Interruptores en Caja Moldeada

Los interruptores de caja moldeada de Eaton están diseñados para satisfacer los requisitos de rendimiento más altos y, al mismo tiempo, proporcionar numerosos accesorios para adaptarse a las diferentes especificaciones del sitio. Los interruptores de CC de hoy en día han ampliado las aplicaciones, incluidas las aplicaciones solares fotovoltaicas, las estaciones de carga de vehículos eléctricos, baterías de almacenamiento de energía y los sistemas UPS, así como la distribución de CC comercial e industrial.

Selección y Aplicación

1. Voltaje del Circuito

Los interruptores deben aplicarse en sistemas eléctricos cuyos voltajes no excedan la tensión nominal o de diseño del interruptor. Por ejemplo, un marco FD para operar máximo en 240V c.a., no debe emplearse para funcionar en 440V c.a.

2. Corriente de Operación

Es la corriente máxima en regimen continuo, por lo general 40°C, a la cual el interruptor trabaja sin dispararse. Para temperaturas diferentes se afecta el rango de conducción. La calibración se realiza para un funcionamiento a 40°C, que es el promedio de temperatura que se tiene en el interior de un gabinete. En ambientes diferentes se requieren calibraciones especiales o bien la reducción de la capacidad del interruptor.

La selección de estos dispositivos se lleva a cabo como se menciona en las principales normas establecidas, de acuerdo al tipo de carga y ciclo de operación. Estos códigos señalan la necesidad de instalar protección contra sobrecorrientes en el punto de suministro, así como en los lugares en que se reduce el calibre del conductor. A continuación enlistamos las principales reglas de códigos y normas.

a. Cargas Continuas: Se define como la corriente máxima en operación continua durante un tiempo mínimo de 3 horas. La carga continua no deberá exceder el 80% del rango del interruptor.

• • Excepción (1) Cuando los conductores del circuito hayan sido modificados de acuerdo a las tablas A y B.

  • Excepción (2) Cuando el interruptor sea enlistado para operación continua al 100% de su rango. Por ejemplo, si se tiene una carga continua calculada en 100 A; el interruptor deberá tener un rango nominal de 125A, a menos que (la excepción 1) se aplique el interruptor correspondiente al nuevo valor obtenido de las tablas A y B o cuando se considere la excepción 2.

b. Cargas Continuas y No Continuas: Cuando un interruptor suministre cargas continuas o la combinación de cargas continuas y no continuas, ni el dispositivo de sobrecorriente ni la capacidad de los conducttores deberán ser menores a la suma de carga no continua, más la carga continua, más el 25% de la carga continua.

• • Excepción: Cuando el interruptor este enlistado para operación al 100% de su rango, entonces ni el rango en amperes del interruptor ni la capacidad de los conductores deberán ser menores a la suma de la carga continua, más la no continua.

c. Aplicaciones para Circuitos en Motores: El interruptor deberá tener un rango continuo no menor al 115% de la corriente a plena carga del motor. El interruptor deberá ser capaz de conducir la corriente de arranque del motor y cumplir con los rangos o ajustes mostrador en la TABLA C.

• • Excepción (1). Cuando los valores de la tabla C no correspondan a los tamaños estándar del interruptor, se permite emplear el siguiente tamaño mayor.

  • Excepción (2). Cuando el valor especificado en la tabla C no sea suficiente para permitir la corriente de arranque.

  • El rango de un termomagnético no deberá exceder el 400% de la corriente a plena carga cuando ésta sea menor de 100 A; o el 300% para valores mayores de 100A.

  • Un circuito protector de motor (MCP) se permite solo si forma parte de una combinación de arrancador que incluya la protección contra sobrecargas y no deberá ajustarse para poner a mas de 1300% de la corriente a plena carga. Es recomendable seleccionar los interruptores de acuerdo a la corriente de plena carga y a las características específicas de cada motor; ya que debido al infinito tipo de motores o combinaciones de cargas, las normas se establecen para limites máximos que permitan el arranque y la adecuada operación de los diferentes motores. Los interruptores Eaton tienen una flexibilidad para ofrecer protección ajustable, que va desde el valor de la corriente de arranque hasta los niveles máximos especificados por las normas. La tabla D representa el código de letras de motor a rotor bloqueado a fin de poder determinar las corrientes de arranque del motor en relación con la plena carga.

d. Protección de Capacitores: Tanto los conductores como el interruptor que alimenten a un capacitor deberán tener como mínimo el 135% del rango del capacitador, aunque es recomendable la selección al 150% a fin de permitir los transitorios existentes durante el cierre y aperturas del circuito, así como posibles sobrecorrientes debidas a sobrevoltajes y corrientes armónicas.

e. Protección de Transformadores: Se recomienda para proteger el lado primario y secundario por medio de interruptores con rango máximo del 125% de la corriente nominal. Excepción. Cuando el 125% no corresponda a la capacidad nominal del interruptor, se permite el próximo valor más alto.

3. Capacidad Interruptiva

Se define como la corriente de falla máxima que el interruptor puede eliminar sin ser dañado. Está en función de la impedancia y capacidad del transformador, la distancia de éste y el punto donde se localice el interruptor, el calibre de los conductores y la contribución de los motores, ya que actúan como generadores en los primeros ciclos de falla. En otras palabras, podemos decir que la capacidad interruptiva debe ser igual o mayor a la corriente de cortocircuito calculada. Por ejemplo: Si determinamos un valor de falla de 25 kA; sim; en un sistema de 240V c.a., veremos que el marco FB ofrece hasta 18kA. De capacidad por lo que tendríamos que usar un marco HFB de 65 kA. Simétricos al mismo voltaje de operación.

4. Frecuencia.

Los interruptores Eaton se aplican en frecuencias de 50/60 y 120Hz; sin necesidad de reducir su capacidad o bien de calibrarlos especialmente. Para frecuencias mayores, hasta 400 Hz. (comúnmente utilizados en sistemas de computación), se reduce tanto la ampacidad como la capacidad interruptiva

debido al incremento de resistencia resultante por calentamientos producidos por el efecto de las corrientes de Eddy y las pérdidas en el hierro. Para este caso será necesario realizar una calibración especial o reducir la capacidad del interruptor. Nuestros dispositivos tienen la característica de

emplearse también en corriente directa a excepción de los marcos NB y PB, los cuales contienen en su unidad de disparo, transformadores de corriente a fin de poder utilizar bimetales adecuados para la protección térmica, por lo que solamente puede aplicarse en corriente directa para protección

exclusivamente magnética o como desconectador no automático.

5. No. De Fases (Polos)

Son las fases activas del sistema, y sirven de base para determinar el número de polos del interruptor; siendo los mas comunes de 1, 2 o 3 polos.

6. Condiciones de Operación

a. Temperatura Ambiente Alta: Debido a que los interruptores termomagnéticos son sensibles a la temperatura ambiente se calibran a 40°C, por lo que la presencia de temperaturas mayores origina que el interruptor conduzca una corriente menor a la de su capacidad nominal. De igual manera, la capacidad de un conductor esta basada en una temperatura ambiente de 30°C (temperatura ambiente del aire) por lo que en ambientes más altos se reducirá su capacidad según se aprecia en las tablas A y B. Como se observa en la información anterior, la reducción de la capacidad del interruptor y del conductor son similares, por lo que para estos casos se obtiene protección más adecuada utilizando interruptores de ambiente no compensado. Es importante considerar que de presentarse altas temperaturas, el dispositivo de sobrecorriente debera seleccionarse de mayor capacidad y aplicar a los conductores el factor de corrección (tabla B).

b. Corrosión, Humedad: Se recomienda aplicar un tratamiento especial a los interruptores que estén en contacto con ambientes húmedos o corrosivos.

c. Altitud: Cuando se instalan los interruptores en la altitud mayor a 6000 pies (1830m) es necesario considerar una reducción en las capacidades interruptivas y conductivas del interruptor. Esto es debido a que baja la densidad del aire no permite disparar el calor existente en las partes conductoras. También disminuye la capacidad dieléctrica y no soporta los mismos niveles de voltaje como ocurre bajo presión atmosférica normal.

d. Posición de Montaje: Los interruptores tienen la posibilidad de montaje vertical u horizontal sin que afecten sus características de disparo o capacidad interruptiva.

e. Servicio Interior o Exterior: Se debe tener en cuenta el lugar de instalación a fin de seleccionar el gabinete correcto, siendo los mas comunes:

– NEMA I. Servicio Interior (Usos Generales)

– NEMA 12. Servicio Interior (A prueba de polvo)

– NEMA 3R. Servicio Exterior (Intemperie).

7. Sistemas Coordinados de Protección.

Cuando en un sistema se cuenta con diversos dispositivos de protección, es conveniente contar con las curvas características de los interruptores a fin de evitar disparos no deseados y obtener una adecuada coordinación. Estas curvas representan los limites de disparo de sobrecorriente a una temperatura ambiente determinada (normalmente a 40°C). La parte superior izquierda muestra el disparo con retardo a tiempo inverso debido a la acción térmica y el segmento inferior derecho representa la acción

térmica y el segmento inferior derecho representa la acción instantánea de disparo magnético; si este es ajustable se apreciarán estilos limites en su curva respectiva.

8. Accesorios

Se aplican cuando se desea contar con medios de control, señalización, alarma y protección por bajo voltaje; se instalan en el interior de los interruptores.

9. Dimensiones

Son indispensables cuando se planea montar el interruptor en gabinete, tableros o maquinaria en general. Una sección específica de dimensiones se inicia en la página con lo cual el fabricante de equipo original o tablerista podrá seleccionar el equipo que mejor cubra sus requerimientos.

10. Inspección y Mantenimiento

La experiencia nos enseña que los interruptores en caja moldeada requieren un mínimo de mantenimiento, de cualquier forma a continuación presentamos las recomendaciones más útiles a fin de obtener un excelente servicio y una larga vida de nuestros equipos:

• Al instalar un nuevo interruptor o después de ocurrir una falla, verifique que exista continuidad en cada una de las fases al cerrar otra vez los contactos de fuerza y de que no se tenga conductividad con el interruptor abierto.

• Mida el voltaje de operación y cerciórese que sea el correcto.

• Examine que los datos como son tipo y amperaje nominal sean seleccionados al especificar el interruptor.

• Si el interruptor cuenta con accesorios, vea que estos funcionen de acuerdo con sus respectivos circuitos de protección, control o señalización.

• Con el interruptor trabajando bajo condiciones normales, coloque la palma de la mano sobre la superficie y si no es posible mantener contacto por más de tres segundos (debido a temperatura elevada), puede ser la indicación de que exista algún problema, por lo que será necesario investigarlo. Frecuentemente se debe realizar una inspección visual en los puntos de conexiones (terminales), para detectar si están oxidadas, sobre todo si se aplican en ambientes húmedos o corrosivos.

  • También cheque los torques (aprietes) en las zapatas con lo que se evitarán disparos y daños por sobrecalentamiento