Aparamenta Eléctrica

¿Qué función tiene la normativa de aparamenta?

La aparamenta eléctrica es el conjunto de aparatos que se emplean para la conexión y desconexión de circuitos. Sus principales funciones son:

1. Protección de circuitos, básicamente tres tipos de defectos:
   • Sobrecargas
   • Cortocircuitos
   • Defectos de aislamiento
2. Seccionamiento: realiza el aislamiento de un circuito o de un aparato del resto de la instalación permitiendo intervenir con toda seguridad.
3. Mando: Permite intervenir sobre el funcionamiento de la instalación.
   • Cuando cada intervención se realiza en condiciones normales de explotación (en carga y sin sobreintensidades) para poner “en” o “sin” tensión toda o parte de la instalación, el mando se llama “funcional”.
   • Cuando cada intervención es esencial (bajo cualquier condición de carga de la instalación) para dejar sin tensión toda o parte de la instalación el mando se llama “paro de emergencia”.

Evolución de la corriente de cortocircuito trifásico equilibrado para un defecto lejos del generador (efecto de limitación)

(Lejos) Se define como un cortocircuito durante el cual la magnitud de la componente de alterna de la corriente de cortocircuito prevista permanece prácticamente constante. Por lo que este es el caso en el que se puede despreciar los efectos transitorios en la componente alterna de la corriente. Esta aproximación es válida para las instalaciones de baja tensión que se alimentan de la red y podemos considerar que: I”K=Ia=IK. (lim)

A diferencia del tipo de ruptura por corriente nula, el tipo de limitación de corriente de los interruptores automáticos tiene las siguientes características:

• Apertura rápida de los contactos principales.
• Desviación rápida del arco desde los contactos hasta la cámara de arco.
• Extinción del arco.

El principio de limitación de corriente en el caso de los fusibles también se aplica a los interruptores automáticos de limitación de corriente. Es necesario interrumpir el circuito de corriente con rapidez, generar una tensión de arco elevada y absorber la energía calorífica del arco. El tiempo de liberación desempeña un papel decisivo debido a la energía generada en el dispositivo de protección por el cortocircuito. Los mínimos valores de paso posibles son especialmente importantes para los interruptores automáticos utilizados como arrancadores de motor en los circuitos derivados.

Fundamento y criterio práctico de protección de sobrecargas, cortocircuitos y sobretensiones en líneas eléctricas de BT

Sobrecargas

Las sobrecargas pueden ser:

• Previsibles:
  • Arranque de motores.
  • Picos momentáneos de demanda en ciertas fases de un proceso industrial.
• No previsibles:
  • Averías en las cargas.
  • Sobreutilización de la instalación.
  • Sobreutilización de las cargas

El dispositivo utilizado para la protección de sobrecargas debe cumplir t_corte < t_cal, esto significa que el dispositivo de protección debe saltar y desconectar la conexión antes de que por ésta circule la máxima intensidad admisible, para evitar así el desgaste del aislamiento. Por tanto, la curva I–t de disparo del dispositivo, siempre tiene que estar por debajo de la curva I–t admisible del conductor. Para una intensidad cualquiera, el tiempo de corte del dispositivo será menor que el tiempo que la línea aguanta dicha intensidad.

El criterio práctico de protección consiste en: I_b < I_n < I_z.

• I_b intensidad de diseño (la que circula normalmente).
• I_n intensidad de regulación.
• I_z Intensidad máxima que aguanta el conductor.
• I₂ < I_z.

Cortocircuitos

Para que el dispositivo cumpla su condición general de protección, se deben cumplir:

Criterio cuantitativo.- El poder de corte del dispositivo de protección debe ser mayor que la corriente de cortocircuito prevista en el punto de instalación. Esta es la regla general, que se puede particularizar para distintas instalaciones:

1. Instalaciones son generadores o grandes máquinas eléctricas, Pdc > I»k = Ik.
2. Instalaciones de corriente de cortocircuito de componente simétrica decreciente (caso general):
   • Dispositivos limitadores, Pdc > I»k (subtransitorio).
   • Dispositivos no limitadores: Pdc > Ib (Transitorio).
   • Dispositivos retardados, Pdc > Ik (permanente).

Además de este criterio existen:

1. Criterio práctico de protección en IA.
2. Criterio práctico de protección en fusibles.

Sobretensiones

La selectividad pretende desconectar de la instalación el receptor o la derivación con defecto exclusivamente, manteniendo en servicio el resto, para que cuando haya un defecto eléctrico, solo actúe el dispositivo colocado inmediatamente aguas arriba del defecto. Existen distintos tipos de selectividad:

1. Selectividad amperimétrica.- Separación de los umbrales de los relés térmicos y magnéticos entre interruptores automáticos sucesivos. Más eficaz a mayor diferencia de I_d en los puntos de la red de los umbrales; selectividad parcial.
2. Selectividad cronométrica. Empleo de interruptores automáticos selectivos con retardo intencional. Empleo de IA limitadores.- son más rápidos a medida que aumenta la corriente de cortocircuito presunta.
3. Selectividad SELLIM.- empleo de IA que abren temporalmente pero no confirman la apertura hasta la segunda semionda de defecto.
4. Selectividad lógica.- Constantemente se están produciendo medidas de la corriente de cortocircuito. Todos los relés envían una orden de espera lógica al relé situado aguas arriba, disparando inmediatamente aquel que no recibe esa orden.
5. Selectividad energética.- La energía que deja pasar el interruptor automático situado aguas abajo es inferior a la energía necesaria para entrar en acción el relé del interruptor automático situado aguas arriba.