Principios
Normalmente las sobrecargas y las corrientes de cortocircuito aparecen de manera inesperada. Provocan averías e interrupciones en el funcionamiento de una instalación. Algunos de los inconvenientes pueden ser la parada en la producción y costes de reparación.
Minimice los daños, protegiendo cada uno de los dispositivos o grupos de dispositivos por separado. De este modo se protegen equipos terminales de daños o destrucción de manera óptima. Las partes de la instalación que no están en el circuito eléctrico afectado trabajarán sin interrupciones durante toda la duración del proceso.
Corrientes nominales de consumidores
En caso de diferentes corrientes nominales se recomienda proteger los circuitos eléctricos por separado. Hay disponibles interruptores de protección de dispositivos adecuados para cada corriente nominal.
Un par de ejemplos:
- Válvulas: 0,5 hasta 4 A
- Motores: 1 hasta 12 A
- Relé: 0,5 hasta 5 A
- Sistemas de mando: 1 hasta 8 A
- Sensores 0,5 hasta 2 A
Corrientes de sobrecarga
Se generan corrientes de sobrecarga cuando los equipos terminales captan una corriente superior a la corriente asignada determinada. Estas situaciones surgen por ejemplo por un accionamiento bloqueado. Las corrientes de arranque temporales de las máquinas también son corrientes de sobrecarga. Se presentan solo de manera calculable, pero pueden variar dependiendo de carga de la máquina en el momento de arranque.
Hay que tener en cuenta estas condiciones al seleccionar los fusibles o interruptores de protección para estos circuitos eléctricos. Una desconexión segura debería llevarse a cabo en un periodo de entre segundos hasta unos minutos.
Corrientes de cortocircuito
Los cortocircuitos pueden surgir tras daños en el aislamiento entre los conductores que conducen tensión de servicio. Algunos de los módulos de protección para la desconexión de corrientes de cortocircuito son fusibles o interruptores de seguridad con diferentes mecanismos de disparo.
Las corrientes de cortocircuito deberían desconectarse en un rango de milisegundos de manera segura.
Corrientes residuales
Las corrientes de fuga se producen debido a un aislamiento dañado y en caso de cortocircuitos entre partes que conducen tensión y puestas a tierra. Este tipo de errores pueden provocar tensiones de contacto muy peligrosas para personas y animales.
Los interruptores diferenciales desconectan zonas de la instalación en las que aparecen este tipo de errores en milisegundos. Aquí este tipo de dispositivos de protección no se tienen en cuenta.
Influencia de la longitud de conductor en el comportamiento de ruptura
Los trayectos de conductor largos limitan la corriente de disparo necesaria en caso de fallo. Con esto puede retardar o evitar la desconexión.
La máxima longitud de conductor utilizable entre la fuente de alimentación y el equipo terminal depende de los siguientes criterios:
- Corriente máxima de la fuente de alimentación
- Resistencia interior del interruptor de protección
- Resistencia
La resistencia depende de la longitud de conductor y la sección del conductor. Por esto debería seleccionarse el trayecto más corto en la instalación.
La longitud y la sección transversal determinan las condiciones de desconexión para un interruptor de protección de dispositivos
La resistencia sirve para contrarrestar una corriente de cortocircuito. En caso de fuentes de tensión de baja potencia una resistencia puede limitar una corriente de cortocircuito de modo que un dispositivo de protección ya no interprete esta corriente como una corriente de cortocircuito. En el caso de los interruptores de protección con característica C el límite de disparo está claramente por encima de la corriente nominal. Por eso especialmente en estos dispositivos de protección la desconexión puede retrasarse en caso de cortocircuito.
Los módulos de protección optimizados con características SFB o limitación de corriente activada reconocen con anticipación cuando se supera la corriente nominal.
Cálculo de resistencia
Para calcular la longitud de conductor máxima utilizable se necesitan los siguientes datos:
| Rmáx | Resistencia máxima global |
|---|---|
| U | Tensión nominal |
| ICB | Corriente asignada del interruptor de protección de dispositivos |
| xI | Factor de disparo según la línea de característica de corriente / múltiplo de la corriente nominal |
| RLmáx | Resistencia máxima |
| RCB1A | Resistencia interna del interruptor de protección de dispositivos 1A |
| Lmáx | Longitud de conductor máxima |
| A | Sección de línea |
| ρ | Resistencia específica Rho, (Cu 0,01786) |
Ejemplo
Para el siguiente ejemplo de cálculo se toman como base los siguientes valores:
| U | 24 V DC |
|---|---|
| xI | 15 (de curva característica M1) |
| ICB | 1 A |
| RCB1A | 1,1 (de la tabla de corrientes nominales y resistencia internas de interruptores de protección termomagnéticos) |
| P | 0,01786 (cobre) |
| A | 1,5 mm2 (aceptar) |
Cálculo
Aquí puede ver un ejemplo de un cálculo hecho en tres pasos:
- Resistencia total del circuito eléctrico
- Resistencia máxima
- Longitud de conductor máxima
Contactos principales y auxiliares
Muchos interruptores de protección de dispositivos disponen de contactos auxiliares adicionales. Posibilitan la consulta a distancia de los estados de conmutación y el aviso de averías.
Leyenda:
Power = contacto principal
Signal = contacto auxiliar
NO = contacto normalmente abierto (normally open)
NC = contacto normalmente cerrado (normally closed)
C = contacto base común del contacto inversor (common)
Identificación de las conexiones
| Contactos | Identificación |
|---|---|
| Contacto principal | simple: 1-2 |
| en grupos: 1-2 / 3-4 / 5-6 / ... | |
| Contacto auxiliar | Contacto normalmente abierto simple: 13-14 |
| Contactos normalmente abiertos en grupos: 1.13-1.14 / 2.13-2.14 / 3.13-3.14 / ... | |
| Contacto normalmente cerrado simple: 11-12 | |
| Contactos normalmente cerrados en grupos: 1.11-1.12 / 2.11-2.12 / 3.11-3.12 / ... |
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