Dispositivos empleados para la proteccin de redes y

equipos que conforman el sistema de distribucin

Partes: 1, 2

El desgaste, la suciedad aumentan la resistencia de contacto, y este efecto es negativo, produce mayor
calentamiento de los contactos, y recordando que los conductores aumentan su resistividad con
la temperatura se comprende la necesidad no exponer estos elementos a condiciones de instalacin muy
desfavorables.
Los razonamientos desarrollados permiten calificar presumiendo acerca del comportamiento de un
aparato de maniobra.
Hasta aqu hemos utilizado el nombre genrico de llave, las normas establecen y definen los aparatos
especficos para distintos usos que encontramos en el mercado y que tienen distintos costos, y
distintas prestaciones y funciones.
Por otra parte hemos mirado un aspecto de las llaves, su capacidad de establecer e interrumpir un
circuito, y de conducir la corriente normalmente en forma permanente.
Cuando la llave esta abierta, con sus contactos separados, tiene una funcin importantsima, mantener
aislado el circuito del lado carga, y esa aislacin debe mantenerse mientras se necesite.
Examinaremos a continuacin las caractersticas de distintos tipos de aparatos de maniobra
comparndolos entre si.

INTERRUPTORES
La caracterstica mas saliente del interruptor, tambin llamado disyuntor, es poder operar estableciendo e
interrumpiendo cualquier valor de corriente hasta la que corresponde a su poder de interrupcin (corriente
de cortocircuito).
Lgicamente despus de efectuar algunas veces esta operacin el desgaste de los contactos puede ser
muy elevado y las prestaciones del aparato quedan disminuidas.
Los poderes de interrupcin de los interruptores van desde 1 kA hasta algunas decenas, como dicho son
del orden de 100 veces la corriente nominal de los aparatos.
Cuando se presenta un cortocircuito la elevada corriente debe ser interrumpida despus de un
breve tiempo, tanto para proteger el interruptor mismo, como para el resto de los elementos de la red.
El interruptor esta asociado a rels que censan la corriente, y segn sea su valor comandan la actuacin,
un rel trmico, (basado en un bimetal por ejemplo) produce el disparo en un tiempo inversamente
proporcional al valor de la corriente (mejor digamos al cuadrado del valor de la corriente, ya que mide la
acumulacin de calor en el elemento).
Un rel magntico (basado en una bobina por ejemplo) produce el disparo prcticamente instantneo, en
este caso la duracin de la falla ser mnima, sumndose al tiempo del rel la breve duracin del arco (del
orden de un semiciclo o menos para un interruptor de calidad de hasta algn centenar de A de corriente
nominal).
Cuando los interruptores logran actuar e interrumpir en tiempos menores a un semiciclo, se los llama
limitadores, mas adelante volveremos sobre este tema.
La energa necesaria para que el interruptor abra debe encontrarse acumulada, de manera que el rel la
libere cuando corresponda, en algunos modelos de interruptores se aprovecha tambin
la fuerza electromagntica de repulsin para lograr la mejor interrupcin.
La energa esta acumulada generalmente en un resorte que al momento del cierre se carga.
La caracterstica de actuacin del aparato, curva que relaciona corriente y tiempo, se utiliza para controlar
que la proteccin que ofrecen los rels (eventualmente ajustados a determinados valores) es la que
corresponde a los elementos protegidos.

CORTOCIRCUITO Y SOBRECARGAS
Se hace ahora necesario decir algunas palabras del cortocircuito, se trata de un aumento de la corriente
debido a un cambio brusco en el circuito.
Los cortocircuitos estn ligados a defectos, fallas de aislacin entre conductores que se encuentran a
distinto potencial.
Al cerrarse el circuito, sobre una impedancia de valor pequeo las corrientes resultan muy elevadas.
Los daos debidos a cortocircuito pueden ser evitados con la rpida desconexin del circuito fallado, y un
adecuado dimensionamiento de los componentes en el supuesto que durante la vida de la instalacin se
presentan cortocircuitos.
Los componentes y la instalacin deben ser capaces de soportar las condiciones de cortocircuito por el
tiempo que corresponde a la actuacin de las protecciones. Es evidente que una mayor rapidez de las
protecciones permite un dimensionamiento menos costoso.
Las sobrecargas se presentan en cambio cuando se pretende utilizar los elementos de la instalacin mas
all de lo previsto, cuando en un ramal se conectan mas cargas que las que la instalacin es capaz de
soportar, cuando las maquinas accionadas impulsan cargas mayores de las previstas.
Si una sobrecarga se prolonga mucho tiempo se presentan sobretemperaturas que envejecen
prematuramente la aislacin pudindola llevar rpidamente al colapso.
La subdivisin entre sobrecargas y cortocircuito no es neta, siendo difcil establecerla, pero a los fines de
la proteccin eficiente no es de importancia definir donde se presenta.

FUSIBLES
Tomas Alva Edison, de profesin inventor, y sobre todo de aparatos elctricos, fue tambin inventor del
fusible antes de iniciar el siglo
El calor que se produce en un conductor por el que circula corriente, se aprovecha en este aparato para
detectar el valor de la corriente y si este persiste en el tiempo, el calor acumulado funde al conductor, se
genera un arco elctrico que finalmente interrumpe la corriente.
Cuanto mayor es el valor de la corriente menos tiempo tarda el fusible en alcanzar la condicin
de fusin (tiempo de prearco), con una corriente determinada lo alcanza en un semiciclo, y por arriba de
ese valor el fusible funde en tiempos que son menores a un semiciclo.
Con corrientes muy grandes el fusible funde en pocos milisegundos, y si la tensin de arco que se
presenta es elevada, la corriente de arco resulta muy limitada no alcanzando el valor mximo que se
hubiera presentado si el fusible no estuviera instalado.
Esta caracterstica de los fusibles se llama de limitacin, los aparatos limitadores son aquellos que
impiden que se alcancen los valores mximos de la corriente de cortocircuito, y en consecuencia el resto
del circuito puede ser de dimensiones limitadas respecto de lo que seria necesario si no hubiera
limitacin.
En resumen las caractersticas limitadoras permiten un dimensionamiento ms econmico de la
instalacin.
El tiempo de actuacin del fusible se representa en un grfico que relaciona el valor de la corriente y el
tiempo. Se representa el tiempo medio de interrupcin, a veces se representa el tiempo mnimo de
prearco y el tiempo mximo de interrupcin.
Estas curvas experimentales requieren realizacin de gran cantidad de ensayos e investigacin, y no es
fcil obtenerlas para los aparatos mas econmicos.
Hemos descrito el fusible como un alambre que se funde, se presenta un arco, y para que este se
interrumpa adecuadamente es necesario un ambiente especial, los fusibles de mayor poder de
interrupcin la fusin se produce en arena de cuarzo, que contiene y enfra el arco.
Los fusibles de elevada corriente nominal estn constituidos por una lmina perforada que se funde a la
altura de las perforaciones.
La interrupcin del fusible no debe estar acompaada de sobretensiones elevadas, el poder de
interrupcin del fusible significa que debe ser capaz de interrumpir cualquier corriente hasta la mxima sin
causar sobretensiones superiores a los lmites (que las normas fijan).
Los interruptores limitadores tienen una caracterstica parecida, los contactos se separan consecuencia
de las elevadas fuerzas de repulsin, con gran velocidad e introduciendo alargamiento del arco (gran
tensin de arco).
INTERRUPTORES DE MANIOBRA
Interruptores con limitado poder de interrupcin, llamados tambin seccionadores con poder de apertura,
tienen capacidad de maniobra, pero requieren que se los proteja de cortocircuitos, funcin de la que se
deber encargar el dispositivo que se encuentre del lado fuente (fusible).
A veces estos aparatos tienen un rel trmico, y es fcil confundirlos con interruptores, pero para su
funcionamiento seguro en todas condiciones requieren al menos estar protegidos por un fusible que
en teora debera estar del lado fuente para proteger cualquier condicin.

Las llaves en general pueden considerarse seccionadores de maniobra, pueden conducir y maniobrar la
corriente nominal, en las instalaciones con comando manual estas llaves son las que encienden luces,
calefaccin, pequeos motores, etc.
Existen seccionadores de maniobra combinados con fusibles, e inclusive en algunos modelos la fusin del
fusible (que tiene un percutor) produce el disparo tripolar de la llave.

LLAVES
Este es un nombre genrico que se utiliza para identificar aparatos de maniobra.
En rigor existen nombres mas adecuados para identificar los distintos aparatos, sin embargo para muchas
funciones en las cuales simplemente se maniobra se utilizan llaves que conectan y desconectan en
determinados puntos el circuito.
Estas llaves, conmutadoras, pueden presentar combinaciones especiales de contactos para lograr el
adecuado funcionamiento, combinaciones de escalera, selectores, etc.

SECCIONADORES
Existen llaves cuya funcin solo es aislar una parte de la instalacin de otra, para poder acceder a ella en
condiciones de seguridad.
Estos aparatos reciben el nombre de seccionadores (de seguridad) y en media y alta tensin son la mayor
cantidad de aparatos.
Se operan cuando por ellos no circula corriente, estn sin carga (la corriente es despreciable), o al abrirlos
no cambiar el potencial entre sus bornes (se encuentran cortocircuitados por otros aparatos).
Su funcin es garantizar la seguridad cuando se accede a la parte de la instalacin que se ha seccionado.
En baja tensin en general no se instalan seccionadores con esta funcin exclusiva, en muchos casos los
aparatos son seccionables, y su extraccin garantiza las condiciones de seguridad.

CONTACTORES
El contactor es un aparato proyectado para hacer un nmero enorme de maniobras (cientos de miles o
millones), y tiene caractersticas especialmente adecuadas para maniobrar motores.
Su poder de interrupcin es comparativamente menor que el del interruptor (del orden de 10 veces la
corriente nominal, mientras que para el interruptor se hablo de 100 veces).
Este aparato tiene una nica posicin estable (de equilibrio), el movimiento de los contactos se produce
por accin de una bobina, que permanece excitada para mantenerlo cerrado.
Cuando la bobina se desexcita los contactos vuelven a la posicin de reposo (se abren), al comparar con
el interruptor se nota que este tiene dos posiciones estables, abierto y cerrado.
Tambin el contactor esta asociado a un rel trmico, que acciona un contacto que interrumpe la corriente
en la bobina (cuando corresponde) y comanda as la apertura, desconecta la carga cuando se presenta
una situacin de sobrecarga.
Ciertos contactores tienen rels mas sofisticados que comparan las corrientes de las tres fases
comandando la actuacin si estas no son iguales (protegen de interrupciones de una fase, u otros
desequilibrios).
Si ocurre un cortocircuito, de valor elevado, que supera la prestacin del contactor, para su proteccin se
instala un fusible, al que se le asigna la funcin de interrumpir las corrientes de falla elevadas y proteger
as el contactor y el resto del circuito.
En casos de instalaciones industriales la continuidad del servicio, y las facilidades
de mantenimiento hacen preferir la combinacin de un interruptor con protector solo magntico,
combinado con un contactor con su rel trmico.
Tambin en estos casos y para facilitar el mantenimiento, el conjunto de aparatos que controlan
el motor estn montados en una bandeja, que puede ser desmontable, extrable, a veces seccionable, el
tablero que tiene estas caractersticas se llama centro de control de motores.
 Laminas fusibles de medio y alto voltaje
Estas laminas fusible garantizan efectiva proteccin con los sistemas de distribucin. Adems brindar
proteccin a los equipos, pueden ser coordinados con otros dispositivos de proteccin para
seccionamiento con el fin de aislar circuitos parciales de sus alimentadores.
CONCLUSIN
Con la aplicacin de dispositivos de proteccin en las redes de distribucin primarias se logra la solucin
a fallas ocasionadas en la red de forma rpida, se garantiza seguridad a los equipos y a los consumidores
de energa, es por esto que son de mucha importancia la aplicacin de los dispositivos de proteccin en
las distintas redes de distribucin primaria. Es importante destacar que existen muchos dispositivos de
proteccin, cada uno posee caractersticas distintas, pero a la final todos cumplen con el mismo rol,
proteger y garantizar seguridad en los usuarios y los equipos.
Los dispositivos de proteccin de las redes de distribucin se encuentran en seccionando zonas para
delimitarla y omitir seales a las distintas sub estaciones en el momento que se presente una falla en la
red, de esta manera se logra disminuir tiempo en la localizacin del lugar donde se produjo la falla y as
se solventara la solucin mas espontanea y volver a restablecer el servicio, garantizando de esta forma
seguridad a los usuarios y equipos.
En los sistemas de distribucin actuales, la coordinacin de los dispositivos de proteccin debe hacerse
en serie; tambin se le conoce como "cascada", debido a la que la mayora de estos operan en forma
radial.
Cuando dos o ms dispositivos de proteccin son aplicados en un sistema, el dispositivo ms cercano a la
falla del lado de alimentacin es el dispositivo protector, y el siguiente ms cercano del lado de la
alimentacin es el dispositivo "respaldo" o protegido.

BIBLIOGRAFA
"PROTECCIN DE INSTALACIONES ELCTRICAS INDUSTRIALES Y COMERCIALES",
Autor: Enrquez Harper, Editorial: LIMUSA (Noriega Editores) Pg. De Investigacin: 115-156
http://www.coitiab.es/reglamentos/electricidad/reglamentos/jccm/iberdrola/imagenes/Image2.gif
http://d.scribd.com/docs/2oqhqz4jjbou2exi3rik.pdf
Leer ms: http://www.monografias.com/trabajos72/dispositivos-proteccion-redes-sistema-
distribucion/dispositivos-proteccion-redes-sistema-distribucion2.shtml#ixzz2wElsJgx6