CURVA D Estos magnetotrmicos actuan en la zona trmica con
sobrecargas comprendidas entre 1,1 y 1,4 In y en su zona magntica
actan entre 10 In y 14 In, de acuerdo con las normas EN 60.898 y EN
60947.2. Son adecuados para instalaciones que alimentan receptores
con fuertes puntas de arranque. Ctedra de Ingeniera Rural Escuela
Universitaria de Ingeniera Tcnica Agrcola de Ciudad Real
LABORATORIODiseccin de un interruptor termomagnticoEl
interruptor termomagntico, llave trmica o breaker es un aparato
utilizado para la proteccin de los circuitos elctricos contra
cortocircuitos y sobrecargas.Procederemos la diseccin de un
interruptor Zoloda Z100 de 25 A hasta llegar a sus ms mnimos
componentes y analizaremos su funcionamiento.
Para la apertura del interruptor se quitan los cuatro remaches
de bronce ubicados en los laterales y se retira la tapa
derecha.
La totalidad de los componentes internos quedan expuestos en su
ubicacin original:
Entre los que podemos identificar los principales: Dispositivo
trmico, dispositivo magntico, cmara de extincin de arcos, palanca
de accionamiento y borneras de conexin de conductores de entrada y
salida.
Con los componentes a la vista analizaremos su
funcionamiento.Funcionamiento
El funcionamiento de un interruptor termomagntico se basa en dos
de los efectos producidos por la circulacin de corriente elctrica
en un circuito: el magntico y el trmico (efecto Joule). El
dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimn y una
lmina bimetlica, conectadas en serie y por las que circula la
corriente hacia la carga.
Magntico
Al circular la corriente el electroimn crea una fuerza que,
mediante un dispositivo mecnico adecuado, tiende a abrir un
contacto, pero slo podr abrirlo si la intensidad I que circula por
la carga sobrepasa el lmite de intervencin fijado. Este nivel de
intervencin suele estar comprendido entre 3 y 20 veces la
intensidad nominal (la intensidad de diseo del interruptor
termomagntico) y su actuacin es de aproximadamente unas 25 milsimas
de segundo, lo cual lo hace muy seguro por su velocidad de reaccin.
Esta es la parte destinada a la proteccin frente a los
cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rpido y elevado de
corriente.
Trmico
La otra parte est constituida por una lmina bimetlica que, al
calentarse por encima de un determinado lmite por efecto de la
corriente que circula por ella, sufre una deformacin y pasa a una
posicin que activa el correspondiente dispositivo mecnico, provoca
la apertura del contacto. Esta parte es la encargada de proteger de
corrientes que, aunque son superiores a las permitidas por la
instalacin, no llegan al nivel de intervencin del dispositivo
magntico. Esta situacin es tpica de una sobrecarga, donde el
consumo va aumentando conforme se eleva la corriente por conexin de
aparatos o mal funcionamiento de los mismos.
Ambos dispositivos se complementan en su accin de proteccin, el
magntico para los cortocircuitos y el trmico para las
sobrecargas.
Adems de esta desconexin automtica, el aparato est provisto de
una palanca que permite la desconexin manual de la corriente y el
rearme del dispositivo automtico cuando se ha producido una
desconexin. No obstante, este rearme no es posible si persisten las
condiciones de sobrecarga o cortocircuito. Incluso volvera a
saltar, aunque la palanca estuviese sujeta con el dedo, ya que
utiliza un mecanismo independiente para desconectar la corriente y
bajar la palanca
Los contactos disponen de una cmara apaga-chispas, que extingue
arcos elctricos durante el momento de apertura de estos por lo que
reducen su deterioro.
Como resultado del desmantelamiento total del interruptor,
obtuvimos las siguientes piezas:
-Lmina bimetlica-Contacto mvil-Contacto fijo-Bobina del
solenoide-Embolo del
solenoide-Remaches-Tapas-Resortes-Pernos-Bornes-Dispositivo de
corte-Palanca-Cmara apaga chispas-Traba para riel DIN
Curvas de disparo
Una sobrecarga, caracterizada por un incremento paulatino de la
corriente por encima de la In, puede deberse a una anomala
permanente que se empieza a manifestar (falla de aislacin), tambin
pueden ser transitorias (por ejemplo, corriente de arranque de
motores).
Tanto cables como receptores estn dimensionados para admitir una
carga superior a la normal durante un tiempo determinado sin poner
en riesgo sus caractersticas aislantes.
Cuando la sobrecarga se manifiesta de manera violenta (varias
veces la In) de manera instantnea estamos frente a un
cortocircuito, el cual deber aislarse rpidamente para salvaguardar
los bienes.
Un interruptor automtico contiene dos protecciones
independientes para garantizar:
1- Proteccin contra sobrecargas:Su caracterstica de disparo es a
tiempo dependiente o inverso, es decir que a mayor valor de
corriente es menor el tiempo de actuacin.2- Proteccin contra
cortocircuitos:Su caracterstica de disparo es a tiempo
independiente, es decir que a partir de cierto valor de corriente
de falla la proteccin acta, siempre en el mismo tiempo.
Las normas IEC 609 7- y 60898 fijan las caractersticas de
disparo de las protecciones de los interruptores automticos.
Curva B:Circuitos resistivos (para influencia de transitorios de
arranque) o con gran longitud de cables hasta el receptor.Curva
C:Cargas mixtas y motores normales en categora AC (proteccin tpica
en el mbito residencial).Curva D:Circuitos con transitorios
fuertes, transformadores, capacitores, etc.Principales
aplicaciones
Seleccin de un interruptor termomagntico
En la eleccin de un Interruptor Termomagntico debe tener
presente, estas caractersticas:
Cierre rpido:Es la capacidad de los contactos del interruptor de
cerrarse rpidamente, independiente de la velocidad de maniobra del
operador. Evita el desgaste prematuro de los contactos.
Resistencia a los choques elctricos:Es la aptitud de mantener la
rigidez dielctrica de sus contactos abiertos evitando la circulacin
de corriente hacia la carga provocada por sobretensiones
transitorias (segn onda 8/20us) que crean arcos elctricos de corta
duracin y peligrosos. La variable medible es la tensin de impulso,
se mide en kV y la norma IEC 60947-2 exige 4 kV.
Cmara de extincin de arcocon limitacin de la corriente de C.C.
clase 3 segn norma EN60898 (recomendado por el nuevo reglamento AEA
en su ANEXO E) que permite el menor deterioro de la instalacin
sufrida por el shock calrico durante un cortocircuito.
Resistencia a los choques mecnicos:Su envolvente termoplstica
flexible permite evitar quiebres y roturas del interruptor debido a
condiciones severas de manipulacin, hasta 30G (G: aceleracin de
gravedad). Por ejemplo, cada accidental del embalaje o el
interruptor suelto mientras se est montando.