Tema 2-3 IEBTy MT ALU Magnetotérmicos PDF

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Warning: TT: undefined function: 32 PORTADAIngeniería EléctricaJuan Bernabé García GonzalezRafael Molina MaldonadoDepartamento de Ingeniería Eléctrica ‐ UMAGrado en IngenieríaEléctricaIEByMTTema 2: Protección de las Pers...

Description

Departamento de Ingeniería Eléctrica

GradoenIngeniería

Eléctrica IEByMT

Tema2:ProteccióndelasPersonas ydelasInstalacionesEléctricas Parte2.3:Protección:Magnetotérmicos

JuanBernabéGarcíaGonzalez RafaelMolinaMaldonado DepartamentodeIngenieríaEléctrica‐ UMA PORTADA

INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN BAJA TENSIÓN

BLOQUE I:

Departamento de Ingeniería Eléctrica

TEMA 2: Protección de las Personas y de las Instalaciones Eléctricas PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 2.3.8 2.3.9 2.3.10 2.3.11

Introducción a los dispositivos de Protección Eléctrica Protección a sobreintensidades Definición de I. A. Magnetotérmico Protección frente a sobrecargas Protección frente a cortocircuitos Parámetros para la elección de un I. A. Magnetotérmico Desconexión y reconexión de un I. A. Magnetotérmico Curva de disparo de un I. A. Magnetotérmico Indicaciones de fabricantes de I. A. Magnetotérmico Coordinación entre I. A. Magnetotérmicos Coordinación entre Fusible e I. A. Magnetotérmico

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.1 Introducción a los dispositivos de Protección Eléctrica

Fusibles

Interruptorautomático(Magnetotérmico)

Interruptordiferencial

Protectorparasobretensiones

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.1 Introducción a los dispositivos de Protección Eléctrica

Fusibles

Interruptorautomático(Magnetotérmico)

Protección frente a sobreintensidades

Interruptordiferencial

Protección frente a corrientes de fuga

Protectorparasobretensiones

Protección frente a sobretensiones

Departamento de Ingeniería Eléctrica

2.3.2 Protección a sobreintensidades

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

Origen de las sobreintensidades: • Sobrecargas debidas a aparatos de utilización o defectos de aislamiento de gran importancia.

• Cortocircuitos. • Descargas atmosféricas. Efectos de las sobreintensidades: Pueden causar importantes daños en las instalaciones eléctricas e incluso incendios en las mismas. Según la ITC-BT 22: Todo circuito estará protegido contra efectos de las sobreintensidades que puedan presentarse en el mismo, para lo cual la interrupción de este circuito se realizará en un tiempo conveniente o estará dimensionado para las sobreintensidades previsibles.

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.2 Protección a sobreintensidades Los cables eléctricos se encuentran en situación de sobrecarga cuando están trabajando con un nivel superior a su carga nominal

Características: • En condición de sobrecarga por los cables circula una intensidad de corriente superior a la intensidad de diseño del cable. • Las sobrecargas pueden ser transitorias o permanentes y ocasionan fatiga térmica en el cable. • La fatiga térmica implica la pérdida de las características dieléctricas del material aislante del cable.

Protección frente a cortocircuitos Los cables eléctricos se encuentran en situación de cortocircuito cuando debido a un fallo en la propia línea eléctrica, en un aparato o equipo eléctrico, la corriente pasa directamente del conductor activo al neutro o tierra en sistemas monofásicos de AC o entre fases o en todas las fases o desde las fases al neutro o tierra para sistemas polifásicos, o entre polos opuesto en caso de corriente DC.

Características: • El Cortocircuito se produce en la propia línea por fallos en el aislante de los conductores o por contacto accidental entre conductores. • El cortocircuito es una condición drástica del funcionamiento de los cables que conlleva la destrucción instantánea tanto del material aislante como del material conductor de los mismos.

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.2 Protección a sobreintensidades

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.3 Definición de Interruptor Automático Magnetotérmico

Fusibles

Interruptorautomático(Magnetotérmico)

Interruptordiferencial

Protectorparasobretensiones

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.3 Definición de Interruptor Automático Magnetotérmico Un interruptor magnetotérmico, interruptor termomagnético o llave térmica, es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos de intensidad. Protege por tanto frente a sobreintensidades. • Interruptor protección contra cortocircuitos y sobrecargas. • Tienen la ventaja frente a los fusibles de que no hay que reponerlos. • Cuando desconectan el circuito debido a una sobrecarga o un cortocircuito, se rearman de nuevo y siguen funcionando. • Su funcionamiento se basa en un elemento térmico, formado por una lámina bimetálica que se deforma al pasar por la misma una corriente durante cierto tiempo, para cuyas magnitudes está dimensionado (sobrecarga) y un elemento magnético, formado por una bobina cuyo núcleo atrae un elemento que abre el circuito al pasar por dicha bobina una corriente de valor definido (cortocircuito)

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.3 Definición de Interruptor Automático Magnetotérmico Un interruptor magnetotérmico, interruptor termomagnético o llave térmica, es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos de intensidad. Protege por tanto frente a sobreintensidades.

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.4 Protección frente a sobrecargas Los cables eléctricos se encuentran en situación de sobrecarga cuando están trabajando con un nivel superior a su carga nominal

Encasodesobrecarga ladeformacióndelaláminabimetálicaprovocalaaperturadeloscontactos

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.5 Protección frente a cortocircuitos Los cables eléctricos se encuentran en situación de cortocircuito cuando debido a un fallo en la propia línea eléctrica, en un aparato o equipo eléctrico, la corriente pasa directamente del conductor activo o fase al neutro o tierra en sistemas monofásicos de AC o entre fases o en todas las fases o desde las fases al neutro o tierra para sistemas polifásicos, o entre polos opuesto en caso de corriente DC.

Encasodecortocircuitolacorrientequeatraviesaelsolenoidetieneunamagnitudtalqueproduceel desplazamientodelnúcleoqueasuvezprovocalaaperturadeloscontactos.

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.6 Parámetros para la elección de un Interruptor Automático Magnetotérmico • • • • •

Instalación: tensión, frecuencia, nº de polos Normativa vigente Intensidad nominal ó calibre Tipo de curva Poder de corte

Pequeño interruptor automático (PIA) de uso doméstico o análogo

Interruptor automático de uso industrial con calibres de hasta 600 0A (Interruptor de Potencia)

UNE-EN 60.898

UNE-EN 60.947-2

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.6 Parámetros para la elección de un Interruptor Automático Magnetotérmico

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2.3.6 Parámetros para la elección de un Interruptor Automático Magnetotérmico

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

1polo 6kA

3polos 15kA

2polos 6kA

3polos 25kA

2polos 10kA

4polos 25kA

Catalogo comercial de Merlin Gerin

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2.3.7 Desconexión y reconexión de un Interruptor Automático Magnetotérmico

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

La Desconexión puede ser: • •

Manual: Automática:

Mecánica. Magnética por cortocircuitos Térmica por sobrecargas.

La Reconexión es manual.

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.8 Curva de disparo de un Interruptor Automático Magnetotérmico

Departamento de Ingeniería Eléctrica

2.3.8 Curva de disparo de un Interruptor Automático Magnetotérmico

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGAS

Iu  In  Im If  1,45 Im Dónde: Iu: intensidad de utilización del circuito In: intensidad nominal de la protección (calibre de la protección) Im: intensidad máxima admisible de la línea en régimen permanente If : intensidad de funcionamiento o disparo del dispositivo de protección

t(s)

precisión

I.A. de instalaciones industriales (IEC-898):

Inf = 1,13 In  1 hora If = 1,45 In  1 hora Los límites de tiempo de disparo o no disparo son de: 1 hora para In < 63 A 2 horas para In > 63 A

disparo

no disparo

Destrucción de la bilámina

In Inf If Curvadedisparotérmico

I/In

I. A. de instalaciones domésticas o terciario (IEC-947-2): Inf = 1,05 In  1 hora para calibres hasta 63 A Inf = 1,05 In  2 horas para calibres superiores a 63 A If = 1,3 In  1 hora para calibres hasta 63 A If = 1,3 In  2 horas para calibres superiores a 63 A

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2.3.8 Curva de disparo de un Interruptor Automático Magnetotérmico

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITO Destrucción del solenoide

t(s)

precisión

disparo

no disparo

In Inf If

I/In

Curvadedisparomagnético

Dónde: In: intensidad nominal de la protección Ind, I nf : valor de corriente por debajo del cual el interruptor automático no debe dispararse Ind, If : valor de corriente por debajo del cual el interruptor automático debe dispararse en las condiciones establecidas en la norma aplicada Los valores de If e I nf están normalizados dependiendo del tipo de curva de disparo del magnetotérmico.

Departamento de Ingeniería Eléctrica

2.3.8 Curva de disparo de un Interruptor Automático Magnetotérmico

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

TIPOS DE CURVAS DE DISPARO

Tipo B: de 3 a 5 In, para protección de generadores, personas y cables de gran longitud. Tipo C:

t(s) Z

B

A

de 5 a 10 In, circuitos de aplicaciones generales (iluminación y tomas de corriente), receptores en general.

MA

D

Tipo D:

PdC

2,43,6 35

5 10

1014

12,5

I/In

disparo de 10 a 14 In, protección de circuitos con elevada corriente de arranque, motores, transformadores. Tipo Z: 2,4 a 3,6 In, protección de circuitos electrónicos. Tipo MA: disparo a 12,5 In, arrancadores de motores (sin protección térmica).

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2.3.8 Curva de disparo de un Interruptor Automático Magnetotérmico

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

TIPOS DE CURVAS DE DISPARO

1 Límites de disparo térmico en frío, 2 polos cargados.

2 Límites de disparo electromagnético, 2 polos cargados.

Catalogo comercial de Schneider Electric

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.9 Indicaciones de fabricantes de I. A. Magnetotérmico

Catalogo comercial de Schneider Electric

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.9 Indicaciones de fabricantes de I. A. Magnetotérmico

Catalogo comercial de Schneider Electric

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.9 Indicaciones de fabricantes de I. A. Magnetotérmico

Catalogo comercial de Schneider Electric

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.10 Coordinación entre I.A. Magnetotérmicos La coordinación de las protecciones hace referencia al funcionamiento de dos o más protecciones establecidas en serie, protegiendo escalonadamente las distintas secciones que se establecen en una instalación. La coordinación de las protecciones mediante IA se pueden hacer de la siguientes formas: Selectividad Amperimétrica

Selectividad Cronométrica

Filiación

Departamento de Ingeniería Eléctrica

PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.10 Coordinación entre I.A. Magnetotérmicos La coordinación de las protecciones hace referencia al funcionamiento de dos o más protecciones establecidas en serie, protegiendo escalonadamente las distintas secciones que se establecen en una instalación. La coordinación de las protecciones mediante IA se pueden hacer de la siguientes formas: Selectividad Amperimétrica El interruptor que esté aguas abajo debe cortar el circuito ante cortocircuitos, antes de que lo haga el superior.

IaperturaD2 < IaperturaD1

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.10 Coordinación entre I.A. Magnetotérmicos La coordinación de las protecciones hace referencia al funcionamiento de dos o más protecciones establecidas en serie, protegiendo escalonadamente las distintas secciones que se establecen en una instalación. La coordinación de las protecciones mediante IA se pueden hacer de la siguientes formas: Selectividad Cronométrica El interruptor que esté aguas abajo debe cortar el circuito en un tiempo inferior al de aguas arriba para la misma sobreintensidad.

taperturaD2 < taperturaD1

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.10 Coordinación entre I.A. Magnetotérmicos La coordinación de las protecciones hace referencia al funcionamiento de dos o más protecciones establecidas en serie, protegiendo escalonadamente las distintas secciones que se establecen en una instalación. La coordinación de las protecciones mediante IA se pueden hacer de la siguientes formas: Filiación Permite el empleo de un interruptor con un poder de corte inferior a la corriente de cortocircuito prevista en el punto donde está instalado, con la condición de que exista otro dispositivo de protección instalado aguas arriba que posea el poder de corte necesario. Para hacer filiación seguir instrucciones del fabricante.

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PARTE 2.3: Protección: Magnetotérmicos

2.3.11 Coordinación entre Fusible e I. A. Magnetotérmico Por sobrecarga: Existe siempre selectividad mientras no se toquen las curvas características de fusión del fusible y la de la zona térmica del magnetotérmico. Por cortocircuito: Además de no tocarse las curvas, debe de haber un tiempo mínimo entre ambos (ver las siguientes figuras).

Selectividad magnetotérmico y fusible posconectado

Selectividad fusible y magnetotérmico posconectado...