DISPOSITIVOS Y TABLEROS ELECTRICOS RESIDENCIALES Y COMERCIALES 1.TERMINOS GENERALES ALTO VOLTAJE BAJO VOLTAJE 500/220 KV VOLTIOS 60KV VOLTIOS 13,2KV/10 KV VOLTIOS 380/220 VOLTIOS S.E.D Zona Residencial/ comercial C.G S.E.T S.E.T Zona Industrial Como Llega la Energía Eléctrica a nivel Residencial/comercial CORRIENTE TRIFASICA (circula por 3 conductores) CORRIENTE MONOFASICA (circula por 2 conductores) R S T 220V 440V;380V;220V TERMINOS GENERALES • Voltaje: El voltaje tiene diferentes formas de llamarse como por ejemplo, diferencia de potencial o tensión, el voltaje viene a ser la diferencia que hay entre dos puntos en el potencial eléctrico, el potencial eléctrico es el “trabajo” que se debe realizar para poder trasladar un sistema de carga desde un lugar a otro. su unidad es el voltio (S.I) • Frecuencia: Es el número de ciclos por unidad de tiempo de una señal eléctrica. La unidad es el hertz (un ciclo por segundo). • Potencia Eléctrica: Es el trabajo realizado en la unidad de tiempo también se puede decir que es el resultado de multiplicar la diferencia de potencial entre los extremos de una carga y la corriente que circula allí. La unidad es el vatio o watts (S.I) TERMINOS GENERALES • Máxima Demanda: Es la mayor carga(potencia) que se emplea en una instalación en un periodo determinado. • Diagrama Unifilar: Es una representación gráfica de una instalación eléctrica o de parte de ella. • Acometida: Es la parte de la instalación eléctrica comprendida entre la red de distribución (incluye el empalme) y la caja de conexión o la caja de toma. 2. DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS 2.1 Interruptores Termomagnéticos Conceptos de Interruptores según CNE UTILIZACIÓN • Interruptor automático: Dispositivo diseñado para abrir o cerrar un circuito de manera no automática, y para abrir el circuito automáticamente, cuando se produce una sobrecorriente predeterminada, sin sufrir daño cuando es utilizado dentro de sus valores nominales. • • Interruptor automático de disparo instantáneo: Interruptor automático diseñado para abrir solamente bajo condiciones de cortocircuito. Interruptor de aislamiento (seccionador): Interruptor destinado para aislar un circuito eléctrico o un equipo de su fuente de alimentación. No tiene capacidad nominal de interrupción (no está diseñada para establecer o interrumpir el paso de corriente) y está diseñado para ser operado únicamente después de que el circuito se ha abierto con otros medios. Interruptor de uso general: Interruptor diseñado para usarse en circuitos de distribución general y en circuitos derivados. Está normalizado en amperes y es capaz de interrumpir un circuito con su corriente nominal a su tensión nominal. • Normas Técnicas Peruanas Respecto de las Normas en protecciones , aprobadas en el 2005 , declaradas obligatorias vía Código Eléctrico en vigencia a partir de Junio 2006 y disponibles en Indecopi ,podemos mencionar las siguientes: NTP – IEC 60898 NTP - IEC 60947-2 NTP - 370.308 NTP - IEC 601008-1 NTP - IEC 601009-1 Casas Interruptores tipo miniatura o modulares din Interruptores de poder de caja moldeada Interruptores Nema AB-1 Interruptores diferenciales. Interruptores diferenciales acoplables. Todas estas Normas, IEC o Nema son de producto , rigen el diseño y fabricación de ellos. ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO Cortocircuitos Sobrecargas CARACTERISTICAS BASICAS DE LOS INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS • Tienen una protección térmica que consiste en una cinta bimetálica que se dobla y produce el disparo de la llave en las sobrecargas. • Tienen una bobina magnética que provoca el disparo inmediato cuando se supera 5 veces el valor nominal de corriente.(Considerada un cortocircuito). Funcionamiento y características constructivas : Interruptor termomagnético NO TODOS LOS TERMOMAGNETICOS SON IGUALES:!CUIDADO! √ Bobina magnética consistente y con buen revestimiento aislante X Cámara de arqueo que extingue el arco eléctrico en un cortocircuito.Aleación de Zinc y Aluminio Bobina magnética con pobre revestimiento aislante y poco consistente Cámara de arqueo de hierro cobreado altamente oxidable revestimiento de cartón. Poco confiable ante el arco eléctric Tornillo de calibración sellado para garantizar curva de operación Tornillos con mejor revestimiento anticorrosivo Bornes de acero con revestimiento anticorrosivo Tornillos con pobre y tropicalizado tratamiento anticorrosivo Contactos en baño de plata para excelente conductividad Contactos sin baño de plata. Peores condiciones de continuidad. Tornillo de calibración sin sello de fábrica.Mayor posibilidad de descalibración Bornes de acero con pobre revestimiento y más expuesto a la corrosión. ¡CUIDADO! FALSIFICACIONES Y COPIAS PUEDEN OCASIONAR A LAS PERSONAS E INSTALACIONES Peligros para las personas e instalaciones Ejemplo de interruptor termomagnético falsificado Una copia explota cuando ocurre un cortocircuito TIPOS DE INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS Riel – BtDin (6 – 63A) Engrampe- Tiven (15 – 100A) Atornillable - Tibra (15 – 100A) INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS TIPO NTP - IEC (EUROPEO) Características principales: • Sistema riel din • Tensión nominal :230V/400V • Poder de ruptura : 6 kA (Norma NTP-IEC 60898).10 kA (Norma IEC 947-2) • Aplicaciones residenciales y comerciales. • Manilla señalizadora on-off. • Borneras incorporadas. • Reversibilidad en la alimentación. • Estética común en toda la gama. • Se adaptan a peines alimentadores. Btdin Standard INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS TIPO NEMA (AMERICANO) LINEAS Tibra - Tiven INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS TIPO NEMA • LINEA TIBRA • Interruptores termomagnéticos tipo atornillable (Bolt on). • Utilizan las uñas de sujeción para fijar los termomagnéticos a cualquier superficie. • No requieren de un tablero en particular. Puede ser metálico,o de resina. • Los cables se ajustan a sus bornes atornillándolos. Gama: 15A,20A,30A,40A,50A,60A,70A,90A,100A Bipolar/Tripolar INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS ATORNILLABLES – TIPO NEMA • LINEA TIBRA ATORNILLABLES INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS MODULARES –TIPO NEMA • LINEA TIVEN • • • • Interruptores termomagnéticos tipo engrampe (Plug in). Necesitan un tablero específico basado en barras de alimentación. En un tablero trifásico se facilita el balanceo de fases por la distribución de estas en el sistema de barras. Los interruptores se pueden alimentar mediante barras o mediante cable. ( Son reversibles ).Si alimento en el extremo atornillable la llave me sirve para energizar el tablero y hace la función de llave principal. Gama: 15A,20A,30A,40A,50A,60A,70A,90A,100A Bipolar/Tripolar Interruptores Termomagnéticos Bajo Norma IEC vs Norma Nema • Los interruptores termomagnéticos bajo norma IEC (Europea) están diseñados para trabajar nominalmente hasta 400V entre fases. • En nuestro país existen ciudades que tienen el sistema 380/220V. • En los circuitos y cargas trifásicas en este tipo de ciudades es imprescindible que los interruptores de protección puedan trabajar con una tensión de 380V entre fases. • Tener en cuenta que los interruptores de protección bajo norma nema (americana) están diseñados para un voltaje máximo entre fases de 240V INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS Btdin COMPARATIVO IEC - NEMA Interruptores termomagnéticos Btdin 3 IEC - NTP NEMA Características constructivas: 5 6 1.- Elemento bimetal 2.- Bobina Magnética 3.- Cámara de arqueo 4.- Borne tipo opresor 5.- Contactos plata-tungsteno 6.- Mecanismo de disparo independiente 4 Todos los elementos metálicos internos cuentan con un acabado galvánico, para proporcionar máxima protección anticorrosiva. 1 2 SELECCIÓN INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS Las principales características que se deben tener en cuenta al seleccionar un interruptor termomagnético son: • La curva de característica de disparo (B,C,D); para proteger los conductores de acuerdo al tipo de corrientes de inserción que presentan los equipos conectados en el circuito; • La corriente nominal de los interruptores(In) que debe estar en relación al conductor o cable empleado en la instalación eléctrica. • La corriente de corto circuito (Icc) que va estar dada en función al transformador de Potencia. • Voltaje no mayor a 440 Vac, número de polos • Se debe seleccionar en función ala Norma NTP – IEC 60898 TIPOS DE CURVAS DE INTERVENCION (De acuerdo a la norma NTP - IEC 60898) • • • Tipo B: circuitos de gran longitud de cableado. Protección de generadores. Tipo C: circuitos de aplicación ordinaria o de uso comun. Tipo D: circuitos de máquinas con grandes corrientes de arranque. Curvas de operación bajo norma IEC 60898 t 1h Los interruptores termomagnéticos modulares no son regulables. Térmico Se clasifican según el umbral de intervención magnética Magnético 0,01 seg 3 B 5 C 10 D 20 Para los interruptores que cumplen esta norma el límite de tensión impuesta es de 440Vac. xIn CAPACIDADES DE INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS EN FUNCION A LA CAPACIDAD DE LOS CONDUCTORES . SELECCIÓN CORRECTA DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO Calibre (AWG) mm2 Tipo TW (70ºC) Calibre (AWG) mm2 14 2,08 20 Tipo TW (70 ºC) Tipo TW (70 ºC) 2x20A 12 3,31 25 Tipo TW (70 ºC) 2x25A Sección Nominal del Conductor (mm2.) Sección Nominal del Conductor (mm2.) 2,5 22 4 28 SELECCIÓN INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS Poder de Corte: Representa la máxima corriente que un interruptor puede interrumpir en condiciones de cortocircuito. Según NTP IEC 60898 : • Poder de ruptura nominal Icn : corriente de cortocircuito que el interruptor deberá poder aperturar 2 veces sucesivas. • Poder de ruptura de servicio Ics corriente de cortocircuito que el interruptor puede abrir 3 veces sucesivas ,con seguridad y manteniendo sus características principales ( seccionamiento, comportamiento dieléctrico ). Un Interruptor termomagnetico ESTANDAR debe tener los valores siguientes NTP- IEC 898 a 230Vac 10KA 400Vac 6KA NTP- IEC 947-2 a 230Vac 20KA SELECCIÓN INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS Norma IEC 947-2: Interruptores automaticos para CA con tensión nominal no superior a 1000Vca y para corriente directa no mayores a 1500 Vdc. Norma de ámbito industrial y/o comercial grande. La curva característica esta definida solo en la gama térmica o de sobrecarga . En la parte magnética no indica ninguna característica de operación, dejando al fabricante en libertad de producir interruptores con diferentes rangos. En tal sentido los parámetros Ir, Im, t pueden ser regulables. Admite mayor valor de Poder de Ruptura El uso será efectuada por personal técnico y/o especialista Norma aplicable a interruptores en caja moldeada y modulares en condiciones más aliviadas. INTERRUPTORES DIFERENCIALES • Son interruptores que sensan fugas de corriente en cargas o circuitos, antes que estas corrientes representen un peligro. • Al aparecer dicha fuga se activa el mecanismo de apertura del circuito. • Actúa con o sin puesta a tierra de las cargas protegidas. FUNCIONAMIENTO DE UN I.DIFERENCIAL • Si hay una fuga de corriente aparece un campo magnético en el núcleo, debido a la diferencia de corrientes. • Esto provoca el accionamiento del mecanismo de disparo de la llave. • Pulsador de prueba para verificar operatividad. FUNCIONAMIENTO DE UN I.DIFERENCIAL EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL ABRE EL CIRCUITO CUANDO DETECTA UNA DIFERENCIA DE CORRIENTES (I1 e I2) IGUAL O MAYOR A 30 mA. I1 I2 (0.03 A) LA DIFERENCIA DE CORRIENTES SE PRODUCE CUANDO HAY UNA CORRIENTE DE FUGA (If). ESTA FUGA PUEDE DEBERSE A: a) CONTACTO ELECTRICO DIRECTO DE UNA PERSONA A UNA LINEA VIVA (POSIBLE ELECTROCUCION) If b) CONTACTO DE UN CABLE MAL AISLADO A UNA PARTE CONDUCTORA COMO CARCAZAS METALICAS LO QUE PUEDE CAUSAR RECALENTAMIENTOS Y/O EXCESOS DE CONSUMO CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS DE DIFERENCIAL Relé de alta sensibilidad Señalización de defecto Portadígito Resistencia de prueba Contacto de Neutro Bobina principal Neutro Bobina principal Fase Toroide de detección ¿Qué protege el Interruptor diferencial? ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL? ¿QUÉ PASA SI NO HAY PUESTA A TIERRA NI DIFERENCIAL? (Contacto indirecto) ¿Qué protege el Interruptor diferencial? ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL? USUARIO PROTEGIDO POR EL DIFERENCIAL (Contacto indirecto) Si la fuga llega a 30 mA el diferencial dispara evitando daños graves a las personas ¿Qué protege el Interruptor diferencial? ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL? ¿QUÉ PASA SI EXISTE PUESTA A TIERRA,PERO NO HAY DIFERENCIAL? La fuga se deriva hacia tierra protegiendo al usuario,pero no se elimina la fuga ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL? PROTECCION DEL USUARIO Y LA INSTALACION: PUESTA A TIERRA+DIFERENCIAL La fuga se deriva hacia tierra protegiendo al usuario,y el diferencial la detecta abriendo el circuito,evitando riesgos de recalentamiento e incendios por fallas de aislamiento ¿Qué protege el Interruptor diferencial? ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL? ¡¡INTERRUPCION DEL CONDUCTO A TIERRA!! En el caso de falla de la puesta a tierra por mal mantenimiento o mal contacto el diferencial es clave para continuar con la protección de las personas CONTACTO DIRECTO Aunque hubiera puesta a tierra en la instalación,esta no protege contra los contactos directos.!! ¿QUÉ PROTEGE EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL? ¿Qué protege el Interruptor diferencial? PROTECCION EN UN CONTACTO DIRECTO Protección contra un contacto directo solo puede ser posible mediante el interruptor diferencial.!! Diagrama 11 – CNE-Utilización Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano c1 c2 a Ninguna Reacción b c3 Efectos patofisiologicos Paro cardiaco Paro respiratorio Ningún efecto fisiológico peligroso Ningún efecto orgánico Probabilidad de contracciones musculares y dificultades para respirar (>2s) Efectos reversibles 5% 50% Probabilidad Fibrilación >50% IEC 60479-1 EFECTOS FISIOLOGICOS CAUSADOS POR LA CORRIENTE ELECTRICA El interruptor diferencial dispara 55 ms después de sensar una corriente de 30 mA ZONAS DE RIESGO 10000 NO SENSIBILIDAD 2000 500 DOLOR LEVE PARALISIS MUSCULAR PARO CARDIACO RESPIRATORIO 1 2 3 4 100 55 ms 20 corriente (mA) 0,5 10 30 mA 50 500 2000 10000 INTERPRETACION DEL GRAFICO CORRIENTE vs. DURACION DE EFECTO • ZONA1: • No se nota el paso de corriente. • • ZONA 2: ZONA 3: • Dolor leve. • Parálisis muscular.Dolor agudo. • ZONA 4: • Paros respiratorios y cardíacos.Posible muerte. • El interruptor diferencial dispara en un tiempo alrededor de 55 ms.de acuerdo a su curva de operación cuando aparece la corriente de fuga de 10 mA o de 30 mA (dependiendo del interruptor), por lo que en el peor de los casos el usuario sería afectado por un efecto correspondiente a la zona 2. I.DIFERENCIAL PROTECCION DE LAS PERSONAS NORMAS LEGALES Lima, domingo 20 de abril 2008 Modifican el Código Nacional de Electricidad – Utilización Resolución Ministerial N° 175-2008-MEM/DM Lima, 11 de abril de 2008 Sección 020: Prescripciones generales “020–132: Protección con Interruptores Diferenciales (ID) ó Interruptores de Falla a Tierra (GFCI). Toda instalación debe estar protegida con interruptor diferencial. La instalación eléctrica o parte de ésta, en la cual exista conectado o se prevea emplear equipo de utilización por parte de personas no calificadas, debe contar con interruptor diferencial de no más de 30 mA de umbral de operación de corriente residual. En el caso de viviendas deberá cumplirse lo establecido en la Regla 150-400. En ningún caso el interruptor diferencial debe ser usado como sustituto del sistema de puesta a tierra”. EJEMPLO DE CONEXIÓN DE UN INTERRUPTOR DIFERENCIAL A VARIOS CIRCUITOS interruptores termomagnéticos derivados interruptor termomagnético general interruptor diferencial circuito 1 circuito 2 circuito 3 circuitos protegidos por el interruptor diferencial Cualquier falla de aislamiento superior a 30 mA,aguas abajo es detectada por el interruptor diferencial. La alimentación general entonces es interrumpida LA CORRIENTE NOMINAL DE CARGA DEL INTERRUPTOR DIFERENCIAL DEBE SER IGUAL (O MAYOR) A LA CORRIENTE NOMINAL DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO AGUAS ARRIBA Ejemplo de conexión de interruptores diferenciales por grupos de circuitos LA CORRIENTE NOMINAL DE CARGA DEL INTERRUPTOR DIFERENCIAL DEBE SER IGUAL (O MAYOR) A LA CORRIENTE NOMINAL DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO AGUAS ARRIBA EJEMPLO DE CONEXIÓN DE UN INTERRUPTOR DIFERENCIAL A VARIOS CIRCUITOS interruptores termomagnéticos derivados interruptor termomagnético general circuito 1 circuito 2 circuito 3 interruptores diferenciales Protección total diferenciada para cada circuito Interruptor termomagnético con diferencial asociado • • • • La protección integral: SOBRECARGAS CORTOCIRCUITOS FUGAS DE CORRIENTE Interruptores diferenciales acoplables (bajo norma NTP-IEC 601009-1) INTERRUPTOR DIFERENCIAL HPI INMUNIZADO • • • • • Inmunes a disparos intempestivos por corrientes de fugas permanentes en el conductor de tierra. Para poder utilizarlos especialmente en circuitos de cómputo, plantas telefónicas y otros equipos electrónicos. Detectan efectos diferenciales alternos y alternos con componentes continuos. Mantienen la continuidad del servicio evitando disparos intempestivos por condiciones atmosféricas extremas (tormentas eléctricas). Evitan el bloqueo de la detección diferencial debido a bajas temperaturas o a superposición de señales continuas armónicos o señales de altas frecuencias. Interruptores Diferenciales INMUNIZADOS Usos : En circuitos que alimentan computadoras, variadores de velocidad electrónicos, iluminación con balastos electrónicos Con termomagnéticos k60, C60N y C60H Línea: Idsi , Clase A superinmunizado I˂n: 30mA y 300mA 2 y 4 polos In: 25, 40 y 63 A Visualización en cara frontal tras disparo. Contacto auxiliar para señalización a distancia. Nunca olvidar esto: El interruptor termomagnético protege al conductor de la instalación eléctrica de sobrecargas y cortocircuitos El interruptor diferencial protege a las personas de posibles electrocuciones y protege a la instalación de daños causados por fugas de corriente Son complementarios ¡¡ NINGUNO REEMPLAZA AL OTRO !! OTROS TIPOS DE INTERRUPTORES INTERRUPTORES HORARIO • Son dispositivos programables que fijan un horario de funcionamiento de algún circuito o carga eléctrica. Los hay analógicos y digitales. • Hay modelos diarios y semanales, en cada tipo. Esquemas de conexión • F66GR/1: Interruptores horario analógicos INTERRUPTORES HORARIO Aplicaciones (Instalaciones residenciales) Iluminación de seguridad Alumbrado de: jardines - escaleras - accesos Control de aire acondicionado - calefactores Ventilación Bombas de piscinas Calefactores de agua INTERRUPTORES HORARIO Aplicaciones (Instalaciones en comercios ) Letreros luminosos - Neón Aire acondicionado / calefacción Alumbrado de vitrinas, accesos y general Alumbrado de calles Alumbrado de seguridad Ventilación Estacionamientos INTERRUPTORES DE LIMITADORES DE SOBRETENSIÓN La función de los LDS (limitadores de sobretensión) es la de proteger los equipos eléctricos, informáticos, de telecomunicaciones y sus respectivos componentes de los picos de voltaje. En cuanto a los equipos eléctricos los LDS se usan como componentes de los LPS (sistema de protección contra rayos) interior, cuya función es evitar que durante el peso de la corriente de un rayo se originen descargas peligrosas al interior de la instalación protegida. Estos se dividen en: Electrómetros autoextinguibles: se basan en el principio de funcionamiento del electrómetro, pero está en grado de extinguir el arco eléctrico que se origina al momento de la descarga; se utilizan para extinguir las corrientes de los rayos (onda 10/350 μs, a algunos cientos de kA). Electrónicos: son básicamente de diodos zener; tienen características de intervención similar a la de los “varistores”, pero prestaciones inferiores. INTERRUPTORES DE LIMITADORES DE SOBRETENSIÓN Las conexiones se deben hacer lo más cerca posible al punto de entrada de las líneas externas. Por lo tanto los LDS seleccionados e instalados deben ser colocados a la entrada de la línea eléctrica de alimentación de la instalación protegida. Limitadores de sobretensión transitoria clase II PRD (cartucho recambiable) CONTACTORES MODULARES CT Principales aplicaciones Los contactores modulares CT permiten comandar circuitos mono, bi y tripolares hasta 63 A, para aplicación en iluminación, calefacción, ventiladores, etc. CONTACTORES MODULARES CT 2P 1NA+1NC 16 A, 230/240 VAC 2NA 25A 230/240 2NC 25A 230/240 3P 3NA 25 A, 40A, 63A 230/240 VAC PORTAFUSIBLES DIN • • • • • Son dispositivos que sirven de protectores y conectores de fusibles adaptables a riel din. La misma base se usa para fusibles de distinto calibre. No se necesita herramientas para el reemplazo. Para usar con fusibles tipo T desde 4A hasta 20A. Bipolares (F312) y Tripolares (F313). CARACTERÍSTICAS DE LOS PORTAFUSIBLES BTDIN • • • • El usuario puede cambiar el fusible con su propia mano, sin riesgo de electrocución. Por la forma de acceder al fusible es posible la alimentación por cualquiera de los extremos de la llave. Esto permite el uso de peines alimentadores. De esta manera el portafusible puede ser parte del mismo tablero que los interruptores termomagnéticos. Instalaciones Eléctricas Antiguas que no cumplen la normatividad vigente. PARA EVITAR ACCIDENTES SE DEBE USAR DISPOSITIVOS ELECTRICOS QUE CUMPLAN CON LA NORMAS TECNICAS VIGENTES.