5. FUNCIONES DE PROTECCION Existe un conjunto de aparatos que aseguran el comando y la protección de un motor, debe cumplir con cuatro funciones básicas 1. 2. 3. 4. Función de seccionamiento Función de comando Función de protección contra sobrecargas Función de protección contra corto circuitos Función de seccionamiento. Los equipos eléctricos sólo se deben manipular cuando están desconectados. El seccionamiento consiste en aislar eléctricamente una instalación de su red de alimentación, según los criterios de seguridad que establecen las normas. El seccionamiento se puede completar con una medida de protección adicional, el enclavamiento, un dispositivo de condenación del seccionador en posición abierta que impide que la instalación se vuelva a poner bajo tensión de forma imprevista, garantizando así la seguridad de las personas y de los equipos. La función de seccionamiento se realiza con: – seccionadores, – interruptores seccionadores, – disyuntores y contactores disyuntores, siempre que el fabricante certifique que son aptos para dicha función. Función de comando. Su función es la de ejecutar las órdenes de comando y dar las indicaciones de supervisión para la operación de la estación transformadora. Los comandos serán ordenes voluntarias o automáticas programadas, para la ejecución de una maniobra, pudiendo ser su origen local o por telecontrol (telecomando). Función de protección contra sobrecargas La protección contra sobrecarga o térmica protege todos los tipos de aplicaciones de motor contra corrientes de sobrecarga. La protección de largo retardo se ajusta a través de dos reguladores conforme a las características de arranque de la aplicación. El ajuste de disparo (Ir) para la protección de largo retardo de la unidad de control se expresa en amperios, este valor corresponde a la corriente de funcionamiento en la aplicación de motor. El ajuste máximo de Ir corresponde a la intensidad nominal In de la unidad de control. Relé térmico Función de protección contra corto circuitos Un cortocircuito se produce cuando se reduce la impedancia a valores casi nulos, produciéndose una intensidad muy elevada (muy superior a la nominal). Este incremento tan grande de intensidad puede destruir la línea en pocos segundos, por lo que suelen usarse mecanismos de acción rápida de protección (o magnéticos). Tienen que ser capaces de cortar la corriente lo más rápidamente posible. Un interruptor termomagnético es un dispositivo que como su nombre indica combina dos efectos, el magnetismo y el calor, para interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando se detectan valores mayores a ciertos límites. La base del funcionamiento de un interruptor termomagnético se basa en la dilatación de un metal por el calor y en las fuerzas de atracción que generan los campos magnéticos. Por un lado, tenemos un bimetal por el cual circula una corriente. Al aumentar la intensidad de esta, este metal comienza a disipar calor y a dilatarse, provocando así la apertura del circuito. Por otra parte, tenemos una bobina por la cual circula una corriente y genera un cierto campo magnético. Al aumentar la intensidad de la corriente, aumenta la intensidad del campo magnético, generando una fuerza de atracción en un núcleo que hay en el interior de esta. Cuando el campo magnético es lo suficientemente grande para atraer todo el núcleo (corriente eléctrica en exceso), se genera el corte del circuito. 6. TIPOS DE PROTECCION Todos los circuitos eléctricos deberán estar protegidos contra los efectos que puedan presentarse, interrumpiendo este circuito en un tiempo conveniente. Se denomina paramenta eléctrica al conjunto de aparatos utilizados para la conexión, protección y desconexión de los circuitos eléctricos. Las clases de protección son: 1. Prevención de contactos directos: es el que sufre una persona al entrar en contacto con las partes que normalmente están en tensión (activas) de la instalación. 2. Prevención contra contactos indirectos: es el que sufre una persona al entrar en contacto con partes de la instalación que normalmente no deberían estar en tensión y sin embargo lo están porque ha habido un fallo del aislamiento en alguna parte de la instalación. 3. Protección contra sobreintensidades. 4. Protección contra sobretensiones. a) CÁLCULO DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO Para calcular el amperaje es necesario partir de la siguiente ecuación, porque sabemos que la potencia es igual a la tensión por la intensidad: P=VxI P: potencia (Watt) I: corriente (Ampere) V: tensión (Volt) Si despejamos I (corriente) nos queda que I = P/V. Siguiendo un ejemplo, el cálculo debería ser: 3300W / 220V = 15 Amperes Con ese resultado, sabremos que tendremos que comprar una llave térmica que soporte 15 amperes. Aunque se recomienda comprar siempre la medida siguiente porque muchas veces pueden darse variaciones en el consumo con el paso del tiempo. Como criterio para seleccionar los interruptores termomagnéticos se debe tener en cuenta que la Intensidad Nominal del Interruptor debe ser menor o igual a la Intensidad Máxima que admite el Conductor. No es conveniente el uso de interruptores termomagnéticos en serie; en este caso se debe utilizar la combinación fusible antepuesto y termomagnéticos pospuestos. Para elegir el interruptor termomagnético que protegerá un motor tenemos que ir directo a la placa de datos del motor e identificar el valor de la corriente de su factor de servicio, conociendo la máxima intensidad de corriente a la que puede trabajar el motor lo que haremos será multiplicarlo por 1.15 para así conocer la intensidad de corriente que debe proteger nuestro interruptor. Ejemplo: Entonces: 9.8 A X 1.15 = 11.27 A En este caso el interruptor comercial mas cercano a nuestro calculo es de 15A B) CÁLCULO DEL RELEVADOR DE SOBRECARGA Cuando conocemos el voltaje de la instalación se puede calcular la corriente a plena carga con los datos que indica la placa de identificación, como se muestra en la siguiente ilustración. Datos tomando en cuenta una frecuencia de 60Hz Frecuencia: 60 Hz Voltaje: 254 - 277 Δ / 440 - 480 Y V. Corriente: 2.25 /1.31 A. Cálculo de los datos. Vreal = Voltaje medido con multímetro en la instalación eléctrica Vmin = Voltaje mínimo indicado en la placa de datos del motor Vmax = Voltaje máximo indicado en la placa de datos del motor Voltaje real = 224.78V (Voltaje medido con multímetro en la instalación eléctrica) La relación de voltajes está determinada por las siguientes ecuaciones. VOLTAJE EN DELTA. IVΔI = Valor absoluto de la relación de voltajes en delta IVΔI = ( Vreal - VminΔ) / ( VmaxΔ - VminΔ) Sustituyendo. IVΔI = ( 224.78 - 254) / ( 277 - 254) Realizando las operaciones. IVΔI = ( 224.78 - 254) / ( 277 - 254) IVΔI = ( -29.22) / ( 23) IVΔI = -1.27 IVΔI = 1.27 VOLTAJE EN ESTRELLA. Vreal = 445.3 (Voltaje medido con multímetro en la instalación eléctrica) IVY I= Valor absoluto de la relación de voltajes en estrella IVYI = ( Vreal - VminY) / ( VmaxY - VminY) Sustituyendo. IVYI = ( 445.3 - 440) / ( 480 - 440) Realizando las operaciones. IVYI = ( 445.3 - 440) / ( 480 - 440) IVYI = ( 5.3) / ( 40) IVYI = 0.13 Por lo tanto IVΔI = 1.27 IVYI = 0.13 Ahora es posible calcular la corriente a plena carga de acuerdo con la siguiente fórmula: Corriente para valores en Delta. I = corriente de placa Imin = si la placa indica una Imin Imax= si la placa indica una Imax I = I + (Imin + Imax) X IVΔI Sustituyendo Valores I = I + (Imin + Imax) X IVΔI I = 2.25 + (2.25) X ( 1.27) I = 2.25 + 2.85 I = 5.1 A Corriente para valores en Estrella. I = corriente de placa Imin = si la placa indica una Imin Imax= si la placa indica una Imax I = I + (Imin + Imax) X IVΔI Sustituyendo Valores I = I + (Imin + Imax) X IVΔI I = 1.31 + (1.31) X ( 0.13) I = 1.31 + 0.17 I = 1.48 A De acuerdo con los resultados obtenidos: Corriente para valores de delta I = 5.1 A. Corriente para valores en estrella I = 1.48 A. RESULTADOS Si el motor está conectado en Delta 220V 60 Hz tienes que adquirir un relé de sobrecarga bimetálico con regulación de corriente entre 4 y 8 A, y ajustar la corriente en 5.1 A. Si el motor está conectado en Estrella 440V 60 Hz tienes que adquirir un relé de sobrecarga bimetálico con regulación de corriente entre 0 y 4 A, y ajustar la corriente en 1.48 A.
