¿Qué diferencia hay entre la protección térmica y la magnética de un interruptor automático?

La protección térmica actúa por sobrecargas y su tiempo de disparo disminuye al aumentar la corriente. La magnética actúa contra cortocircuitos y dispara de forma instantánea a partir de cierto valor de corriente.

¿Para qué sirve la curva D de un interruptor automático?

Se usa para transitorios, como capacitores y motores, y protege sus cables de alimentación. Dispara entre 10 y 14 veces la corriente nominal.

Protecciones eléctricas: fusibles, curvas de disparo y selectividad

Resumen

El texto explica las protecciones eléctricas de motores y transformadores, centrándose en fusibles y sus tipos, en el interruptor automático con protecciones térmica y magnética, y en las curvas de disparo típicas. También introduce la selectividad cronométrica. Incluye apuntes sobre el arranque de transformadores y motores monofásicos.

Puntos clave

El arranque de un transformador con tensión plena produce una corriente 5 a 7 veces mayor que la nominal, con cosφ ≈ 0,4.
Fusible lento: I ≈ 5·If; fusible rápido: I ≈ 2,5·If; fusible de acompañamiento: I ≈ 8·If.
El interruptor automático tiene protección térmica por sobrecargas (tiempo dependiente) y protección magnética contra cortocircuitos (tiempo independiente).
Curva B dispara entre 3 y 5 veces In; curva C entre 5 y 10 In; curva D entre 10 y 14 In; curva M por encima de 12 In.
La selectividad cronométrica hace que dispare primero la protección más cercana al defecto, aislando solo la zona afectada.

Ponte a prueba

Arranque y comportamiento de transformadores/motores

MTA DIF CON transf: La relación a es 1. Es el arranque con tensión plena. Rc es nula porque s = 1; arranca con secundario en cortocircuito, por lo tanto la corriente de arranque es 5 a 7 veces mayor que la corriente nominal. Factor de potencia de arranque cosφ ≈ 0,4. La corriente de excitación (Io) no es tan despreciable (15 a 25%).

Motor monofásico

Monofásico: Estator con dos devanados (L1 y N) conectados a la red de alimentación. La corriente alterna genera un campo en el rotor que es la superposición de dos campos giratorios (h1 y h2). Se necesita un impulso mecánico sobre el rotor que causa la desigualdad de los deslizamientos: un par disminuye y el otro aumenta; el par resultante provoca el arranque del motor en el sentido en que fue girado.

Intercambio de potencia con la red

Entregar potencia activa a la red: Al variar la potencia mecánica en el eje (el par), que es activa, debe variar la potencia activa que la máquina intercambia con la red.

Protecciones eléctricas y fusibles

Protección:

Tapones: polvo de sílice que extingue lo que se fundió y apaga la chispa.
Tipo industrial: (uso en aplicaciones industriales).
Fusible de potencia (p-altas): poseen una determinada capacidad de amperaje a soportar.
Fusibles de transformador: cuando se rompen poseen un "pituto" que, si salta, detiene el transformador.

Tipos de cartuchos

If es la cantidad de intensidad a la cual ha de fundir el fusible. Entre los tipos:

Fusible lento: para red de área de distribución. I ≈ 5 · If.
Fusible rápido: I ≈ 2.5 · If, para alambrado y circuito de distribución.
Fusible de acompañamiento: I ≈ 8 · If para MTA.

Curva de disparo

Una sobrecarga provocada por un incremento puede deberse a una anomalía permanente (falla de aislamiento) o transitoria (corriente de arranque de motores). Una sobrecarga violenta de forma instantánea genera cortocircuito (CC).

Interruptor automático

El interruptor automático posee dos protecciones independientes:

Protección por sobrecargas (térmicas): su característica de disparo es tiempo-dependiente o inversa; a mayor valor de corriente, menor tiempo de disparo.
Protección contra cortocircuitos (magnéticos): su característica de disparo es tiempo-independiente; a partir de cierto valor de corriente de falla la protección actúa instantáneamente.

Curvas típicas

Curvas de disparo y sus aplicaciones típicas:

Curva B: circuito resistivo, protección de generadores pequeños (disparo 3 a 5 veces la IN).
Curva C: carga mixta y motores normales (5 a 10 · In).
Curva D: transientes: capacitores, motores; protege sus cables de alimentación (10 a 14 · In).
Curva M: protección de arranque de motores grandes (>12 · In).

Selectividad cronométrica

Selectividad cronométrica: Un determinado valor de intensidad hace que las protecciones se disparen tras un retardo definido, adecuado para permitir el disparo de cualquier protección situada más cerca del defecto y excluir el área donde se origina la falla. Deben ser selectivas porque deben accionar la protección que está más cerca del defecto.