Protección eléctrica: llave termomagnética, bimetal e interruptor diferencial

Llave termomagnética

Llave termomagnética: Es un elemento de protección y maniobra que protege contra sobrecargas y cortocircuitos. Es de accionamiento indirecto (el elemento que detecta la falla no es el que abre el circuito).

La parte térmica actúa por sobrecarga, y la parte magnética actúa por cortocircuito, lo que convierte al dispositivo en un elemento más eficiente que el fusible.

Bimetal

Bimetal: Está construido por una unión de dos metales o aleaciones con distintos coeficientes de dilatación. Si la temperatura es mayor a la diseñada, el metal de mayor coeficiente tenderá a aumentar su longitud en mayor medida que el otro. Como están unidos en la unión, el bimetal se curvará hacia el metal de menor dilatación; cuanto más tiempo permanezca la temperatura alta, más se curvará.

Calibración y tiempos de actuación

Para que una llave esté bien calibrada se deben cumplir algunos parámetros preestablecidos. Por ejemplo:

• Si la In (corriente nominal) aumenta un 13% (1,13 veces In), debería accionarse después de 1 hora.
• Si la In aumenta 2,5 veces, se actuará entre 1 min o 1 s (según características del dispositivo).
• Si la In es 5 veces mayor, deberá actuar en 0,1 s.

Selección de la llave termomagnética

Para elegir la llave termomagnética adecuada para nuestras instalaciones debemos tener en cuenta la In para la protección térmica y el valor de corriente de cortocircuito en el que va a actuar la parte magnética.

Tipos

• Tipo B: actúa entre 3 a 5 veces In. Se utiliza en circuitos donde no hay corriente de arranque.
• Tipo C: actúa entre 5 a 10 veces In. Adecuado para motores comunes que arrancan con poca carga.
• Tipo D: actúa entre 10 a 20 veces In. Para motores que arrancan con mucha carga.

Ventajas y desventajas frente al fusible

1. La llave TM es un elemento de protección y maniobra, mientras que el fusible solo es de protección.
2. Al tener sensores específicos para sobrecarga y para cortocircuito, la curva de accionamiento es más eficiente que la del fusible, sobre todo en cortocircuito.
3. El costo operativo puede ser menor que el del fusible, porque al activarse la llave TM no se destruye.
4. La única desventaja es que tiene un accionamiento mecánico y, por tanto, probabilidades de fallo.

Influencia de la corriente eléctrica sobre el cuerpo humano

Influencia de la corriente eléctrica sobre el cuerpo humano:

• Zona 1: por debajo de 0,5 mA es insensible; es decir, no se siente nada, sin importar el tiempo que se esté sometido. Por esta zona se utiliza el buscapolo.
• Zona 2: se siente un cosquilleo sin riesgo para la vida humana. Esta zona sí depende del tiempo y no causa daños irreversibles.
• Zona 3: puede generar un principio de taquicardia sin que sea un riesgo para la vida humana.
• Zona 4: existe fibrilación y tetanización; en esta zona sí se corre riesgo para la vida humana.

Interruptor diferencial

Interruptor diferencial: Es un elemento de protección y maniobra de accionamiento indirecto que protege contra fugas a tierra. Cuando el circuito se encuentra en buen estado, la corriente del vivo será igual a la corriente del neutro. Si existe una fuga a tierra, se genera una corriente limitada por la resistencia del cuerpo humano (del orden de 0,22 A según el ejemplo), que se suma a la corriente del vivo y cierra el circuito hacia la tierra, sin pasar por el neutro. Entonces la corriente del vivo será distinta a la del neutro.

El interruptor diferencial detectará esta diferencia de corriente y abrirá el circuito. Consta de dos sensores, A y B, que miden las corrientes de vivo y neutro respectivamente. Estos valores son restados en el diferenciador C, y si el valor resultante es mayor a 0,03 A el gatillo G se activará y abrirá la llave bipolar.

Para proteger la vida humana usamos este método. Los dispositivos vistos anteriormente (fusible, llave TM) son para proteger las instalaciones eléctricas.

Corrientes de actuación de interruptores diferenciales

Además de la actuación típica a 0,03 A, existen otros interruptores diferenciales cuya corriente de actuación contra fugas a tierra cambia según el uso:

• 10 mA: se utiliza para proteger la vida humana en elementos puntuales.
• 30 mA: se utiliza para proteger la vida humana en general.
• 300 mA: protege cuando la suma de las fugas a tierra del circuito supera los 30 mA (protección contra incendios u otras condiciones de fuga acumulada).