 hora (hasta 63 A).
• En cambio con 1,45 In -luego de a)- corta en un tiempo menor a 1 hora (hasta 63 A).

El comportamiento frente a sobrecargas instantáneas de 3 a 50 In es distinto según el tipo, y el instalador debe saber cual utilizar según sea el tipo de carga de su instalación.

Tipo B

• Con 3 In de sobrecarga, no desconecta, (In: Corriente Nominal)
• Con 5 In de sobrecarga, desconecta, (In: Corriente Nominal)

Aplicación

En líneas con cargas fuertemente (horno eléctrico) resistivas o con alumbrado fluorescente (de bajas corrientes de conexión)

Tipo C

• Con 5 In de sobrecarga, no desconecta (In: Corriente Nominal)
• Con 10 In de sobrecarga, desconecta (In: Corriente Nominal)

Aplicación

Aplicación (de mayor uso)

En líneas con cargas del tipo de alumbrado y aparatos electrodomésticos (sin preponderancia de motores).

Tipo D

• Con 10 In de sobrecarga, no desconecta (In: Corriente Nominal)
• Con 20 In de sobrecarga, desconecta (In: Corriente Nominal)

Aplicación

En caso de circuitos que alimentan motores que pueden arrancar con I corrientes de 6 o 7 veces la In (con cuplas resistentes de arranque importantes). Los tiempos de desconexión son <0,1seg.

Los ensayos que más caracterizan la calidad de un termomagnético son:

Ensayo de vida

• Eléctrica (con carga) 4000 accionamientos.

• Cortocircuito, 1500, 3000, 4500, 6000, 10 000 kA (en una instalación normal, la Icc en bornes de la termomagnética en el tablero principal. Electrificación media, no supera los 3000 A de Icc. (Corriente de cortocircuito)

• La palanca debe tener la posibilidad de ser enclavada en posición de abierto con un eje metálico (para ello las cajas de las termomagnéticas tienen un agujero de ø aproximadamente 1mm.).
• Debe tener al frente una indicación clara de la posición de abierto del interruptor.
• La protección en instalaciones monofásicas será en ambos polos.

Nota

• Hay una práctica que debe ser eliminado por el instalador, que consiste en unir interruptores termomagnéticos unipolares y hacer un tripolar uniendo los módulos a través de un puente o palanca externo. La sobrecarga en un polo debe transmitirse a los otros dos polos interiormente a través de una leva de disparo para que accione correctamente.

Los Interruptores termomagnéticos tienen en las paredes de caja y tapa, zona de la manija, dos (2) orificios que cuando se desconecta el interruptor, permiten colocar un alambre de ø 1mm para trabar la manija y evitar dar tensión.

• - En los circuitos de los toma corrientes de 10A la protección no debe superar los 16A y en los circuitos especiales los 25A.

Las compañías suministradoras de electricidad deben indicar la potencia de CC que existe en la entrada del inmueble para así definir el termomagnético principal en su Icc.

Marcaciones

• Deben indicar
  • (In) Corriente Nominal (A)
  • (Icc) Corriente Cortocircuito (A) o (kA)
  • Clasificación de disparo por sobrecorriente B, C o D.
  • Un Tensión, Nominal (V)
  • Fabricante y País
  • Norma a la que corresponde

Interruptores o Protectores Diferenciales

Estos interruptores protegen contra las fugas de corrientes que pueden producirse a través de las masas metálicas de los aparatos (normalmente aisladas) y que por una falla de aislamiento del equipo, producto o instalación, derivan a tierra. Esta derivación a tierra de la corriente puede lograrse a través de un conductor de protección conectado entre la masa y tierra ó lamentablemente a través de las personas si aquella conexión a tierra no se realizara.

El interruptor diferencial actúa por la diferencia de corriente entre el polo de entrada y de salida del circuito, diferencia que es la corriente de falla o derivación a tierra.

Los valores apropiados de corrientes diferencial son: Para usos domiciliarios - oficinas de 30mA - 30mseg

Por lo general se instala solo para proteger a las personas contra los efectos de contactos eléctricos directos e indirectos.

Contactos directos

Actúa como protección complementaria y no excluye todas las otras protecciones como obstáculos, recubrimientos, distancias aislantes que siempre deben hacerse.

Contactos indirectos

Es una solución óptima ya que con una puesta a tierra de las masas metálicas de 5 a 10ohms, con valores de corriente de fuga a tierra de 30mA, interrumpe el circuito.

Debe usarse el tipo electromagnético, no el electrónico que cuando se interrumpe el neutro, no actúa y deja polarizada toda la instalación.

La forma de identificar si el diferencial es electrónico es:

• Interrumpir la alimentación del neutro.
• Entre la salida del vivo alimentado y tierra (caja de paso o borne de tierra del tomacorriente), a través de una lámpara de 40 o 60W, comprobar su funcionamiento, si no actúa es electrónico.

Si un diferencial es de I diferencial = 0,030A significa que puede actuar entre:

• Límite Inferior:

Nota: No actúa por debajo de 15 mA.

Límite Superior: I³n = 0,030 A

Se debe garantizar 100% en >= 0,030A (tiempo de disparo ideal no superar los 30mseg =0,03seg)

Nota:

• Tiene un botón de prueba (test) que accionado una vez por mes comprueba que el mecanismo está correcto. De no hacerlo al cabo de un par de años puede no disparar.

Los ensayos de vida garantizan:

1. Apertura por Id de 500A con disparos contra 30 °E de la onda de tensión (6).
2. 10.000 accionamientos por IDN.
3. 28 días en cámara de humedad 95%.
4. Prueba de botón de test.

Debe protegerse el diferencial de los cortocircuitos por medio de una termomagnética de intensidad de carga igual o fusibles.

a) Existen diferenciales de 300 y 500mA para uso industrial. b) Existen diferenciales de 30mA que actúan instantáneos, dentro de los 20 mseg (1 onda en F = 50 c/s). c) Existen diferenciales de 30mA para corriente pulsante y contra descargas de tipo atmosférico. d) Existen diferenciales de 10mA p/hidromasajes.

Nota:

Toda esta gama de diferenciales mencionados permite hacer una selectividad por tiempo y corriente.

Marcado

a)In Corriente Nominal (A) b)I Corriente Diferencial de funcionamiento: 0,030 (A) c)In Corriente Diferencial de no funcionamiento: 0,015 (A) d)Característica del dispositivo de protección contra cortocircuito.

• 25A - Fusible 80A
• 40A - Fusible 80A
• 63A - Fusible 100A
• 80A - Fusible 100A

• Un Tensión Nominal
• Fabricante/País

Fuentes

• http://library.abb.com/globa
• http://www.mitecnologico.com/
• http://www.directindustry.es/prod/ge-security-industrial/interruptores
• http://www.madisonco.com/madison
• Como funcionan las cosas. Pagina: 108 y 109