6 Aparatos de Proteccic3b3n

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Automatismos eléctricos industriales - 6

Automatismos eléctricos industriales - 6

AUTOMATISMOS CABLEADOS

AUTOMATISMOS CABLEADOS

 APARATOS

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CONTENIDO CONTENIDO 1.

1. DISPOSITIVOS DISPOSITIVOS DE DE PROTECCIÓN.PROTECCIÓN. 2. RELÉS MAGNÉTICOS. 2. RELÉS MAGNÉTICOS. 3. RELÉS TÉRMICOS. 3. RELÉS TÉRMICOS. A) DEFINICIÓN A) DEFINICIÓN B) SIMBOLOGÍA: B) SIMBOLOGÍA: C) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO C) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO D) COMPONENTES D) COMPONENTES E) CURVA CARACTERÍSTICA. E) CURVA CARACTERÍSTICA. F) PROTECCIÓN F) PROTECCIÓN G) CONEXIÓN G) CONEXIÓN

H) TRABAJO A DIFERENTES TENSIONES H) TRABAJO A DIFERENTES TENSIONES J) PULSADOR DE PRUEBA

J) PULSADOR DE PRUEBA K) REGULACIÓN

K) REGULACIÓN

L) ¿COMO PROTEGER UN RELÉ TÉRMICO? L) ¿COMO PROTEGER UN RELÉ TÉRMICO? M) ¿DÓNDE SE COLOCA EL RELÉ TÉRMICO? M) ¿DÓNDE SE COLOCA EL RELÉ TÉRMICO? 4. FUSIBLES.

4. FUSIBLES. 5.

5. EL EL CONTACTOR CONTACTOR DISYUNTORDISYUNTOR 6.

6. LOS LOS DISYUNTORES DISYUNTORES MAGNÉTICOSMAGNÉTICOS 7.

7. EL EL DISYUNTOR DISYUNTOR MOTOR MAGNÉMOTOR MAGNÉTICOTICO 8.

8. EL EL DISYUNTOR DISYUNTOR MOTOR MAGNEMOTOR MAGNETOTÉRMICOTOTÉRMICO 9.

9. PROTECCIÓN PROTECCIÓN DE DE MOTORESMOTORES 10.

10. PROTECCIÓN DE PROTECCIÓN DE LOS LOS CONDUCTORESCONDUCTORES 11.

11. RELÉ RELÉ DIFERENCIALDIFERENCIAL 12.

12. RELÉ DETECTOR RELÉ DETECTOR DE TDE TENSIÓNENSIÓN 13.

13. RELÉ DE MRELÉ DE MÍNIMA Y ÍNIMA Y MÁXIMA TENSIÓNMÁXIMA TENSIÓN 14.

14. RELÉ SELECTOR RELÉ SELECTOR DE TDE TENSIÓNENSIÓN 15.

15. RELÉ DETECTOR RELÉ DETECTOR DE SECUENCIA DE SECUENCIA DE FDE FASES.ASES. 16.

16. DETECTOR DE DETECTOR DE TEMPERATURA. RELÉ TEMPERATURA. RELÉ DE SONDA DE SONDA TÉRMICA.TÉRMICA. Disyuntor = Interruptor automático

Disyuntor = Interruptor automático. Es un dispositivo capaz de abrir automáticamente un circuito eléctrico en. Es un dispositivo capaz de abrir automáticamente un circuito eléctrico en función de la intensidad que por él circula.

función de la intensidad que por él circula. Disyuntor magnético

Disyuntor magnético Protección contra los cortocircuitos.Protección contra los cortocircuitos.

Disyuntor magnetotérmico

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DISPOSITIVOS PROTECTORES

DISPOSITIVOS PROTECTORES

Los dispositivos de protección son los que tienen la función de dejar fuera de servicio la línea (normalmente Los dispositivos de protección son los que tienen la función de dejar fuera de servicio la línea (normalmente efectuarán l

efectuarán la a apertura del apertura del contactor contactor o o contactores pricontactores principales), cuando ncipales), cuando se se presentan presentan anomalías anomalías que que perturban perturban elel buen

buen funcionamiento funcionamiento del del receptor receptor (motores, (motores, generadores, generadores, transformadores, transformadores, etc.) etc.) que que protegen.protegen. Todos los receptores pueden sufrir accidentes:

Todos los receptores pueden sufrir accidentes: De

De origenorigen eléctricoeléctrico::

− sobretensiónsobretensión, caída de tensión, desequilibrio o ausencia de fases que provocan un aumento de la corriente, caída de tensión, desequilibrio o ausencia de fases que provocan un aumento de la corriente

absorbida, absorbida,

− cortocircuitoscortocircuitos cuya intensidad puede superar el poder de corte del contactor.cuya intensidad puede superar el poder de corte del contactor.

De

De origenorigen mecánicomecánico::

− caladocalado deldel rotorrotor,, sobrecargasobrecarga momentánea o prolongada que provocan un aumento de la corriente quemomentánea o prolongada que provocan un aumento de la corriente que

absorbe el motor, haciendo que los bobinados se calienten peligrosamente. absorbe el motor, haciendo que los bobinados se calienten peligrosamente.

Con el fin de que dichos accidentes no dañen los componentes ni perturben la red de alimentación, todos los Con el fin de que dichos accidentes no dañen los componentes ni perturben la red de alimentación, todos los arrancadores deben incluir obligatoriamente:

arrancadores deben incluir obligatoriamente:

 protección contra los cortocircuitosprotección contra los cortocircuitos, para detectar y cortar lo antes posible las corrientes anómalas, para detectar y cortar lo antes posible las corrientes anómalas

superiores a 10 In, superiores a 10 In,

 protección contra las sobrecargasprotección contra las sobrecargas, para detectar los aumentos de corriente hasta 10 In y cortar el, para detectar los aumentos de corriente hasta 10 In y cortar el

arranque antes de que el recalentamiento del motor y de los conductores dañe los aislantes. arranque antes de que el recalentamiento del motor y de los conductores dañe los aislantes.

Si es necesario, se pueden añadir protecciones complementarias como el control de fallos de aislamiento, de Si es necesario, se pueden añadir protecciones complementarias como el control de fallos de aislamiento, de inversión de fases, de temperatura de los bobinados, etc.

inversión de fases, de temperatura de los bobinados, etc. ANOMALIAS:

ANOMALIAS:

Entre dichas anomalías podemos citar: Entre dichas anomalías podemos citar:

SOBREINTENSIDADESSOBREINTENSIDADES

Pueden ser de dos tipos. Pueden ser de dos tipos.

-

- Sobrecargas Sobrecargas (exceso (exceso de de carga)carga) - Cortocircuitos

- Cortocircuitos

•• Sobrecargas (exceso de carga)Sobrecargas (exceso de carga)

Cuando un motor trifásico (o de cualquier otro tipo) alcanza una temperatura superior a su admisible, está Cuando un motor trifásico (o de cualquier otro tipo) alcanza una temperatura superior a su admisible, está trabajando en

trabajando en sobrecargasobrecarga..

Mientras las circunstancias ambientales sean normales (temperatura, altitud, etc.), ese sobrecalentamiento se Mientras las circunstancias ambientales sean normales (temperatura, altitud, etc.), ese sobrecalentamiento se debe a que consume más intensidad que la nominal.

debe a que consume más intensidad que la nominal. Causas:

Causas:

− Rotor inmóvilRotor inmóvil (bloqueado) La máxima(bloqueado) La máxima sobrecargasobrecarga a la que puede estar sometido un motor de modoa la que puede estar sometido un motor de modo

permanente es la producida cuando está alimentado a su tensión nominal y el

permanente es la producida cuando está alimentado a su tensión nominal y el rotor inmóvilrotor inmóvil, es decir,, es decir, bloqueado. Se trata de una situación anómala debida al bloqueo mecánico de la máquina arrastrada o un bloqueado. Se trata de una situación anómala debida al bloqueo mecánico de la máquina arrastrada o un aumento excesivo del par resistente.

aumento excesivo del par resistente.

En esas condiciones, la intensidad consumida tiene el valor de la de arranque I

En esas condiciones, la intensidad consumida tiene el valor de la de arranque Ia,a, y sus devanados puedeny sus devanados pueden

deteriorarse en muy breve tiempo si no se produce una rápida desconexión. deteriorarse en muy breve tiempo si no se produce una rápida desconexión.

− Funcionamiento a dos fasesFuncionamiento a dos fases. Esta circunstancia puede ser debida a la fusión de un fusible, al corte de un. Esta circunstancia puede ser debida a la fusión de un fusible, al corte de un

conductor o a otras causas. En estas condiciones, el circuito magnético del motor está desequilibrado, por conductor o a otras causas. En estas condiciones, el circuito magnético del motor está desequilibrado, por los devanados circulan corrientes anormales y hay una pérdida de potencia. Si el motor llega a bloquearse, los devanados circulan corrientes anormales y hay una pérdida de potencia. Si el motor llega a bloquearse, estamos ante una sobrecarga similar a la antedicha. En cualquier caso, el motor debe ser desconectado de estamos ante una sobrecarga similar a la antedicha. En cualquier caso, el motor debe ser desconectado de la red rápidamente.

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•• CortocircuitosCortocircuitos

En el circuito de alimentación del motor, las sobreintensidades que pueden originarse son los

En el circuito de alimentación del motor, las sobreintensidades que pueden originarse son los cortocircuitoscortocircuitos.. Un cortocircuito es el contacto directo de dos puntos con potenciales eléctricos distintos:

Un cortocircuito es el contacto directo de dos puntos con potenciales eléctricos distintos:  –

 – en corriente alterna: contacto entre fases, entre fase en corriente alterna: contacto entre fases, entre fase y neutro o entre fases y masa conductora,y neutro o entre fases y masa conductora,  –

 – en corriente continua: contacto entre los dos polos o entre la men corriente continua: contacto entre los dos polos o entre la masa y el polo aislado.asa y el polo aislado. Las

Las causascausas pueden ser varias: cables rotos, flojos o pelados, presencia de cuerpos metálicos extraños,pueden ser varias: cables rotos, flojos o pelados, presencia de cuerpos metálicos extraños, depósitos conductores (polvo, humedad, etc.), filtraciones de agua o de otros líquidos conductores, deterioro del depósitos conductores (polvo, humedad, etc.), filtraciones de agua o de otros líquidos conductores, deterioro del receptor o error de cableado durante la puesta en marcha o durante una manipulación.

receptor o error de cableado durante la puesta en marcha o durante una manipulación.

El cortocircuito desencadena un brutal aumento de corriente que en milésimas de segundo puede alcanzar un El cortocircuito desencadena un brutal aumento de corriente que en milésimas de segundo puede alcanzar un valor cien veces superior al valor de la corriente de empleo. Dicha corriente genera efectos electrodinámicos y valor cien veces superior al valor de la corriente de empleo. Dicha corriente genera efectos electrodinámicos y térmicos que pueden dañar gravemente el equipo, los cables y los juegos de barras situados aguas arriba del térmicos que pueden dañar gravemente el equipo, los cables y los juegos de barras situados aguas arriba del punto de cortocircuito.

punto de cortocircuito.

Por lo tanto, es preciso que los dispositivos de protección detecten el fallo e interrumpan el circuito Por lo tanto, es preciso que los dispositivos de protección detecten el fallo e interrumpan el circuito rápidamente, a ser posible antes de que la corriente alcance su valor máximo.

rápidamente, a ser posible antes de que la corriente alcance su valor máximo.

DEFECTOS DE AISLAMIENTODEFECTOS DE AISLAMIENTO 

PUESTAS A TIERRA FORTUITASPUESTAS A TIERRA FORTUITAS 

CONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOSCONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOS 

FALSAS MANIOBRASFALSAS MANIOBRAS 

ETC.ETC.

Para detectar y poder

Para detectar y poder corregir las incidencias y corregir las incidencias y procurar un buen funcionamiento, se deben procurar un buen funcionamiento, se deben proteger medianteproteger mediante dispositivos adecuados.

dispositivos adecuados.

CLASIFICACIÓN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN CLASIFICACIÓN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

La protección corresponde a: La protección corresponde a:

 Aparatos específicosAparatos específicos: seccionadores portafusibles, disyuntores, relés de protección y relés de medida,: seccionadores portafusibles, disyuntores, relés de protección y relés de medida,  Funciones específicas integradasFunciones específicas integradas en los aparatos de funciones múltiples.en los aparatos de funciones múltiples.

Según la magnitud que vigilan: Según la magnitud que vigilan:

 Dispositivos de protección contra lasDispositivos de protección contra las sobreintensidadessobreintensidades..

Contra las sobreintensidades (sobrecargas y cortocircuitos) han de estar protegidos el motor y su circuito de Contra las sobreintensidades (sobrecargas y cortocircuitos) han de estar protegidos el motor y su circuito de alimentación.

alimentación.

Como dispositivos elementales de protección contra las

Como dispositivos elementales de protección contra las sobrecargassobrecargas destacamos:destacamos: -- Relé térmicoRelé térmico (electrotérmico)(electrotérmico)

-- FusiblesFusibles, que interrumpen el circuito al fundirse, por lo que deben ser sustituidos,, que interrumpen el circuito al fundirse, por lo que deben ser sustituidos, Como dispositivos elementales de protección contra los

Como dispositivos elementales de protección contra los cortocircuitoscortocircuitos destacamos:destacamos: -- Relé magnéticoRelé magnético (electromagnético)(electromagnético)

-- FusiblesFusibles, que interrumpen el circuito al fundirse, por lo que deben ser sustituidos,, que interrumpen el circuito al fundirse, por lo que deben ser sustituidos,

La protección contra las sobreintensidades puede estar integrada en aparatos de funciones múltiples, como los La protección contra las sobreintensidades puede estar integrada en aparatos de funciones múltiples, como los disyuntores magnetotérmicos para motores y los contactores disyuntores magmetotérmicos.

disyuntores magnetotérmicos para motores y los contactores disyuntores magmetotérmicos. - Relé

- Relé diferencialdiferencial.- .- actúa actúa por por diferencia diferencia de de corrientes.corrientes. -

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- Relé

- Relé selector de tensiónselector de tensión.- .- controla controla la la tensión tensión entre entre dos dos puntos.puntos. - Relé

- Relé detector de giro de fasesdetector de giro de fases.- .- controla el controla el sentido de giro sentido de giro de las fases de las fases de un de un sistema trifásico.sistema trifásico. -

- Relé Relé dede sonda térmicasonda térmica.- .- controla el controla el calentamiento de un calentamiento de un elemento.elemento. -

- Relé Relé dede impedanciaimpedancia.- .- controla la impedanccontrola la impedancia de un ia de un receptor.receptor. -

- Relé Relé dede frecuenciafrecuencia .- cont.- controla la rola la velocidad de velocidad de los generadores los generadores de corde corriente alterna riente alterna (frecuencia (frecuencia de de lala red )

red ) -

- Relé Relé dede potenciapotencia.- controla los excesos de potencia consumida por la instalación receptora..- controla los excesos de potencia consumida por la instalación receptora. - etc.

- etc.

Las principales características que deben cumplir los relés de protección son: Las principales características que deben cumplir los relés de protección son: -

- sensibilidad sensibilidad yy - fiabilidad. - fiabilidad.

Elección de un dispositivo de protección Elección de un dispositivo de protección

La siguiente

La siguiente Fig. Tabla 1.1Fig. Tabla 1.1 sintetiza toda la información sobre protección ofrecida en este capítulo. Permitesintetiza toda la información sobre protección ofrecida en este capítulo. Permite tener una visión global de las posibilidades de cada dispositivo, aunque para aplicaciones concretas se tener una visión global de las posibilidades de cada dispositivo, aunque para aplicaciones concretas se recomienda consultar los apartados correspondientes y los catálogos de los fabricantes.

recomienda consultar los apartados correspondientes y los catálogos de los fabricantes.

Fig. 1.1 Fig. 1.1

2

2

RELÉS MAGNÉTICOS

RELÉS MAGNÉTICOS

A) DEFINICIÓN A) DEFINICIÓN

Son los que realizan una maniobra apoyándose en las propiedades electromagnéticas Son los que realizan una maniobra apoyándose en las propiedades electromagnéticas

(una corriente que recorre una bobina produce una atracción sobre una lámina de hierro, que es proporcional a la (una corriente que recorre una bobina produce una atracción sobre una lámina de hierro, que es proporcional a la corriente).

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B) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO B) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El principio podemos observarlo en la

El principio podemos observarlo en la Fig. 2.1-aFig. 2.1-a, donde la bobina al ser atravesada por una corriente excesiva, donde la bobina al ser atravesada por una corriente excesiva (I), crea un campo magnético en el núcleo (N) que atrae la lámina (1), abriendo el circuito de alimentación del (I), crea un campo magnético en el núcleo (N) que atrae la lámina (1), abriendo el circuito de alimentación del contactor, con lo cual, éste se abre y el receptor quedará desconectado. Es éste, pues, un relé de máxima y su contactor, con lo cual, éste se abre y el receptor quedará desconectado. Es éste, pues, un relé de máxima y su aspecto exterior puede ser el de la

aspecto exterior puede ser el de la Fig. 2.1-bFig. 2.1-b..

a

a bb

Fig.

Fig. 2.1 2.1 RELÉ RELÉ MAGNÉTICOMAGNÉTICO

Por el contrario, si en vez de ser el contacto A el permanente fuese el B, el circuito se abrirá cuando la corriente Por el contrario, si en vez de ser el contacto A el permanente fuese el B, el circuito se abrirá cuando la corriente (I) fuese reducida; tendremos, pues, un relé electromagnético

(I) fuese reducida; tendremos, pues, un relé electromagnético de mínimade mínima..

Las protecciones electromagnéticas para motores no se pueden colocar solas, ya que tienen que ir muy Las protecciones electromagnéticas para motores no se pueden colocar solas, ya que tienen que ir muy sobredimensionadas, debido a

sobredimensionadas, debido a la elevada la elevada intensidad absorbida en intensidad absorbida en el arranque. el arranque. Junto con el Junto con el relé térmico,relé térmico, proporcionan la combinación

proporcionan la combinación ideal, y así ideal, y así obtenemos los relés magneto-térmicos de obtenemos los relés magneto-térmicos de uso tan extendido, uso tan extendido, tanto entanto en relés como interruptores, etc.

relés como interruptores, etc.

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RELÉS TÉRMICOS

RELÉS TÉRMICOS

Los relés térmicos

Los relés térmicos bimetálicosbimetálicos constituyen el sistema más simple y conocido de la protección térmica porconstituyen el sistema más simple y conocido de la protección térmica por control indirecto, es decir, por calentamiento del motor a través de su consumo.

control indirecto, es decir, por calentamiento del motor a través de su consumo. A) DEFINICIÓN

A) DEFINICIÓN

Son los que realizan una maniobra mediante el principio de la ley de Joule (calor producido por el paso de una Son los que realizan una maniobra mediante el principio de la ley de Joule (calor producido por el paso de una corriente).

corriente).

B) SIMBOLOGÍA: B) SIMBOLOGÍA:

Según

Según contenga contenga un un solo solo contacto contacto (NC), (NC), un un contacto contacto conmutado conmutado (NCNO) (NCNO) o o dos dos contactos contactos (NC (NC + + NO),NO), distinguimos los tres tipos más usuales de relé térmico (

distinguimos los tres tipos más usuales de relé térmico (Fig. 3.1Fig. 3.1).).

Fig.

Fig. 3.1 3.1 Fig. Fig. 3.23.2

Las tres líneas quebradas que contiene el rectángulo representan los tres elementos bimetálicos detectores de Las tres líneas quebradas que contiene el rectángulo representan los tres elementos bimetálicos detectores de

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sobreintensidad. Los trazos que

sobreintensidad. Los trazos que las las unen con los unen con los contactos representan la contactos representan la conexión mecánica entre ellconexión mecánica entre ellos. Elos. El pequeño triángulo con una traza encima representa la retención a que queda sometido el grupo dé contactos pequeño triángulo con una traza encima representa la retención a que queda sometido el grupo dé contactos cuando ha habido un disparo térmico.

cuando ha habido un disparo térmico.

Para una mayor simplificación quedan suprimidos estos trazos y las letras L y T, en el esquema principal. Para una mayor simplificación quedan suprimidos estos trazos y las letras L y T, en el esquema principal. Existen diversos modos de representar l

Existen diversos modos de representar la conexión entre los elementos bimetálicos y a conexión entre los elementos bimetálicos y los contactos. los contactos. En laEn la Fig.Fig. 3.2

3.2 ofrecemos algunos de ellos. ofrecemos algunos de ellos. El último símbolo de El último símbolo de la derecha lo encontramos en la derecha lo encontramos en las Normas I.E.C. (o las Normas I.E.C. (o C.E.I.:C.E.I.: Comisión Electrotécnica Internacional). Su forma simplificada y el símbolo de sus contactos separados se muestra Comisión Electrotécnica Internacional). Su forma simplificada y el símbolo de sus contactos separados se muestra en la parte inferior.

en la parte inferior.

C) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO C) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Un

Un relé electrotérmico relé electrotérmico o o simplemente térmico, simplemente térmico, es es aquel que aquel que esté formado esté formado por dos por dos láminas láminas de de metalesmetales diferentes

diferentes y y soldadas; soldadas; estos estos metales metales (generalmente (generalmente ínvar ínvar y y ferroniquel) ferroniquel) se se eligen eligen con con coeficientes coeficientes dede dilatación térmica lineal muy diferentes (

dilatación térmica lineal muy diferentes ( λλ11 ≠≠ λλ2 ).2 ).

El

El relé relé térmico térmico se se basa basa en en la la dilatación dilatación de de los los metales metales al al calentarse. calentarse. Tras Tras cierto cierto tiempo tiempo de de permanecer permanecer unun relé

relé térmico térmico atravesado atravesado en en sus sus bimetales bimetales por por la la intensidad intensidad a a controlar controlar y y si si ésta ésta fuera fuera elevadaelevada (sobrecarga), se producirá un curvamiento hacia el lado opuesto al metal que más se dilata (sentido del de menor (sobrecarga), se producirá un curvamiento hacia el lado opuesto al metal que más se dilata (sentido del de menor coeficiente

coeficiente λλ). Igual efecto se produce si la intensidad no la recorre, pero la calienta indirectamente (). Igual efecto se produce si la intensidad no la recorre, pero la calienta indirectamente (Fig. 3.3Fig. 3.3).).

Fig. 3.3 Fig. 3.3

Esta deformación de la lámina bimetálica es aprovechada para accionar uno o dos contactos auxiliares, es Esta deformación de la lámina bimetálica es aprovechada para accionar uno o dos contactos auxiliares, es decir, que el

decir, que el NC abre y el NC abre y el NO cierra NO cierra ((Fig. 3.4Fig. 3.4).).

Existen tres láminas, una por fase, que actúan sobre un bloque de empuje. Si hay una sobreintensidad en una Existen tres láminas, una por fase, que actúan sobre un bloque de empuje. Si hay una sobreintensidad en una de las láminas o en las tres simultáneamente, el bloque se desplaza y cambia de posición ("activa") un par de de las láminas o en las tres simultáneamente, el bloque se desplaza y cambia de posición ("activa") un par de contactos.

contactos.

Fig. 3.4

Fig. 3.4 ESTRUCTUESTRUCTURA DE RA DE UN RELÉ UN RELÉ TÉRMICOTÉRMICO

El contacto NC (95 - 96) se coloca en serie con la bobina del contador y lo desactiva, provocando la El contacto NC (95 - 96) se coloca en serie con la bobina del contador y lo desactiva, provocando la

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desconexión del motor de la red. desconexión del motor de la red.

El contacto NO (97 - 98) puede utilizarse con una lámpara de señalización, cuyo encendido indica que ha El contacto NO (97 - 98) puede utilizarse con una lámpara de señalización, cuyo encendido indica que ha habido una desconexión por sobrecarga (

habido una desconexión por sobrecarga (Fig. 3.5Fig. 3.5).).

Designaremos en lo sucesivo con las letras KM a los contadores que conmutan los motores, y al relé térmico Designaremos en lo sucesivo con las letras KM a los contadores que conmutan los motores, y al relé térmico con la letra F. con la letra F. Fig. 3.5 Fig. 3.5 D) COMPONENTES D) COMPONENTES

El aspecto exterior de un relé térmico puede ser el de la

El aspecto exterior de un relé térmico puede ser el de la Fig. 3.7.Fig. 3.7.

Un relé térmico dispone en su parte frontal de los siguientes dispositivos: Un relé térmico dispone en su parte frontal de los siguientes dispositivos: 1

1 Ajuste Ajuste Ir.Ir. Escala o dial para fijar la intensidad de régimen del motor.Escala o dial para fijar la intensidad de régimen del motor. 2

2 Pulsador Pulsador TestTest..

Accionando el pulsador Test es posible: Accionando el pulsador Test es posible:

 – Controlar el cableado del circuito de control.  – Controlar el cableado del circuito de control.

 – Simular el disparo del relé (acción sobre los 2 contactos “NC” y “NA”).  – Simular el disparo del relé (acción sobre los 2 contactos “NC” y “NA”).

Este mando, que puede no existir en algunos modelos, sirve para verificar el Este mando, que puede no existir en algunos modelos, sirve para verificar el correcto desactivado del contador.

correcto desactivado del contador. 3

3 Pulsador Pulsador StopStop. Actúa sobre el contacto “NC” y no tiene efecto sobre el. Actúa sobre el contacto “NC” y no tiene efecto sobre el contacto “NA”.

contacto “NA”. 4

4 Pulsador Pulsador de de rearmerearme para llevar los para llevar los contactos a su contactos a su posición posición de trabajo trasde trabajo tras una desconexión térmica.

una desconexión térmica. 55 Visualización de la activación.Visualización de la activación.

66 Testigo del Enclavamiento mediante precintado de la tapa.Testigo del Enclavamiento mediante precintado de la tapa. 7

7 Selector Selector entre entre rearme rearme manual manual y y automáticoautomático. En manual, se rearma con el. En manual, se rearma con el pulsador anterior. En automático, cuando se enfrían las láminas.El paso a la pulsador anterior. En automático, cuando se enfrían las láminas.El paso a la posición automática se realiza mediante acción voluntaria.

posición automática se realiza mediante acción voluntaria.

Fig. 3.7 Fig. 3.7

E) CURVA CARACTERÍSTICA. E) CURVA CARACTERÍSTICA.

La característica tiempo-corriente de un relé térmico (

La característica tiempo-corriente de un relé térmico (Fig. 3.8Fig. 3.8) nos indica en el eje de abscisas el valor de la) nos indica en el eje de abscisas el valor de la intensidad de la corriente en múltiplos de la intensidad ajustada

intensidad de la corriente en múltiplos de la intensidad ajustada IrIr en el dial del relé y en el eje de ordenadas losen el dial del relé y en el eje de ordenadas los tiempos de disparo. Generalmente se indican dos curvas, una se obtiene a partir de los bimetales en estado frío y tiempos de disparo. Generalmente se indican dos curvas, una se obtiene a partir de los bimetales en estado frío y la otra a partir de los bimetales en caliente.

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Fig.

Fig. 3.8 3.8 Fig. Fig. 3.93.9

Para el caso en concreto del relé témico de la

Para el caso en concreto del relé témico de la Fig. 3.8Fig. 3.8 deducimos que un consumo de valor 2 · Ir provoca unadeducimos que un consumo de valor 2 · Ir provoca una desconexión al cabo de:

desconexión al cabo de: 70 segundos –

70 segundos – para el caso de para el caso de que bimetal esté que bimetal esté fríofrío 40 segundos –

40 segundos – para el caso de que bimetal esté caliente. En estado "caliente", es para el caso de que bimetal esté caliente. En estado "caliente", es decir, cuando tiene lugar unadecir, cuando tiene lugar una sobreintensidad estando el motor en marcha, los tiempos son menores.

sobreintensidad estando el motor en marcha, los tiempos son menores.

Mostramos, a título orientativo, los valores segundos de los tiempos máximos admisibles para motores de jaula Mostramos, a título orientativo, los valores segundos de los tiempos máximos admisibles para motores de jaula a 400 V con el rotor bloqueado, de un determinado fabricante. Dado que en estas condiciones el consumo es del a 400 V con el rotor bloqueado, de un determinado fabricante. Dado que en estas condiciones el consumo es del orden de 5 In a 7 In, vemos que los térmicos desconectan en tiempos inferiores (

orden de 5 In a 7 In, vemos que los térmicos desconectan en tiempos inferiores (Fig. 3.9Fig. 3.9).). F) PROTECCIÓN

F) PROTECCIÓN

Un relé térmico protege a la instalación de un receptor (motor en las figuras) frente a las sobreintensidades Un relé térmico protege a la instalación de un receptor (motor en las figuras) frente a las sobreintensidades producidas por:

producidas por: - Sobrecargas. - Sobrecargas. -

- Arranques Arranques demasiado demasiado largos.largos. -

- Ciclos Ciclos paro-arranque paro-arranque demasiado demasiado frecuentes.frecuentes. -

- Agarrotamiento Agarrotamiento mecánico mecánico del del motor, motor, bajo bajo tensión tensión (calado).(calado). Para la

Para la protección de protección de receptores trifásicos, receptores trifásicos, se coloca se coloca una lámina una lámina bimetálica por bimetálica por fase y fase y así, así, cualquiera cualquiera dede ellas, o las tres a la vez, nos producirán la apertura del circuito mediante un elemento de material aislante ellas, o las tres a la vez, nos producirán la apertura del circuito mediante un elemento de material aislante denominado yugo (

denominado yugo (Fig. 2.5Fig. 2.5).). *

* Un Un relé relé térmico térmico no no protege protege de de cortocircuitos.cortocircuitos. *

* Si Si el el relé dispone relé dispone de de sistema diferencial, sistema diferencial, también protege también protege de:de: -

- Desequilibrios Desequilibrios de de intensidad intensidad entre entre las las fases.fases. -

- Marcha a Marcha a dos fases dos fases (por fusión (por fusión de un de un fusible, corte fusible, corte de un de un conductor... ).conductor... ). Por tanto

Por tanto además además de de la proteccla protección contra ión contra sobrecargas, sobrecargas, los relés los relés térmicos estátérmicos están n preparados preparados parapara detectar las asimetrías que se producen en sus bimetales cuando alguna de las fases que alimenta al receptor no detectar las asimetrías que se producen en sus bimetales cuando alguna de las fases que alimenta al receptor no transporta

transporta corriente,( corriente,( fenómeno fenómeno que que en en el el caso caso de de motores motores trifásicos trifásicos se se conoce conoce como como «marcha «marcha enen monofásico» )

monofásico» ) o cuando las o cuando las intensidades en las intensidades en las fases son mfases son muy diferentes, anomalías uy diferentes, anomalías que pueden serque pueden ser muy perjudiciales para receptor en un breve espacio de tiempo.

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G) CONEXIÓN

G) CONEXIÓN

Un relé térmico actúa asociado a un contactor. Los bornes L1(1), L2(2), L3(3), van conectados directamente al Un relé térmico actúa asociado a un contactor. Los bornes L1(1), L2(2), L3(3), van conectados directamente al contactor formando un bloque y así, en la

contactor formando un bloque y así, en la Fig. 3.10Fig. 3.10 tenemos el conjunto contactor y protección térmica con eltenemos el conjunto contactor y protección térmica con el tornillo de regulación

tornillo de regulación y el y el botón o pulsador botón o pulsador de rearme.de rearme. En el esquema de la

En el esquema de la Fig. 3.10Fig. 3.10 vemos el circuito principal de las conexiones habituales entre ambos.vemos el circuito principal de las conexiones habituales entre ambos.

Fig.

Fig. 3.10 3.10 CONEXIONES CONTACTOR CONEXIONES CONTACTOR + + RELÉ RELÉ TÉRMICOTÉRMICO

Si el relé térmico está acoplado al contactor por medio de espigas o pletinas rígidas, se omiten en su símbolo Si el relé térmico está acoplado al contactor por medio de espigas o pletinas rígidas, se omiten en su símbolo las bornas 1, 3 y 5, ya que no existen.

las bornas 1, 3 y 5, ya que no existen. Ejemplo:

Ejemplo: En la

En la Fig. 3.6Fig. 3.6 tenemos los esquemas printenemos los esquemas principal cipal y de y de mando (esquema desarrollado) de mando (esquema desarrollado) de un circuito de un circuito de motormotor trifásico de arranque directo. Un desconectador Q contiene los fusibles principales y un contacto de precorte de la trifásico de arranque directo. Un desconectador Q contiene los fusibles principales y un contacto de precorte de la tensión de mando.

tensión de mando.

La conmutación se realiza por contador y la protección, por relé térmico. No se utiliza el contacto NA de éste. La conmutación se realiza por contador y la protección, por relé térmico. No se utiliza el contacto NA de éste. Los contactos

Los contactos del relé térmico del relé térmico conectados en serie conectados en serie con con la bobina la bobina del contactor, produce del contactor, produce que la apque la apertura delertura del NC desactiva el contactor KM y el motor, ya sin tensión, se desconecta (se parará) y por tanto el motor quedará NC desactiva el contactor KM y el motor, ya sin tensión, se desconecta (se parará) y por tanto el motor quedará protegido.

protegido.

Fig. 3.6 Fig. 3.6

(13)

Se trata, pues, de una protección contra fallos de fase muy relativa, ya que el tiempo de disparo depende de la Se trata, pues, de una protección contra fallos de fase muy relativa, ya que el tiempo de disparo depende de la intensidad que esté consumiendo el motor. Si en el momento del fallo de fase esta intensidad fuera inferior al valor intensidad que esté consumiendo el motor. Si en el momento del fallo de fase esta intensidad fuera inferior al valor ajustado en el relé, éste no dispararía o lo haría en un tiempo muy grande. En cualquier caso se trata de un ajustado en el relé, éste no dispararía o lo haría en un tiempo muy grande. En cualquier caso se trata de un disparo lento, ya que incluso con la intensidad nominal habría que esperar un tiempo de aproximadamente 100 disparo lento, ya que incluso con la intensidad nominal habría que esperar un tiempo de aproximadamente 100 segundos.

segundos.

H) TRABAJO A DIFERENTES TENSIONES H) TRABAJO A DIFERENTES TENSIONES

Los contactos

Los contactos NC (disparo) NC (disparo) y NO y NO (alarma) (alarma) de un de un relé térmrelé térmico pueden ico pueden trabajar a trabajar a tensiones tensiones diferentes diferentes dede la de línea y a tensiones diferentes entre sí. En la

la de línea y a tensiones diferentes entre sí. En la Fig. 3.11Fig. 3.11, la tensión de línea es de 400 V y la de contactos es, la tensión de línea es de 400 V y la de contactos es de 230 V.

de 230 V. En la

En la Fig. 3.11Fig. 3.11 el control del contactor se realiza por interruptor S y la lámpara de señalización de disparoel control del contactor se realiza por interruptor S y la lámpara de señalización de disparo térmico se alimenta a

térmico se alimenta a 24 V en 24 V en corriente continua. corriente continua. Como se indiComo se indica en esquema separado, ca en esquema separado, en este térmicoen este térmico coexisten tres tensiones diferentes: 400 V c/a, 230

coexisten tres tensiones diferentes: 400 V c/a, 230 V c/a y 24 V c/c.

V c/a y 24 V c/c.

Fig.

Fig. 3.11 3.11 TRABAJO TRABAJO A A DIFERENTES TENSIONESDIFERENTES TENSIONES

I) REARME DEL RELÉ TÉRMICO. I) REARME DEL RELÉ TÉRMICO.

Cualquier relé térmico moderno tiene dos tipos de rearme: Cualquier relé térmico moderno tiene dos tipos de rearme: -

- MANUAL MANUAL yy - AUTOMÁTICO, - AUTOMÁTICO,

y un selector para escoger la forma de rearme que se desee del disparador, es decir, si después de un disparo es y un selector para escoger la forma de rearme que se desee del disparador, es decir, si después de un disparo es necesario pulsar el botón de rearme del relé o simplemente el relé se rearma automáticamente al enfriarse.

necesario pulsar el botón de rearme del relé o simplemente el relé se rearma automáticamente al enfriarse. El

El rearme MANUALrearme MANUAL se reduce a presionar el pulsador R colocado en la parte frontal del aparato (se reduce a presionar el pulsador R colocado en la parte frontal del aparato (Fig. 3.12Fig. 3.12).).

Fig. 3.12 Fig. 3.12

En algunos casos puede interesar que el rearme manual sea

En algunos casos puede interesar que el rearme manual sea a distanciaa distancia, , por por motivos motivos funcionales funcionales o o dede comodidad.

(14)

electroimán.

electroimán. La puesta en tensión de K a La puesta en tensión de K a través de un pulsador S provoca el empuje del través de un pulsador S provoca el empuje del rearmador R (rearmador R (Fig. 3.13Fig. 3.13).). Vemos en la misma figura las tensiones normales de activado de K.

Vemos en la misma figura las tensiones normales de activado de K.

Fig. 3.13 Fig. 3.13

*

* Si Si elel rearme es AUTOMÁTICOrearme es AUTOMÁTICO, , una una vez vez eliminada eliminada la la causa causa que que motivó motivó la la sobrecarga, sobrecarga, el el relé relé sese rearma, es decir, los contactos NO

rearma, es decir, los contactos NO y NC vuelven a y NC vuelven a la posición inicial la posición inicial tras el enfriamiento de los elementostras el enfriamiento de los elementos bimetálicos.

bimetálicos. El El receptor (motor en receptor (motor en este caso) este caso) queda ya en queda ya en condiciones de ser condiciones de ser arrancado de nuevo.arrancado de nuevo.

Este sistema es cómodo porque evita una operación manual y puede ser práctico en instalaciones donde son Este sistema es cómodo porque evita una operación manual y puede ser práctico en instalaciones donde son previsibles

previsibles frecuentes frecuentes disparos disparos térmicos. térmicos. Puede, Puede, sin sin embargo, embargo, ser ser peligroso peligroso cuando cuando el el mando mando del del contactorcontactor se

se realiza realiza por por interruptor interruptor o o detectores detectores diversos, diversos, ya ya que que pueden pueden producirse producirse arranques arranques inesperados inesperados ((Fig. 2.14Fig. 2.14).).

Fig. 3.14 Fig. 3.14

J) PULSADOR DE PRUEBA O TEST J) PULSADOR DE PRUEBA O TEST

En ciertos térmicos existe también un

En ciertos térmicos existe también un pulsador de prueba (test), 0pulsador de prueba (test), 0, cuyo presionado activa los contactos NC y, cuyo presionado activa los contactos NC y NO.

NO. Sirve para verificar si lSirve para verificar si las conexiones entre el térmico y as conexiones entre el térmico y el circuito de mando son el circuito de mando son correctas: su pulsadocorrectas: su pulsado desactivará el contactor y pondrá un funcionamiento la alarma correspondiente.

desactivará el contactor y pondrá un funcionamiento la alarma correspondiente. Este pulsador de prueba también puede ser

Este pulsador de prueba también puede ser accionado a distanciaaccionado a distancia, por medio de un disparador K análogo al, por medio de un disparador K análogo al rearmador anterior (

rearmador anterior (Fig. 3.15Fig. 3.15).). Los

Los pulsadores de rearme y prueba, el selector, el dispositivo diferencialpulsadores de rearme y prueba, el selector, el dispositivo diferencial, etc., son componentes, etc., son componentes habituales de cualquier modelo actual

habituales de cualquier modelo actual de relé térmico y de relé térmico y por ello no figuran expresamente en por ello no figuran expresamente en su símbolo. su símbolo. SinSin embargo, cuando alguno de estos dispositivos requiera un circuito adicional, habrá que representarlo en el embargo, cuando alguno de estos dispositivos requiera un circuito adicional, habrá que representarlo en el esquema.

(15)

Fig. 3.15 Fig. 3.15

Ejemplo: Ejemplo:

La

La Fig. 3.16Fig. 3.16 corresponde a un motor trifásico corresponde a un motor trifásico de arranque directo y de arranque directo y maniobra por pulsadores, con fusible demaniobra por pulsadores, con fusible de mando incorporado al desconectador Q. Se ha previsto un dispositivo de prueba a distancia, con un disparador a mando incorporado al desconectador Q. Se ha previsto un dispositivo de prueba a distancia, con un disparador a la misma tensión que todo el circuito de mando, es decir, a 24 Voltios.

la misma tensión que todo el circuito de mando, es decir, a 24 Voltios.

Fig. 3.16 Fig. 3.16

K) REGULACIÓN DE UN RELÉ TÉRMICO K) REGULACIÓN DE UN RELÉ TÉRMICO

Para que un relé térmico proteja adecuadamente a la instalación de un motor frente a sobrecargas y Para que un relé térmico proteja adecuadamente a la instalación de un motor frente a sobrecargas y desequilibrios, dispone de una escala o dial para fijar la intensidad de régimen del motor In (aunque su intensidad desequilibrios, dispone de una escala o dial para fijar la intensidad de régimen del motor In (aunque su intensidad habitual de funcionamiento sea menor).

habitual de funcionamiento sea menor).

Como sería imposible hacer un relé para cada intensidad, se hacen varios tipos y cada uno cubre una gama Como sería imposible hacer un relé para cada intensidad, se hacen varios tipos y cada uno cubre una gama de valores. Para ello los relés térmicos disponen de un dial o tornillo de regulación (TR) para ajustar la intensidad de valores. Para ello los relés térmicos disponen de un dial o tornillo de regulación (TR) para ajustar la intensidad de funcionamiento.

de funcionamiento.

Cualquier térmico tiene una

Cualquier térmico tiene una zona o margen de regulaciónzona o margen de regulación de de su su intensidad intensidad de de disparo, disparo, que que abarcaabarca desde un valor mínimo a uno máximo. Damos en la

desde un valor mínimo a uno máximo. Damos en la Fig. 3.17Fig. 3.17 ejemplos de zonas de regulación.ejemplos de zonas de regulación.

Fig. 3,17

Fig. 3,17 EJEMPLOS DE EJEMPLOS DE MARGENES DE MARGENES DE REGULACIÓNREGULACIÓN

En la

En la Fig. 3.18Fig. 3.18 vemos que puede variar entre 0,75 vemos que puede variar entre 0,75 A y 1 A. En A y 1 A. En nuestro caso está regulado a 0,75 A.nuestro caso está regulado a 0,75 A.

Cuando se escoge un relé térmico para la instalación de un motor, es necesario que la intensidad nominal de Cuando se escoge un relé térmico para la instalación de un motor, es necesario que la intensidad nominal de éste, In, esté comprendida dentro de su zona de regulación.

(16)

Fig. 3.18

Fig. 3.18 TORNILLO REGULADOR DE TORNILLO REGULADOR DE LA LA INTENSIDINTENSIDAD AD DEL RELÉ DEL RELÉ TÉRMICOTÉRMICO

Damos a continuación unos valores orientativos de las intensidades nominales de algunos motores de 1.500 Damos a continuación unos valores orientativos de las intensidades nominales de algunos motores de 1.500 r.p.m. (trifásicos, monofásicos y de c/c) (

r.p.m. (trifásicos, monofásicos y de c/c) (Fig. 3.19Fig. 3.19).).

Fig. 3.19 Fig. 3.19

(17)

L) ¿COMO PROTEGER UN RELÉ TÉRMICO?

L) ¿COMO PROTEGER UN RELÉ TÉRMICO?

Los relés térmicos no pueden proteger contra cortocircuitos, y cuando una corriente de cortocircuito atraviesa Los relés térmicos no pueden proteger contra cortocircuitos, y cuando una corriente de cortocircuito atraviesa un

un relé relé térmico, térmico, puede puede destruir destruir algunos algunos de de sus sus componentes componentes en en centésimas centésimas de de segundo. segundo. Los Los fusibles fusibles son son lala protección

protección más más habitual habitual contra contra esta esta eventualidad. eventualidad. El El calibre calibre máximo máximo de de éstos éstos es es un un dato dato importante importante parapara cualquier relé térmico y figura frecuentemente en su placa de características. En la

cualquier relé térmico y figura frecuentemente en su placa de características. En la Fig. 3.20Fig. 3.20 podemos ver esospodemos ver esos calibres, para una determinada serie de térmicos. Según el tipo de que se disponga, pueden escogerse lentos calibres, para una determinada serie de térmicos. Según el tipo de que se disponga, pueden escogerse lentos (aM) o rápidos (gl o gG).

(aM) o rápidos (gl o gG).

Los circuitos principales de la

Los circuitos principales de la Fig. 3.21Fig. 3.21 nos ofrecen un ejemplo de aplicación de las dos tablas anteriores.nos ofrecen un ejemplo de aplicación de las dos tablas anteriores.

Fig.

Fig. 3.20 3.20 Fig. Fig. 3.213.21

M) ¿DÓNDE SE COLOCA EL RELÉ TÉRMICO? M) ¿DÓNDE SE COLOCA EL RELÉ TÉRMICO?

Entre el contactor y el receptor (motor en las figuras anteriores), como hemos visto en las figuras anteriores. Entre el contactor y el receptor (motor en las figuras anteriores), como hemos visto en las figuras anteriores.

••

Para el arranque directo o progresivo con resistenciasPara el arranque directo o progresivo con resistencias

En este caso el relé térmico se regulará para la intensidad nominal del motor, En este caso el relé térmico se regulará para la intensidad nominal del motor,

Fig. 3.22 Fig. 3.22

(18)

••

Para un motor de dos velocidadesPara un motor de dos velocidades

Si un motor tiene dos velocidades, tiene también dos Si un motor tiene dos velocidades, tiene también dos intensidades nominales I

intensidades nominales In1n1 e e IIn2n2. Se colocará un térmico y un grupo. Se colocará un térmico y un grupo

de fusibles en la rama que corresponde a cada velocidad, y se de fusibles en la rama que corresponde a cada velocidad, y se escogerán según los criterios anteriores.

escogerán según los criterios anteriores. Para velocidad n

Para velocidad n11: : IIr1r1= I= In1n1del motordel motor

Para velocidad n

Para velocidad n22: : IIr2r2= I= In2n2del motordel motor Vemos en la

Vemos en la Fig. 3.23Fig. 3.23 una aplicación de lo antedicho en ununa aplicación de lo antedicho en un motor de dos velocidades y devanados separados (estrella-estrella). motor de dos velocidades y devanados separados (estrella-estrella).

••

Para un motor DahlanderPara un motor Dahlander

Si se trata de un motor en conexión Dahlander, la Si se trata de un motor en conexión Dahlander, la conexión será la de la

conexión será la de la Fig. 3.24Fig. 3.24. En este tipo de motor, la. En este tipo de motor, la relación de intensidades (velocidad alta/velocidad baja) es relación de intensidades (velocidad alta/velocidad baja) es del orden

del orden de 1,5/1 de 1,5/1 y en y en algún caso algún caso puede bastar con puede bastar con unun solo grupo de fusibles para asegurar la protección de los solo grupo de fusibles para asegurar la protección de los dos térmicos.

dos térmicos.

••

Para un arranque estrella - triánguloPara un arranque estrella - triángulo

Si un motor trifásico está previsto para un arranque Si un motor trifásico está previsto para un arranque estrella-triángulo el relé térmico se colocará habitualmente según la triángulo el relé térmico se colocará habitualmente según la Fig.Fig. 3.25

3.25..

En este caso, se regulará a una intensidad de valor: En este caso, se regulará a una intensidad de valor:

n n n n  I  I   I   I   I   I  00,,5858·· 3 3 == = = λ  λ 

IInn= Intensidad nominal del motor a plena carga= Intensidad nominal del motor a plena carga

Fig. 3.23 Fig. 3.23 Fig. 3.24 Fig. 3.24 Fig. 3.25 Fig. 3.25

(19)

NOTA: RELÉS TÉRMICOS BIMETÁLICOS NOTA: RELÉS TÉRMICOS BIMETÁLICOS

Los relés térmicos tienen una curva de disparo fija y está prevista para motores con arranque normal, es decir, Los relés térmicos tienen una curva de disparo fija y está prevista para motores con arranque normal, es decir, con tiempos de arranque del orden de 5 a 10 segundos.

con tiempos de arranque del orden de 5 a 10 segundos.

En los casos de arranque difícil (p.e. en centrifugadoras, molinos, grandes ventiladores, etc.), que tienen un En los casos de arranque difícil (p.e. en centrifugadoras, molinos, grandes ventiladores, etc.), que tienen un mayor tiempo de arranque, la

mayor tiempo de arranque, la curva de curva de disparo resulta demasiado rápida y el disparo resulta demasiado rápida y el relé térmico dispararía durante elrelé térmico dispararía durante el arranque. Para evitar esto hay que recurrir a algún procedimiento especial como puentear el térmico durante el arranque. Para evitar esto hay que recurrir a algún procedimiento especial como puentear el térmico durante el arranque o alimentarlo a través de transformadores saturables. Esto además de encarecer considerablemente el arranque o alimentarlo a través de transformadores saturables. Esto además de encarecer considerablemente el arrancador, supone emplear procedimientos sin fundamento físico porque en realidad lo que se hace es engañar a arrancador, supone emplear procedimientos sin fundamento físico porque en realidad lo que se hace es engañar a la protección.

la protección.

Así pues, el sistema de protección por relés térmicos bimetálicos es generalmente utilizado por ser, con mucho, Así pues, el sistema de protección por relés térmicos bimetálicos es generalmente utilizado por ser, con mucho, el más simple y económico, pero no por ello se deben dejar de considerar sus

el más simple y económico, pero no por ello se deben dejar de considerar sus limitacioneslimitaciones, entre las cuales, entre las cuales podemos destacar las siguientes:

podemos destacar las siguientes:

- Curva de disparo fija, no apta para arranques difíciles. - Curva de disparo fija, no apta para arranques difíciles. - Ajuste impreciso de la intensidad del motor.

- Ajuste impreciso de la intensidad del motor.

- Protección lenta o nula contra fallos de fase, dependiendo de la carga del motor. - Protección lenta o nula contra fallos de fase, dependiendo de la carga del motor. - Ninguna señalización selectiva de la causa de disparo.

- Ninguna señalización selectiva de la causa de disparo. - Imposibilidad de autocontrolar la curva de disparo. - Imposibilidad de autocontrolar la curva de disparo.

4

4

FUSIBLES

FUSIBLES

Los fusibles son dispositivos de protección frente a sobreintensidades del tipo

Los fusibles son dispositivos de protección frente a sobreintensidades del tipo cortocircuitocortocircuito. Aplicados a la. Aplicados a la protección de motores eléctricos, complementan la protección que proporcionan los relés térmicos.

protección de motores eléctricos, complementan la protección que proporcionan los relés térmicos.

Efectivamente, a partir de la máxima intensidad previsible por sobrecarga del motor, (de 4 In a 8 In ), las Efectivamente, a partir de la máxima intensidad previsible por sobrecarga del motor, (de 4 In a 8 In ), las intensidades superiores son originadas por cortocircuitos.

intensidades superiores son originadas por cortocircuitos.

Al ser atravesado por una corriente de cortocircuito, el fusible se funde instantáneamente. Si esa intensidad es Al ser atravesado por una corriente de cortocircuito, el fusible se funde instantáneamente. Si esa intensidad es extremadamente elevada, la chispa producida puede romper su estructura, proyectar al exterior metal fundido, etc. extremadamente elevada, la chispa producida puede romper su estructura, proyectar al exterior metal fundido, etc. Los fusibles proporcionan una protección fase a fase, con un poder de corte muy elevado y un volumen Los fusibles proporcionan una protección fase a fase, con un poder de corte muy elevado y un volumen reducido.

reducido.

Tipos de cortocircuitos

Tipos de cortocircuitos ((Fig. 4.1Fig. 4.1))

El más frecuente de estos cortocircuitos es el producido

El más frecuente de estos cortocircuitos es el producido entre dos fasesentre dos fases yy puede originarse en el propio motor o en cualquier punto de su circuito de puede originarse en el propio motor o en cualquier punto de su circuito de alimentación. Ante las elevadas corrientes que se originan, peligran seriamente alimentación. Ante las elevadas corrientes que se originan, peligran seriamente los conductores de alimentación, los contactos del contactor, los dispositivos los conductores de alimentación, los contactos del contactor, los dispositivos detectores del relé térmico y todo elemento que resulte atravesado por ellas. detectores del relé térmico y todo elemento que resulte atravesado por ellas.

Puede ocasionarse un cortocircuito entre las

Puede ocasionarse un cortocircuito entre las tres fasestres fases a consecuencia dela consecuencia del seccionamiento de una manguera por un elemento cortante o por la acción del seccionamiento de una manguera por un elemento cortante o por la acción del fuego

fuego

Se dividen en dos

Se dividen en dos categorías (Normativa EN Europea)categorías (Normativa EN Europea)::

 Fusibles “distribución” tipoFusibles “distribución” tipo gGgG

Protegen a la vez contra los

Protegen a la vez contra los cortocircuitoscortocircuitos y contra lasy contra las sobrecargassobrecargas a los circuitos cona los circuitos con picos de corrientepicos de corriente poco elevados

poco elevados (ejemplo: circuitos resistivos).(ejemplo: circuitos resistivos).

Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la corriente del circuito protegido a plena Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la corriente del circuito protegido a plena carga.

carga.

 Fusibles “motor” tipoFusibles “motor” tipo aMaM

Protegen contra los cortocircuitos a los circuitos sometidos a

Protegen contra los cortocircuitos a los circuitos sometidos a picos de corriente elevadospicos de corriente elevados (picos(picos magnetizantes en la puesta bajo tensión de los primarios de transformadores o electroimanes, picos de arranque magnetizantes en la puesta bajo tensión de los primarios de transformadores o electroimanes, picos de arranque de motores asíncronos, etc.). Las características de fusión de los fusibles aM

de motores asíncronos, etc.). Las características de fusión de los fusibles aM no ofrecen ninguna protecciónno ofrecen ninguna protección

Fig. 4.1 Fig. 4.1

(20)

contra las sobrecargas

contra las sobrecargas. En caso de que también sea necesario este tipo de protección, debe emplearse otro. En caso de que también sea necesario este tipo de protección, debe emplearse otro dispositivo (por ejemplo, un relé térmico).

dispositivo (por ejemplo, un relé térmico).

Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la corriente del circuito protegido a plena Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la corriente del circuito protegido a plena carga.

carga.

Corriente asignada del fusible. tipos de fusible Corriente asignada del fusible. tipos de fusible

Una característica importante de un fusible es su

Una característica importante de un fusible es su corriente asignadacorriente asignada (antes llamada intensidad nominal). Se(antes llamada intensidad nominal). Se define como el valor de la corriente que le atraviesa, a partir del cual su fusión se producirá en un tiempo más o define como el valor de la corriente que le atraviesa, a partir del cual su fusión se producirá en un tiempo más o menos largo.

menos largo.

Esta corriente asignada es el valor que define el calibre de un fusible, y por el que se le identifica. Esta corriente asignada es el valor que define el calibre de un fusible, y por el que se le identifica. Los fusibles

Los fusibles cilíndricoscilíndricos de lade la Fig. 4.2Fig. 4.2 tienen las dimensiones y valores indicados.tienen las dimensiones y valores indicados.

Fig. 4.2 Fig. 4.2

Para corrientes mayores disponemos de los

Para corrientes mayores disponemos de los fusibles de cuchillafusibles de cuchilla. Sus dimensiones geométricas se normalizan. Sus dimensiones geométricas se normalizan en base a su talla, que se codifica desde 00 hasta 4 (

en base a su talla, que se codifica desde 00 hasta 4 (Fig. 4.3Fig. 4.3). Todos los de la misma talla pueden acoplarse al). Todos los de la misma talla pueden acoplarse al mismo portafusibles.

mismo portafusibles.

Fig. 4.3 Fig. 4.3

Poder de corte ASIGNADO (Icn) del fusible Poder de corte ASIGNADO (Icn) del fusible

Es el valor (eficaz de la corriente) de la máxima intensidad de cortocircuito Es el valor (eficaz de la corriente) de la máxima intensidad de cortocircuito que puede cortar el aparato para la tensión nominal de empleo, a la frecuencia que puede cortar el aparato para la tensión nominal de empleo, a la frecuencia nominal y para un factor de potencia especificado.

nominal y para un factor de potencia especificado.

La mayor intensidad a que puede verse sometido un fusible es la resultante La mayor intensidad a que puede verse sometido un fusible es la resultante de un cortocircuito en sus mismas bornas de salida. Calculado o estimado ese de un cortocircuito en sus mismas bornas de salida. Calculado o estimado ese valor, su poder de corte tendrá un valor claramente superior.

valor, su poder de corte tendrá un valor claramente superior.

El valor ha de ser igual o mayor que la intensidad de cortocircuito prevista en El valor ha de ser igual o mayor que la intensidad de cortocircuito prevista en el circuito de la aplicación.

el circuito de la aplicación.

Este valor se da en kA y en fusibles de tipo industrial las normas UNE exigen Este valor se da en kA y en fusibles de tipo industrial las normas UNE exigen que no sea inferior a 50 kA.

que no sea inferior a 50 kA. Valores habituales: 6,

Valores habituales: 6, 20, 40, 50, 70, 20, 40, 50, 70, 100, etc. 100, etc. KAKA Reflejamos en la

Reflejamos en la Fig. 4.4Fig. 4.4 los valores frecuentes del poder de corte de fusibles expresados en miles delos valores frecuentes del poder de corte de fusibles expresados en miles de amperios (kA). Los empleados en circuitos de motores tienen un poder de corte mínimo de 50 kA.

amperios (kA). Los empleados en circuitos de motores tienen un poder de corte mínimo de 50 kA.

Fig. 4.4 Fig. 4.4

(21)

Curva de fusión del fusible Curva de fusión del fusible

La gráfica de fusión de un fusible nos La gráfica de fusión de un fusible nos proporciona el tiempo previsible de fusión de proporciona el tiempo previsible de fusión de éste, al ser atravesado por una sobreintensidad. éste, al ser atravesado por una sobreintensidad. Respecto al tipo de gráfica, distinguimos dos Respecto al tipo de gráfica, distinguimos dos grupos de fusibles:

grupos de fusibles: -

- Rápidos. Rápidos. Tipo gI Tipo gI o gG.o gG. -

- Lentos. Lentos. Tipo Tipo aM.aM. En la

En la Fig. 4.5Fig. 4.5 vemos los tiempos de fusión devemos los tiempos de fusión de ambos tipos, en función de los múltiplos de su ambos tipos, en función de los múltiplos de su corriente asignada In. Se trata de una gráfica corriente asignada In. Se trata de una gráfica orientativa, no aplicable a todos los tamaños. orientativa, no aplicable a todos los tamaños.

De las curvas anteriores deducimos que un fusible no se funde al estar atravesado por la intensidad nominal y De las curvas anteriores deducimos que un fusible no se funde al estar atravesado por la intensidad nominal y tiene tiempos largos de fusión frente a intensidades moderadas.

tiene tiempos largos de fusión frente a intensidades moderadas.

El fusible adecuado para proteger el circuito de un motor es el de tipo

El fusible adecuado para proteger el circuito de un motor es el de tipo aMaM. Para sobreintensidades moderadas,. Para sobreintensidades moderadas, será el relé térmico quien controle la desconexión. A partir de unas sobreintensidades que podemos situar de 6·In será el relé térmico quien controle la desconexión. A partir de unas sobreintensidades que podemos situar de 6·In a 10·In, será el fusible quien desconecte.

a 10·In, será el fusible quien desconecte.

¿Cómo se escogen los fusibles para el circuito de un motor? ¿Cómo se escogen los fusibles para el circuito de un motor?

La corriente asignada del fusible será siempre mayor que la nominal del motor. La corriente asignada del fusible será siempre mayor que la nominal del motor.

Dado que el fusible complementa la protección del relé térmico, los fabricantes de estos últimos proporcionan el Dado que el fusible complementa la protección del relé térmico, los fabricantes de estos últimos proporcionan el calibre y el tipo del fusible aconsejable a colocar.

calibre y el tipo del fusible aconsejable a colocar. Mostramos estos valores en la

Mostramos estos valores en la Fig. Tabla 4.6Fig. Tabla 4.6.. En los dos ejemplos de la

En los dos ejemplos de la Fig. 4.7Fig. 4.7 hemos escogido los fusibles y el térmico de acuerdo con el criterio citado.hemos escogido los fusibles y el térmico de acuerdo con el criterio citado.

Fig.

Fig. 4.6 4.6 Fig. Fig. 4.74.7

Si un motor tiene previsto un arranque

Si un motor tiene previsto un arranque estrella-triánguloestrella-triángulo, se instalan fusibles cuya corriente asignada tenga el, se instalan fusibles cuya corriente asignada tenga el

Fig. 4.5 Fig. 4.5

(22)

valor inmediatamente superior a la nominal de dicho motor, y preferentemente, del tipo aM. Se disponen siempre valor inmediatamente superior a la nominal de dicho motor, y preferentemente, del tipo aM. Se disponen siempre en el punto de arranque del circuito (

en el punto de arranque del circuito (Fig. 4.8Fig. 4.8).).

Fig. 4.8 Fig. 4.8

Si los fusibles protegen el circuito de una carga resistiva, serán del tipo

Si los fusibles protegen el circuito de una carga resistiva, serán del tipo rápido gGrápido gG. Su calibre tendrá valor. Su calibre tendrá valor inmediatamente superior a la intensidad nominal de la carga.

inmediatamente superior a la intensidad nominal de la carga. Se pueden montar de dos maneras:

Se pueden montar de dos maneras: -

- en en unos unos soportes específicos soportes específicos llamadosllamados portafusiblesportafusibles, (, (Fig. 4.9Fig. 4.9)) -

- en en loslos seccionadoresseccionadores, en lugar de los casquillos o las barretas., en lugar de los casquillos o las barretas. Respecto a los portafusibles, o bases para alojar a los fusibles, han de: Respecto a los portafusibles, o bases para alojar a los fusibles, han de:

-

- soportar soportar adecuadamente las adecuadamente las corrientes corrientes de paso.de paso. -

- permitir el permitir el recambio de fusibles recambio de fusibles fundidos sin fundidos sin interrumpir la tensión interrumpir la tensión de suministro.de suministro. Los actuales portafusibles cumplen ambas funciones, asumiendo, además, la de

Los actuales portafusibles cumplen ambas funciones, asumiendo, además, la de seccionamientoseccionamiento.. Los portafusibles de la

Los portafusibles de la Fig. 4.9Fig. 4.9 son de tipo abatible, para fusibles cilíndricos. Su apertura desconectason de tipo abatible, para fusibles cilíndricos. Su apertura desconecta simultáneamente los tres fusibles, tanto de la toma de tensión como del circuito de salida. Junto a ellos, el simultáneamente los tres fusibles, tanto de la toma de tensión como del circuito de salida. Junto a ellos, el correspondiente símbolo.

correspondiente símbolo.

Fig. 4.9 Fig. 4.9

Los de la

Los de la Fig. 4.10Fig. 4.10 son portafusibles para el tipo de cuchilla. El accionamiento de la correspondienteson portafusibles para el tipo de cuchilla. El accionamiento de la correspondiente empuñadura los desconecta de la entrada y de la salida.

empuñadura los desconecta de la entrada y de la salida.

Estos portafusibles pueden estar provistos de uno o dos pequeños contactos, que se cierran y abren Estos portafusibles pueden estar provistos de uno o dos pequeños contactos, que se cierran y abren solidariamente con e

(23)

Fig. 4.10 Fig. 4.10

Algunos fusibles cilíndricos y de cuchilla están provistos de

Algunos fusibles cilíndricos y de cuchilla están provistos de percutor de fusiónpercutor de fusión..

Este dispositivo hace sobresalir del fusible un pivote cilíndrico cuando éste se funde. Su función es doble: Este dispositivo hace sobresalir del fusible un pivote cilíndrico cuando éste se funde. Su función es doble:

-

- visualizar desde visualizar desde el exterior el exterior el estado el estado del fusible.del fusible. -

- actuar sobre un pequeño actuar sobre un pequeño contacto que realice la contacto que realice la función que se crea función que se crea oportuna (alarma, desconexión, etc.)oportuna (alarma, desconexión, etc.) El fusible de cuchilla de la

El fusible de cuchilla de la Fig. 4.11Fig. 4.11 está fundido y tiene el percutor sobresalido. Se ven dos tipos deestá fundido y tiene el percutor sobresalido. Se ven dos tipos de contactos activables por el percutor de cualquiera de los fusibles.

contactos activables por el percutor de cualquiera de los fusibles.

Fig. 4.11 Fig. 4.11

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EL CONTACTOR DISYUNTOR

EL CONTACTOR DISYUNTOR

Los contactores pueden realizar un gran número de ciclos de maniobras a Los contactores pueden realizar un gran número de ciclos de maniobras a cadencias elevadas, pero su limitado poder de corte no les permite interrumpir una cadencias elevadas, pero su limitado poder de corte no les permite interrumpir una corriente de cortocircuito.

corriente de cortocircuito.

Los disyuntores pueden cortar las corrientes de cortocircuito elevadas, pero tienen Los disyuntores pueden cortar las corrientes de cortocircuito elevadas, pero tienen un número y una frecuencia de ciclos de maniobras limitados.

un número y una frecuencia de ciclos de maniobras limitados.

El contactor disyuntor nació de la idea de reunir en un solo aparato estas dos El contactor disyuntor nació de la idea de reunir en un solo aparato estas dos características, es decir, la elevada frecuencia de ciclos de maniobras del contactor y características, es decir, la elevada frecuencia de ciclos de maniobras del contactor y el poder de corte del disyuntor.

el poder de corte del disyuntor.

El contactor disyuntor integral, “integra” las

El contactor disyuntor integral, “integra” las funcionesfunciones de:de: - seccionamiento,

- seccionamiento, - conmutación, - conmutación, -

- protección contra protección contra las sobreintensidades las sobreintensidades (cortocircuitos y (cortocircuitos y sobrecargas)sobrecargas) El contactor disyuntor integral tiene:

El contactor disyuntor integral tiene: -

- Plena Plena apariencia apariencia del del seccionamientoseccionamiento -

- Alto poder Alto poder de corte de corte de los de los disyuntores limitadoresdisyuntores limitadores -

- Durabilidad Durabilidad de de los los contactorescontactores -

- Relés térmicos Relés térmicos de gran de gran calidad y calidad y precisión.precisión.

Fig. 5.1 Fig. 5.1

(24)

Fig. 5.2 Fig. 5.2

El integral se presenta como un bloque compuesto por: El integral se presenta como un bloque compuesto por:

-

- 3 3 o o 4 4 polospolos -

- un electroimán, un electroimán, una armadura una armadura móvil y móvil y una bobina,una bobina, -

- un módulo tri o un módulo tri o tetrapolar magnetotérmico o sólo magnético, con tetrapolar magnetotérmico o sólo magnético, con varios calibres intercambiables en varios calibres intercambiables en funciónfunción de la corriente de empleo,

de la corriente de empleo, -

- eventualmente, polos eventualmente, polos de seccionamiento de seccionamiento específicos (enclavamiento específicos (enclavamiento por candado).por candado). Principio de funcionamiento

Principio de funcionamiento

La principal característica del integral es la técnica de corte con polo único. En efecto, el corte lo realiza un La principal característica del integral es la técnica de corte con polo único. En efecto, el corte lo realiza un único juego de contactos, tanto en funcionamiento “

único juego de contactos, tanto en funcionamiento “contactorcontactor” como en funcionamiento “” como en funcionamiento “disyuntordisyuntor”, que impide la”, que impide la soldadura en cortocircuito. Esta característica hace del integral un aparato de coordinación total.

soldadura en cortocircuito. Esta característica hace del integral un aparato de coordinación total. Posición de reposo

Posición de reposo

Cuando la bobina no está alimentada, el circuito móvil se mantiene en posición abierta gracias a los resortes de Cuando la bobina no está alimentada, el circuito móvil se mantiene en posición abierta gracias a los resortes de retorno y provoca la apertura de los contactos a través de una palanca de apertura.

retorno y provoca la apertura de los contactos a través de una palanca de apertura. Posición de cierre

Posición de cierre

Cuando se cierra el electroimán, la palanca libera los contactos móviles que se cierran bajo la acción de los Cuando se cierra el electroimán, la palanca libera los contactos móviles que se cierran bajo la acción de los resortes, lo que proporciona también la presión necesaria de los contactos. En estado cerrado, los contactos son resortes, lo que proporciona también la presión necesaria de los contactos. En estado cerrado, los contactos son totalmente independientes del electroimán.

totalmente independientes del electroimán. Apertura en funcionamiento contactor Apertura en funcionamiento contactor

Cuando la bobina deja de recibir alimentación, la palanca unida a la armadura móvil hace que se abran los Cuando la bobina deja de recibir alimentación, la palanca unida a la armadura móvil hace que se abran los contactos en un tiempo de aproximadamente 15 ms.

contactos en un tiempo de aproximadamente 15 ms. Apertura en funcionamiento disyuntor

Apertura en funcionamiento disyuntor La

La fig. 5.3fig. 5.3 indica la secuencia de sucesos cuando se produce un cortocircuito.indica la secuencia de sucesos cuando se produce un cortocircuito.

Fig. 5.3 Fig. 5.3

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