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Grupo de Sistemas de protección eléctrica



Proteccion por falla de arco

David
Ingenieria electrica instituto tecnoló...
Escrito por David Silva
el 27/02/2010

Un saludos, el corto ciruito y las protecciones tienen otro tema derivado y es el tiempo del arco electrico. No se por donde empesar pero si alguien tiene alguna idea adelante.

saludos

Alfonso Dominguez Palacios
Máster oficial en tecnologías de los s...
Escrito por Alfonso Dominguez Palacios
el 15/04/2010

Hola David!

Un tema muy interesante este de los cortocircuitos, que nos permite elegir correctamente las protecciones. Yo, que no me considero un experto en esta materia te diría que la norma UNE 21123 estableció un limite de tiempo de 5 s, pero buscando que la temperatura del conductor no sobrepasase un límite de 160ºC en los aislamientos termoplásticos como el PVC, y de 150ºC en los termoestables como el polietileno reticulado.

Por eso en la ITC 06 y 07 encuentras tablas en las que en función del metal conductor y el aislamiento, se nos ofrece para una determinada densidad de corriente en A/ mm2, el tiempo máximo de duración del cortocircuito, que sería el límite para no sobrepasar dichas temperaturas.

Este artículo te puede servir para acercarte a esta cuestión. Luego tienes mis apuntes, y en Schneider electrcic, en su biblioteca digital, hay material muy bueno y complejo que se puede analizar.

>Es importante a la hora de establecer la protección discriminar entre el cortocircuito tripolar simétrico o fase tierra, que nos sirve para establecer el poder de corte del dispositivo, y el cortocircuito fase neutro, para elegir la curva de respuesta adecuada.

Cuando calculamos una sección, debemos asimilar que no solo hay que escogerla a caida de tensión e intensidad admisible, sino también a sobrecargas y cortocircuitos, ya que si no se cumplen dichas condiciones, la solución a veces está en elevar la sección.

Podría por el tema de los cortocircuitos, darse el caso de que una línea de por ejemplo 2,5 mm2 que va a un motor, y que parte de un cuadro principal, necesitase 4 mm2 con identica potencia y longitud, si se alimentase de un cuadro secundario, porque la intensidad de cortocircuito Ipccf (fase-neutro) es menor si está al final de un cuadro secundario, e interfiere con la Imag del dispositivo de protección, cosa que no ocurría si estuviese colgando del cuadro principal. Conforme nos alejamos de la acometida, vamos sumando impedancia de los distintos tramos y esto va limitando las intensidades de cortocircuitos, lo cual no solo afecta al poder de corte de las protecciones sino a la elección de la curva de respuesta o a la sección del conductor adecuado al uso.

Un saludo!


Alfonso Dominguez Palacios
Máster oficial en tecnologías de los s...
Escrito por Alfonso Dominguez Palacios
el 22/04/2010

Relacionado con esta cuestión hay un hilo de debate que abrió Jaime Fer, en el grupo de Electricidad Electrónica, titulado:

" ¿Que es la corriente de ruptura (Icu) y la corriente de corte de servicio (Ics) en los interruptores automaticos?"

Que traigo aquí, para que no lo paseis por alto, ya que salió a debate el tema del poder de corte y la selectividad en los magnetotérmicos, siendo esta mi respuesta:


"El problema de selectividad tiene más que ver con la curva de respuesta así como con la intensidad nominal del magnetotérmico, que con el poder de corte del aparato. Te explico:

La selectividad está relacionada más con la Ipccf (corto fase neutro) que con la Ipcci (corto tripolar simétrico o fase tierra). Si yo puedo estimar la impedancia en el lugar de ubicación de la protección, calcularé la Ipcci (KA) = (0,8 x Ufn(V))/Zi (mohm), siendo Ufn = tensión simple de la línea monofásica o trifásica objeto de cálculo, por eje. 230 V. Así hecho esto elegiré el poder de corte del aparato mayor o igual a dicha Ipcci sacada de dicha expresión. El como calcular Zi puedes verlo en mis apuntes proteccionesbt10 que puedes bajar de emagister.

La curva de respuesta nos sirve para calcular la Imag, y esta tiene que ser menor menor o igual que la Ipccf (A)= (0,8xUfn(V))/(2xZf(ohm)). La Zf es la impedancia al final de la línea protegida, y te remito a mis apuntes para estimarla.

Supongamos que calculo Ipcci = 4,55 KA, y la Ipccf = 230 A. Supongamos que el magnetotérmico de dicho circuito de otros usos (fuerza) es de 20 A, ya que la intensidad de cálculo es por ejemplo de 18, 6 A.

A) ¿Qué poder de corte debo elegir?

B) ¿Qué curvas de respuesta son válidas, y cual elegiría?

A) Bien, el poder de corte debe de ser mayor o igual que la Ipcci del corto tripolar simétrico o fase tierra. Si mi Ipcci es de 4,55 KA, debeo de elegir de entre los poderes de corte normalizados el mayor a igual a mi Ipcci. Veo que 4,5 KA se me queda corto, por lo que pasaría a 6 KA

B) Para ello debo de calcular la intensidad que de forma segura produce el disparo del relé magnético de mi interruptor, recordando que mi Ipccf la he calculado y vale 230 A. Esto se calcula en cada curva de respuesta por las siguientes fórmulas:

Curva B: ImagB =5 In = 5 x 20 = 100 A

Curva C: ImagC = 10 In = 10 x 20 = 200 A

Curva D: ImagD = 20 In = 20 x 20 = 400 A

Como ImagB = 100 A < Ipccf = 250 A, la curva B vale en principio.

Como ImagC = 200 A < Ipccf = 250 A, la curva C vale en principio.

Como ImgD = 400 A que no es menor (>) Ipccf = 250 A, la curva D no vale.

Valdrían las curvas B y C, pero si en mis circuito de otros usos, la carga es inductiva (pequeños motores o lámparas de descarga si mejora del fdp), la adecuada sería la curva C, ya que la B debe usarse con cargas resistivas (ej. Resistencia calefactoras o bombillas incandescentes, que será prohibidas en breve plazo).

Si pongo la curva D, el problema es que al ser Ipccf = 250 A < ImagD = 400 A, el magnetotérmico dispararía por sobrecarga (respuesta térmica), que por cortocircuito (relé magnético), y en lugar de ser la reacción instantánea (menor o igual a 0,1 s), sería según curva de respuesta térmica, pudiéndose ir a más de 5 s, por lo que el incendio estaría casi asegurado.

El interruptor de cabecera puede tener la misma curva de respouesta y haber selectividad, porque a medida que me acerco a la alimentación, Zi y Zf se hacen más pequeñas, y la Ipcci crece (aumenta el poder de corte ) y la Ipccf crece también. Tambien crece la In del dispositivo de protección ya que aguas arriba convergen los consumos.

Imagínate que nuestra línea está en un cuadro secundario, y que en el cuadro principal hay una automático general de 40 A.

En curva C, su Imag sería ImagC = 10xIn = 10x40= 400 A, pero la Ipccf será mayor que la de la línea del cuadro secundario, ya que la Zf disminuye. Los 250 A de nuestro cortocircuito en la línea secundaria, son visto como sobrecarga en este magneto del cuadro principal, por lo que hago selectividad

Ten en cuenta que para calcular Zi sumo resistencia y reactancias de las líneas desde el tarfo del CT hasta el lugar de la protección, y para la Zf sumo resistencias y reactancias hasta el final de la línea protegida.

En fin, espero poder haber disipado en algo tus dudas, si bien mis apuntes son una forma de hacerlo, y de seguro que habrá otras y mejores (véase biblioteca digital de Schneider Electric) que algún compañero nos pueda enseñar".

Un saludo!

David Silva
Ingenieria electrica instituto tecnoló...
Escrito por David Silva
el 22/04/2010

Alfonso buen dia, Estoy muy agradecido por su comentario y deje checo ese debate para incorporarme con los compañeros


saludos y gracias

Alfonso Dominguez Palacios
Máster oficial en tecnologías de los s...
Escrito por Alfonso Dominguez Palacios
el 24/04/2010

No hay de qué amigo David!

Ruben Hock
Electrotécnico enet nº 2, ing emilio m...
Escrito por Ruben Hock
el 30/05/2010

Hola, David

Para detectar los arcos en celdas MT, normalmente se utilizan equipos llamados MAI o DAI (Monitores o Detectores de arco interno).

Dos de las marcas que recuerdo son: BOHERDI y ABB, de las respectivas paginas web, puedes descargar los manuales, son muy didacticos.

Si consigo encontrar algun manual lo subo.

Espero haber sido de utilidad.

Saludos, desde Argentina

Rubén Höck