El disyuntor (AB) es uno de los dispositivos de automatización y protección de relés más comunes.
El uso de interruptores automáticos en redes eléctricas persigue varios objetivos a la vez, siendo los principales:
- Proporcionar la capacidad de encender o apagar manualmente ciertas secciones de la red eléctrica de bajo voltaje.
- Protección contra cortocircuitos.
- Protección del circuito eléctrico contra sobrecargas, que son causadas por una corriente prolongada que excede su valor nominal.
- Protección contra reducción o pérdida total de tensión de red.
- Los interruptores diseñados para operar con voltaje constante reaccionan cuando la corriente cambia su dirección.
¡Importante! El disyuntor no está diseñado para abrir y cerrar permanentemente un circuito. Una gran cantidad de conmutación, especialmente bajo carga, después de un tiempo provocará el desgaste y la falla de los contactos del dispositivo.
Requisitos para AV
Antes de elegir un disyuntor para su propio apartamento, debe familiarizarse con los requisitos básicos de estos dispositivos. Hay varios GOST que definen dichos requisitos. Los principales documentos rectores incluyen: GOST R 50345-99, GOST R IEC 60898-2-2006, GOST R 50030.2-99.
El marcado de disyuntores, aplicado en el cuerpo de cada producto, contiene información sobre sus principales características técnicas.
Los principales indicadores que deben cumplir todos los tipos de máquinas, según los requisitos de GOST, son:
- La capacidad del circuito portador de corriente del dispositivo para pasar la corriente nominal por un tiempo ilimitado. Este requisito se aplica tanto a los pequeños interruptores automáticos de 6 A que protegen los circuitos de iluminación, como a los dispositivos más potentes con una corriente nominal de 63 o 40 A que se pueden instalar en el cuadro eléctrico de entrada.
- La capacidad de un interruptor automático para desconectar un circuito cuando se producen corrientes de cortocircuito en él sin degradar su rendimiento.
- El tipo de característica de tiempo-corriente del interruptor automático, que debe satisfacer las necesidades de los consumidores conectados a él.
- La posibilidad de autodiagnóstico del mecanismo de disparo proporcionado por la unidad de protección electrónica.
- Pequeñas dimensiones totales y peso del dispositivo. Este parámetro es extremadamente importante al instalar el producto en pequeñas cajas de conexiones o paneles eléctricos.
- Baja generación de calor durante el paso de corrientes nominales, así como corrientes de cortocircuito. Este parámetro es importante desde el punto de vista de la seguridad contra incendios.
- Tiempo de desconexión del cortocircuito en caso de corrientes de cortocircuito.
- selectividad de protección. No todos los tipos de interruptores tienen esta calidad (por regla general, los dispositivos automáticos con una corriente nominal de 40 A, así como 63, 80, 100 A y superiores, pueden proporcionar selectividad de protección). Los autómatas selectivos tienen una ruta de corriente adicional equipada con sus propios contactos. Este circuito adicional le permite responder a los cambios en el diseño de la red eléctrica que se producen como resultado de la operación de interruptores automáticos menos potentes aguas abajo. El uso de este principio hace posible lograr la desconexión de solo aquellas secciones del cableado en las que se ha producido una emergencia.
- Seguridad eléctrica de los usuarios.
Para verificar el cumplimiento de los parámetros del dispositivo con los requisitos de GOST, se cargan interruptores automáticos. Para esto, se utilizan equipos especiales que permiten obtener datos experimentales sobre características tales como la corriente nominal, el tiempo de desconexión de los contactos principales, así como la corriente de operación de protección.La carga de los interruptores automáticos no es un procedimiento único, la frecuencia de su implementación la determina el fabricante.
AB diseño
Los principales elementos estructurales del interruptor automático son:
- Palanca de control. Su posición superior corresponde al estado activado de los contactos principales AB, la inferior, respectivamente, al estado desactivado.
- Terminales para conectar cables. En la mayoría de los modelos AB, el terminal superior se usa para suministrar electricidad y el terminal inferior se usa para conectar a los consumidores.
- contacto en movimiento.
- contacto fijo.
- Liberación térmica. Incluye placa bimetálica.
- Tornillo de ajuste.
- Liberación electromagnética (bobina con pulsador y mecanismo de liberación).
- Cámara de arco.
- Marco. Hecho de material dieléctrico. El tamaño y grado de protección de la carcasa contra el polvo y la humedad depende del tipo y propósito del AB. En la parte frontal del producto se aplican símbolos que muestran sus principales características técnicas. La parte trasera está equipada con un soporte que permite montar el interruptor automático en un carril DIN.
El diseño del interruptor automático se puede considerar en el ejemplo del modelo VA47 - 63 con una corriente nominal de 16A.
Los interruptores VA-47 - 63 tienen un rango bastante extenso. Para facilitar la selección del modelo requerido, del cual se adoptan las siguientes denominaciones:
- VA - interruptor automático.
- 47 - 63 - número de serie del producto.
- Después de la designación general, se utilizan dos números y una letra para indicar el número de polos, la corriente nominal y el tipo característico del interruptor automático.
Principio de funcionamiento
La capacidad del producto BA47 - 63 de responder a la acción de una corriente de cortocircuito es proporcionada por un disparador electromagnético. El principio de su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética. Una gran corriente que fluye a través del devanado del solenoide impulsa su núcleo, que actúa sobre el mecanismo de apertura de contactos. Es bastante natural que cuanto mayor sea el valor de la corriente que pasa a través de los contactos principales VA47 - 63, más rápido funciona dicha liberación.
El disparador térmico abre el circuito eléctrico cuando circula por él una corriente durante un tiempo prolongado, superando el valor nominal de 16A. La placa bimetálica, que es la parte principal de la liberación térmica, puede doblarse cuando pasa una corriente de cierta cantidad. Al curvarse, la placa activa la parte mecánica del dispositivo, que abre los contactos de potencia. El tiempo de respuesta de VA47 - 63 en este caso depende significativamente de la magnitud de la corriente que fluye a través de él.
Para muchos modelos de interruptores automáticos, un requisito previo es la capacidad de trabajar con sobrecarga durante algún tiempo. Debido a la presencia de un tornillo de ajuste, es posible ajustar los parámetros del interruptor de acuerdo con los requisitos de los consumidores, dichos ajustes se realizan en fábrica. Después de que se haya disparado la liberación térmica, el AB se puede volver a encender solo después de un tiempo, necesario para el enfriamiento de la placa bimetálica.
La apertura de los contactos de disparo va acompañada de la aparición de un arco eléctrico. En el proceso de su combustión, los contactos del interruptor se destruyen. El arco es especialmente peligroso para interruptores potentes clasificados para corrientes de 63, 100 A o más. Para reducir el impacto negativo del arco y prolongar la vida útil del dispositivo, se utiliza un conducto de arco en el que se aplasta y suprime el arco eléctrico. Este proceso va acompañado de la liberación de gases, que se eliminan del cuerpo de la máquina a través de un orificio especial.
Diferentes modelos de interruptores automáticos pueden usar diferentes principios de supresión de arco. Las soluciones técnicas más populares en este caso son:
- El uso de contactos de liberación adicionales, que están hechos de una aleación especial. Estos contactos se abren más tarde que los principales, asumiendo la acción del arco eléctrico.
- El uso de rejillas de arco.
- Usando el efecto de rodar los contactos de la liberación. En este caso, la quema del arco se lleva a cabo solo en un área determinada de ellos, que está hecha de materiales especialmente duraderos y resistentes al calor.
- Uso de "doble descanso". Es una de las soluciones técnicas más prometedoras que se utiliza activamente en los modelos modernos de interruptores automáticos.
Clasificación
Para elegir la entrada AB unipolar correcta para usar en el cableado eléctrico de un apartamento, se deben tener en cuenta parámetros como las corrientes nominales y máximas, el tiempo de respuesta, las dimensiones generales, así como el precio del dispositivo y el reputación de su fabricante. Las características principales se reflejan en el cuerpo del dispositivo en forma de una designación apropiada.
Dependiendo del tiempo de funcionamiento, se distinguen los siguientes tipos de interruptores automáticos:
- Actuación rápida. Por regla general, los interruptores de CC tienen tales características (el tiempo de funcionamiento es inferior a 0,008 s). Los requisitos para estos dispositivos se describen en GOST 2585-81.
- Velocidad normal (0,02 - 0,005 s).
- Velocidad reducida (tiempo de respuesta superior a 0,02 s).
- Cambio automático selectivo.
Según el número de líneas eléctricas independientes desconectadas por un mecanismo de liberación, las máquinas se pueden dividir en de uno, dos, tres y cuatro polos. El disyuntor tripolar se usa ampliamente en redes trifásicas de bajo voltaje. Se puede usar un interruptor de dos polos para organizar una protección confiable de redes monofásicas, así como circuitos de CC.
Dependiendo del propósito, el interruptor automático puede tener un valor diferente de la corriente nominal y el tipo de característica de tiempo-corriente. Actualmente, GOST ha establecido las siguientes clasificaciones de interruptores automáticos para corriente:
- Hasta 25 A. Dichos interruptores se utilizan para proteger el cableado eléctrico doméstico. Los dispositivos 3A y 6A se utilizan principalmente para proteger circuitos de iluminación. Las máquinas automáticas para 6A, 10A o 16A se pueden utilizar para la conexión separada de consumidores más potentes.
- Como dispositivos de entrada se utilizan máquinas automáticas para 32A, 40A y 50A.
- Los interruptores con una corriente nominal superior a 63 A (100 A, 160 A) son dispositivos tripolares diseñados para su instalación en redes trifásicas.
El tipo de característica de tiempo-corriente se indica en el cuerpo del producto en forma de una designación de letras y muestra para qué tipo de carga es adecuado este tipo de máquina.
Tipo B. La característica de este tipo tiene un interruptor de luz automático con una pequeña corriente nominal (3A y 6A).
Tipo C. Tales máquinas son las más populares. Se recomienda su instalación a la hora de realizar el cableado eléctrico doméstico, que puede contener tanto aparatos de iluminación (3 - 6A), como motores o transformadores de baja potencia (hasta 40A). Un ejemplo son las máquinas automáticas ABB S231 C 16A o AE246M 40A.
Interruptores automáticos fabricados por ABB (Alemania):
Máquina unipolar ABB S201 C3 3A
Máquina bipolar ABB SH202-C6 6A
ABB S231 C 16A
Al igual que otros productos de la marca ABB, los dispositivos de protección automática se distinguen por su alta confiabilidad y mano de obra.
Tipo D. Los interruptores con una característica de tiempo-corriente similar se utilizan para conectar motores eléctricos trifásicos con altas corrientes de arranque, así como otras cargas inductivas.
Características de selección e instalación.
Al elegir un disyuntor, primero debe prestar atención a las siguientes características.
Tensión nominal
Depende de la tensión de red (220 o 380 V).
Corriente nominal
Un parámetro extremadamente importante, que está determinado por la potencia total de todos los dispositivos conectados a través de la máquina. Para calcular la corriente nominal requerida, debe dividir la potencia total de los consumidores por el voltaje de la red eléctrica. Después de eso, debe elegir el valor más alto más cercano de la corriente nominal del rango estándar definido por GOST.
¡Importante! No se recomienda instalar interruptores automáticos cuya corriente nominal exceda significativamente la corriente total de la red, ya que tal solución reducirá significativamente el nivel de seguridad eléctrica del sistema.
Corriente máxima de cortocircuito
Según GOST, este parámetro caracteriza la capacidad de conmutación límite del interruptor automático. El valor de la corriente máxima se aplica a la caja del dispositivo en forma de una figura que muestra qué corriente máxima en amperios o kiloamperios puede apagar dicha máquina. La capacidad de corte necesaria del interruptor automático se determina mediante la realización de cálculos matemáticos bastante complejos o mediciones de la resistencia del bucle de fase cero. En la práctica, rara vez se recurre a tales acciones, mucho más a menudo utilizan la clasificación aproximada de los interruptores automáticos según la corriente máxima de cortocircuito:
- 4500 A. Este tipo de dispositivo es adecuado para la instalación en apartamentos o casas particulares (ABV SH201L). En la mayoría de los casos, la corriente de cortocircuito máxima en dichas redes eléctricas no supera los 1000 A.
- 6000 A. (Por ejemplo, ABB SH200). Los interruptores de este tipo se utilizan para conectar consumidores potentes.
- 10000 A y superior. Estos dispositivos incluyen potentes máquinas trifásicas (serie ABV T7). Dichos dispositivos se usan en la mayoría de los casos para usarse como interruptores introductorios. En este caso, existe cierto riesgo de cortocircuito en las inmediaciones del cuadro eléctrico de introducción. Esta situación puede provocar la aparición de grandes corrientes de cortocircuito.
Selectividad del sistema de protección
La selectividad del sistema significa su selectividad, es decir, la capacidad de apagar automáticamente solo los elementos dañados en los que se producen modos de funcionamiento anormales. Para garantizar esta calidad, los autómatas con una corriente nominal pequeña (3A o 6A) y situados más cerca de la carga según el circuito de alimentación deben tener un tiempo de respuesta más corto que los interruptores introductores (cuya corriente nominal es de 40A - 100A).
La serie más común de modelos AB nacionales y extranjeros.
Una de las series de disyuntores más populares del mercado, presentada por fabricantes extranjeros, es la serie c60n.
Características de los disyuntores c60n:
- Las máquinas c60n cumplen con los requisitos de las normas nacionales e internacionales.
- Los dispositivos c60n están diseñados para operar en redes monofásicas y trifásicas.
- Las máquinas C60n tienen una amplia gama de capacidades, que incluye productos con una corriente nominal de 0,5 a 125A.
- Según la finalidad, las máquinas c60n pueden tener de uno a cuatro polos.
- A diferencia de la mayoría de los dispositivos similares, las máquinas c60n tienen una indicación de estado inequívoca.
- Las características tiempo-corriente del c60n pueden ser de tipo B, C y D.
- Capacidad de corte hasta 20 kA (según el tipo de máquina marcado c60n).
- La capacidad máxima de corte de los interruptores automáticos c60n es de 6 kA.
Los tipos más populares de disyuntores domésticos incluyen dispositivos de la serie ae, que incluyen dispositivos de los tipos ae 2036, ae 2043, ae 2046 y ae 2056.
Características de los disyuntores de la serie ae:
- Los autómatas ae se utilizan en redes de CA trifásicas.
- La función principal de los autómatas tipo ae es proteger a consumidores como los motores asíncronos.
- Los interruptores automáticos de la serie ae proporcionan una amplia gama de parámetros de disparo, que incluyen el valor de ajuste de la corriente de funcionamiento. Por ejemplo, para un autómata ae con un valor de corriente nominal de 40A y una configuración de 12, la corriente de operación será 40X12 \u003d 480 A.
- La capacidad máxima de conmutación de las máquinas automáticas ae 2046M es 4500A.
Instalación de interruptores
Elegir un disyuntor para instalarlo en su propio apartamento es una tarea importante. Debe comprar dichos productos en tiendas especializadas, mientras que debe prestar atención a los productos de fabricantes probados y bien establecidos. Las empresas más famosas que producen equipos eléctricos incluyen Schneider Electric, ABB, IEK, Legrand.
La verificación de los interruptores automáticos directamente en la tienda se puede realizar con un probador común. Para ello, compruebe la resistencia entre los terminales superior e inferior de sus polos cuando el dispositivo esté encendido.
Para distinguir un producto falso de un producto original de fabricantes confiables, debe examinar cuidadosamente el cuerpo de la máquina, prestando atención a la calidad de su mano de obra. Los interruptores automáticos están marcados a máquina, por lo que todas las marcas son muy legibles y están ubicadas con precisión.
La instalación de interruptores automáticos en la entrada del apartamento es una operación bastante simple, que incluye solo unos pocos pasos:
- La elección del dispositivo según los tamaños y características técnicas.
- Apague en el cuadro de distribución aguas arriba.
- Instalación del interruptor en un carril DIN.
- Conexión del cable de fase entrante (o cables en caso de instalar un modelo AB trifásico) a los terminales superiores del interruptor automático.
- Conexión del cable de fase que alimenta la carga al terminal inferior del dispositivo.
- Encender la energía de la máquina superior.
- Conexión de la carga y verificación de la operatividad del interruptor automático instalado.
La elección correcta de un disyuntor le permite proteger de manera confiable las instalaciones eléctricas de las condiciones de emergencia que ocurren en ellas, así como lograr el nivel requerido de seguridad eléctrica durante la operación y el mantenimiento del cableado eléctrico del hogar.