Interruptors de desconnexió automàtica en baixa tensió

La norma IEC 60.364 descriu la desconnexió automàtica de l'alimentació per a la protecció contra contactes indirectes.
Aquesta mesura de protecció requereix de la coordinació entre la connexió a terra del sistema i les característiques dels conductors i dels dispositius que cal donar protecció.
Aquest article tècnic s'ocupa dels dos dispositius més comuns adequats per a la desconnexió automàtica, capaços de detectar corrents de falla a terra. Cal considerar que hi ha alguns altres tipus de dispositius, però que no s'esmenten en aquest article.

1. Interruptors automàtics amb relé termomagnètic
2. Interruptors automàtics amb relé electrònic basat en microprocessador

A continuació oferim una descripció d'aquests dispositius de protecció:

Amb relé termomagnètic
Les proteccions garantides pels interruptors automàtics equipats amb relé termomagnètic són:

• Protecció contra sobrecàrregues
• Protecció contra curtcircuits
• La protecció contra contactes indirectes

Tmax Molded Case Circuit Brekr, type T1

La protecció contra la sobrecàrrega la proporciona la funció tèrmica inversa amb la corba de temps de retard, és a dir, com més gran és el corrent de sobrecàrrega, més ràpid serà el temps de desconnexió.
La protecció contra curtcircuits es proporciona a través de l'alliberament magnètic amb una corba d'actuació de temps independent, és a dir, amb el temps de desconnexió independent del corrent de curtcircuit.
La protecció contra contactes indirectes es pot dur a terme tant per l'actuació tèrmica i/o magnètica, ja que el corrent de defecte a terra implica almenys que una fase circula per aquest corrent, el qual pot ser prou elevat per causar el tret de l'interruptor automàtic.
Cal que el dispositiu de protecció estigui coordinat amb el sistema de distribució, i també amb la posada a terra, de manera que el tret garanteixi la desconnexió en un temps mínim, per limitar la persistència de tensions perilloses i evitar així, el contacte en situacions de falla.
La següent figura mostra un exemple de la falla a terra indicant la trajectòria del corrent en un sistema amb que el neutre està connectat a terra directa i les peces conductores exposades estan connectades a la mateixa disposició de posada a terra del neutre (sistema TN) i la corba d'actuació d'un circuit magnètic tèrmic vingui donada per: Tmax T1C160 R160.

Com es pot observar en el diagrama, suposant una corrent de falla a terra de 940 A, l'interruptor automàtic es dispararà en un màxim de 5s

Amb relé electrònic basat en microprocessador
Les proteccions proporcionades pels interruptors automàtics amb relés electrònics són completament anàlegs als interruptors automàtics amb relé termomagnètic.

Les funcions de protecció implementades per relé electrònic basat en microprocessador permeten la protecció contra:

1. Sobrecàrregues (protecció L)
2. Curt-circuït (protecció S i I) i
3. Falla a terra

Aquest dispositius, permeten obtenir una configuració precisa tant pel que fa als temps d'actuació així com pel què fa als llindars, de manera que els requisits d'instal·lació són totalment coberts.
La següent Figura mostra el mateix exemple d'abans, però amb un tipus interruptor automàtic model Tmax T2 S160 PR221DS-LS / I In160 amb relé electrònic instal·lat com a dispositiu de protecció.

La possibilitat d'establir un llindar magnètic baix (a aproximadament 750 A) permet assolir un temps d'actuació corresponent a la d'un magnètic (algunes desenes de mil·lisegons), que és notablement més ràpid que el temps que es pot obtenir a les mateixes condicions amb l'exemple descrit en el punt-1.

Font: Electrical Engineering

Protecció de transformadors de distribució contra sobrecàrregues

La protecció del transformador d'una sobrecàrrega i/o curtcircuit s'aconsegueix, generalment, a través de la selecció adequada del dispositiu de protecció de sobrecorrent connectat en relació secundària.

L'article 450 de NEC, dóna valors específics del dispositiu de sobrecorrent primària i secundària que no ha de superar-se. Aquests varien depenent de l'accessibilitat del transformador a persones no qualificades i també de la impedància del transformador. El dispositiu de protecció més petit que permet un corrent nominal a plena càrrega del transformador, proporciona la millor protecció contra sobretensions.

Augmentar el valor de sobrecorrent secundària més enllà d'això, de vegades pot ser necessari, donades sobrecàrregues de curta durada o per una coordinació amb dispositius aigües avall.

La protecció contra curtcircuits implica la comparació de la corba, on s'identifiquen els límits que danyen el transformador segons la norma IEEE Std. C57.109-1993 amb la característica temps-corrent primària.

En general, la corba ha d'estar a la dreta i per sobre de la característica de dispositiu de sobrecorrent primari. Una altra limitació en el dispositiu de sobrecorrent primària és que ha de ser capaç de mantenir per transitoris i restabliments de servei donats per Inrush normalment, aquest valor és de 2,5 vegades.

Si el transformador és triangle-estrella, una fallada a terra al costat secundari del transformador es traduirà en només 57,7% del corrent de defecte primari trifàsic màxim, mentre que un debanat secundari, experimenta el corrent de defecte complet.

Això s'il·lustra a la Figura 2, així com el corol·lari per transformadors delta-delta.

Figura 2

Per tant, la característica s'ha desplaçat a un 57,7% del seu valor nominal per detectar falles secundàries de línies a terra. A més, la corba desplaçada té una altra corba, més conservadora tal com es mostra; aquesta és la corba freqüent de falla i s'aplica únicament per sobrecorrents secundaris de falles entre el secundari del transformador i la protecció contra sobrecàrregues secundaria, les quals no han de ser freqüents.

Altres aspectes addicionals, com ara alarmes de sobrecàrrega tèrmica / relés i Buchholz, també estan disponibles com a protecció de transformadors. Aquests, en general, s'especifiquen amb el propi transformador i poden proporcionar una excel·lent protecció. No obstant això, encara que s'instal·lin aquests dispositius, els relés de sobrecorrent primaris i secundaris han d'estar coordinats amb el transformador, tal com es descriu anteriorment.

La protecció diferencial per transformadors és molt eficaç per a les falles internes del transformador.
Si no es proporciona protecció diferencial, és la protecció principal per falles internes i operarà abans del limitador de corrent principal. En aquest cas, el limitador de corrent principal serveix com un dispositiu de protecció de suport per falles internes.


Font: Electrical Engineering