A la hora de proyectar una instalación eléctrica, es fundamental el correcto dimensionamiento de las protecciones que garanticen la seguridad de las personas y la integridad de la instalación, máquinas y artefactos. La presente nota ofrece una introducción al mundo de las Protecciones Termomagnéticas, y aborda con claridad y brevedad los conceptos claves para su elección.
En una instalación protegida con un interruptor termomagnético se debe identificar:
- La tensión de la red (U).
- La corriente máxima que circulará por el interruptor termomagnético en situación de trabajo (IB).
- La corriente que circulará por el interruptor termomagnético en situación de cortocircuito (Icc).
En la selección del interruptor termomagnético se debe verificar que:
- La tensión nominal del interruptor termomagnético (Vn) sea mayor o igual a la tensión de la red (U).
- La corriente nominal de corte del interruptor termomagnético (In) sea mayor o igual a la corriente máxima que circulará en situación de trabajo (IB).
- La corriente nominal de corte del interruptor termomagnético (In) sea menor o igual a la corriente admisible por el cable (Iz).
- La corriente de cortocircuito que pueda soportar el interruptor termomagnético (corriente de cotocircuito nominal (Icn)) sea mayor a la corriente de cortocircuito de la instalación (Icc).
Ejemplo: Si en una instalación el consumo máximo (IB) es de 9 Amperes, se debe poner al menos un interruptor termomagnético de 10 Amperes (In= 10 Amperes).
Tipo de Interruptor Termomagnético:
Se puede trazar una curva que muestre el tiempo en segundos que tarda en activarse la protección en función de la corriente eléctrica que circula a través de la misma.
En la curva se distinguen dos zonas:
- Zona de Operación Térmica: Cuando la interrupción se activa por una sobrecarga.
- Zona de Operación Magnética: Cuando la interrupción se activa por un cortocircuito.
Curva de accionamiento de protección
Como el disparo del relevo no es exacto, se define una “banda de disparo” comprendida entre dos curvas:
- La curva “a” es el límite superior de los valores SEGUROS de ACCIONAMIENTO de la protección.
- La curva “b” es el límite inferior de los valores SEGUROS de NO ACCIONAMIENTO de la protección.
Banda de accionamiento de protección
(La corriente se expresa en valores múltiplos de la corriente nominal In)
Según el rango de la corriente que provoca el accionamiento de la protección magnética, se tienen seis tipos de protecciones:
- Tipo Z: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 2 a 3 veces In (ideal para proteger circuitos electrónicos).
- Tipo B: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 3 a 5 veces In (ideal cuando no hay arranque de motores o bobinados).
- Tipo C: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 5 a 10 veces In (la más usada en hogar e industria).
- Tipo D: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 10 a 20 veces In (motores de mucha inercia y transformadores).
- Tipo K: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 8 a 12 veces In (motores de mucha inercia y transformadores).
- Tipo S: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 13 a 17 veces In (Motores de mucha inercia y transformadores).
Notar que a 20 In todas se comportan de manera similar.
Tambien para valores bajos de corriente, se comportan de manera similar superando los 10 segundos.
Tipos de Interruptores Termomagnéticos según corriente de actuación de protección magnética
Ejemplo: Se proponen tres situaciones para un interruptor termomagnético tipo C.
Situación 1: Si la corriente que circula es mayor a 6 veces la corriente nominal (6xIn), el tiempo de corte es inferior a 10 milisegundos. En este caso actúa el relevo magnético.
Situación 2: Si la corriente que circula es del orden de 4 veces la corriente nominal (4xIn), el tiempo de corte es de aproximadamente 2 segundos. En este caso actúa el relevo térmico.
Situación 3: Si la corriente que circula es varias veces mayor a la corriente nominal, pero el tiempo de esa corriente es muy pequeño, por ejemplo 200 µs, la protección no actúa.
Es frecuente que los fabricantes de las luminarias y artefactos eléctricos informen acerca de los picos de corriente (inrush current) que se darán al momento de la conexión, indicando el valor máximo (o medio) de dicha corriente y su tiempo de duración. No obstante, y para facilitar el trabajo ingeniería, también se indica la cantidad de artefactos que se pueden proteger con un determinado tipo de interruptor termomagnético.
Al efecto de ilustrar lo anterior se puede ver en la tabla de más abajo como STAHL muestra la información acerca de las corrientes de pico para las luminarias tipo proyector de la familia 6525 en versiones de 120 watts y 210 watts. Para una luminaria de 120 watts por ejemplo, donde la corriente de régimen es de 0,5 Amperes, la corriente de pico en el arranque supera cómodamente los 62 Amperes, pero en un tiempo bajísimo de 330 µs que no alcanza a disparar el relevo magnético. No obstante, si se instalan varios proyectores, la simultaneidad de altas corrientes en el arranque debe ser tenida en cuenta, y por eso STAHL indica que, por ejemplo, hasta un máximo de 8 proyectores de 120 watts pueden ser protegidos con una protección termomagnética del tipo C de 10 Amperes.
Tabla donde se indica la cantidad máximas de luminarias
en función de la corriente nominal de protección y del tipo de protección
Clase del Interruptor Termomagnético:
La clase de un interruptor termomagnético da una idea de la energía que la protección deja pasar a la carga en una situación de cortocircuito antes del relevo. La clase puede ser 1, 2 o 3. Los interruptores “Clase 3” son los que menos energía transfieren a la carga en una situación de cortocircuito. La energía que pasa a la carga se expresa como I2t en A2s (Amperes2 x segundo).
Valores de Clases de Interruptores Termomagnéticos según norma EN 60898-1
Normalmente, cualquier protector termomagnético tendrá impreso en su cuerpo o en la etiqueta:
- La corriente nominal.
- La tensión nominal.
- La corriente de cortocircuito nominal.
- La clase de protección.
- El tipo de protección.
Recomendamos la lectura de esta nota relacionada:
Elementos de Protección de instalaciones eléctricas – STAHL
STAHL posee la más completa y moderna gama de equipos de protección para instalación en áreas explosivas Zona 1 y Zona 2.
