Fundamentos de la Protección Eléctrica: Dispositivos, Fallos y Selectividad

Tipos de Fallos y Perturbaciones Eléctricas

Sobreintensidades o Sobrecargas

Ocurren cuando la intensidad que circula por una instalación es mayor a la calculada. Se presentan en casos como:

• Alimentar varios receptores a través de una sola toma de corriente.
• Demandarle al motor más potencia mecánica de la que puede suministrar.

Sobretensiones

Se producen cuando la tensión es superior a la tensión nominal de la red. Existen dos tipos principales:

• Sobretensiones Transitorias: Gran valor de tensión en un tiempo muy pequeño (debidas a fenómenos atmosféricos y maniobras en la red).
• Sobretensiones Temporales o Permanentes: Sobretensión a partir del 10% de la nominal, pero su duración en el tiempo es mayor (debidas a fallos en las instalaciones).

Dispositivos de Protección en Instalaciones Eléctricas

Fusibles

Elementos de protección de las instalaciones eléctricas. Se fabrican con un hilo de un material que tiene un punto de fusión más bajo que el del cobre y suelen disponer de una sección menor que la de los conductores. Algunas veces contienen material inerte, como la sílice, para extinguir el arco. También suelen tener un dispositivo percutor que indica el estado del fusible.

Características de los Fusibles

• Intensidad nominal
• Tensión
• Poder de corte
• Elemento percutor
• Tipo de fusible

Tipos de Fusibles

• Cilíndricos
• De cuchillas o NH
• Diazéd

Interruptor Automático o Magnetotérmico

Dispositivo de protección contra corrientes de sobrecarga y cortocircuitos. Consta de dos métodos de apertura:

• Disparador Magnético: Formado por un electroimán (protección contra cortocircuitos).
• Disparador Térmico: Formado por dos láminas de materiales distintos (protección contra sobrecargas).

Características de los Magnetotérmicos

• Número de polos
• Intensidad nominal
• Poder de corte
• Tipo de curva

Interruptor Diferencial

Protege la instalación contra defectos de aislamiento y, por lo tanto, a las personas que la utilizan contra contactos indirectos.

Características del Diferencial

• Intensidad nominal
• Tensión nominal
• Sensibilidad
• Número de polos

Relé Térmico

Protege el motor contra sobrecargas y fallos debidos a la falta de una fase. Se conecta al circuito de fuerza mediante seis bornes y al de mando con un conjunto de contactos auxiliares.

Conceptos Avanzados de Protección

Tipos de Conexiones a Tierra

Clasificación de los esquemas de conexión a tierra (ECT):

• TT:
  • Primer T: Neutro de la alimentación conectado directamente a tierra.
  • Segundo T: Masas de los receptores conectadas directamente a tierra.
• TN-C:
  • N: Masas de los receptores conectadas directamente a la misma tierra que el neutro.
  • C: Combinadas (el conductor neutro y el de protección son el mismo, PEN).
• TN-S:
  • S: Separadas (el conductor neutro y el de protección están separados).
• IT:
  • I: Neutro de la alimentación aislado de tierra o conectado mediante impedancia.

Selectividad

Ocurre cuando se produce un fallo en una instalación y se garantiza que solo dispara aquel circuito en el que se ha producido el fallo. El resto de dispositivos aguas arriba no desconectan, permitiendo el funcionamiento del resto de la instalación.

• Selectividad Total: Cuando se cumple esta condición para cualquier valor de intensidad.
• Selectividad Parcial: Cuando solo se cumple para intensidades de cortocircuito (CC) inferiores a un límite determinado.

Métodos para Conseguir Selectividad

Existen tres métodos principales:

1. Por Tiempo: El interruptor aguas arriba tiene que permitir configurar un retardo en el disparo para dar tiempo al interruptor aguas abajo a que se desconecte.
2. Por Intensidad: Consiste en elegir el interruptor aguas arriba con una intensidad de disparo (tanto térmica como magnética) superior a la del interruptor aguas abajo.
3. Natural: Se obtiene utilizando dispositivos de características diferentes y aprovechando las diferencias en el modo de funcionamiento.