Cómo elegir un interruptor automático adecuado

El interruptor automático es un dispositivo para controlar el paso y el corte de la corriente, que se utiliza principalmente para la protección de líneas y equipos. En caso de sobrecarga, cortocircuito, subtensión y otros fallos en el circuito, el interruptor automático puede cortar rápidamente el suministro para proteger la seguridad de las líneas, las cargas y los equipos relacionados. Los interruptores automáticos se utilizan ampliamente en equipos electromecánicos y circuitos. Sin embargo, como la capacidad del objeto protegido para soportar la corriente de sobrecarga es distinta, las características de protección del interruptor automático seleccionado son diferentes, por lo que saber cómo seleccionar el interruptor automático adecuado resulta muy importante.

Clasificación y selección de interruptores automáticos

Según su uso, los interruptores automáticos pueden dividirse en interruptores automáticos de distribución, interruptores automáticos de protección de motores, interruptores automáticos de protección doméstica, interruptores diferenciales, etc. Según sus distintas características de protección, este artículo presenta cómo seleccionar los interruptores automáticos adecuados, de modo que la selección del interruptor automático constituya la base.

1. Selección del interruptor automático para distribución de energía. Los interruptores automáticos para distribución de energía se utilizan generalmente en redes eléctricas de baja tensión para distribuir energía eléctrica, e incluyen los interruptores automáticos del circuito principal y los interruptores automáticos de los circuitos de derivación de carga. Al seleccionar este tipo de interruptor automático, debe prestarse especial atención a los siguientes principios de selección:

1) La capacidad de conducción de corriente admisible de la línea no debe ser inferior al valor de ajuste de la corriente de acción de retardo largo del interruptor automático. Si se utilizan hilos y cables, el valor de ajuste de la corriente de acción de retardo largo del interruptor automático puede ser el 80 % de la capacidad de conducción de corriente admisible de los hilos y cables. 2) El tiempo de arranque del motor con corriente de arranque en la línea no debe ser superior al tiempo de retorno de 3 veces el valor de ajuste de la corriente de acción de retardo largo. 3) Valor de ajuste de la corriente instantánea I1: I1=1,1 (Ijx+klkIedm). Donde kl es el coeficiente de impacto de la corriente de arranque del motor, que generalmente se toma como kl=1,7~2; Iedm es la corriente nominal del motor de mayor potencia.

2. Selección del interruptor automático de protección de motor. El motor tiene dos características: en primer lugar, la corriente de arranque suele ser varias veces la corriente nominal; en segundo lugar, posee cierta capacidad de sobrecarga. Por ello, al seleccionar el interruptor automático para proteger el motor, debemos prestar atención a estas dos características del motor. Para garantizar el funcionamiento fiable del motor, hay que tener en cuenta los siguientes puntos al seleccionar el interruptor automático:

1) El valor de ajuste de la corriente de acción de retardo largo del interruptor automático se determina por la corriente nominal del motor. 2) El tiempo de retorno del valor de ajuste de 6 veces la corriente de acción de retardo largo del interruptor automático es mayor que el tiempo de arranque real del motor. 3) Valor de ajuste de la corriente de acción instantánea del interruptor automático: para el motor de jaula debe ser 8-15 veces la corriente nominal del disparador; para el motor bobinado debe ser 3-6 veces la corriente nominal del disparador.

3 Selección del interruptor automático de protección doméstica. El interruptor automático se utiliza normalmente como interruptor de protección de la alimentación principal o como interruptor de protección de la línea derivada en la instalación eléctrica doméstica. En caso de cortocircuito o sobrecarga de las líneas o de los electrodomésticos, el interruptor automático puede dispararse automáticamente y cortar la alimentación, protegiendo así eficazmente estos equipos contra daños y reduciendo el accidente a un alcance reducido.

El unipolar (1P) se utiliza generalmente para la protección de derivaciones en viviendas; el interruptor automático bipolar (2P) se utiliza para la protección de la alimentación principal. Es importante seleccionar la corriente nominal del interruptor automático en la vivienda, ya que si la corriente nominal del interruptor automático es demasiado grande, este no podrá dispararse automáticamente ni cortar la alimentación cuando el circuito o los electrodomésticos sufran un cortocircuito o una sobrecarga. Si la selección es demasiado pequeña, el interruptor automático tenderá a dispararse con frecuencia, provocando cortes de energía innecesarios, afectando a la vida normal y causando molestias innecesarias.

Generalmente, las especificaciones de los interruptores automáticos en miniatura se distinguen por la corriente nominal, principalmente 6 A, 10 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A, 100 A, etc.; al seleccionar o comprobar el valor total de la corriente de carga total, las viviendas generales deben prestar atención a los siguientes puntos:

1) Valor de la corriente de cada ramal

① La placa de características de los aparatos de carga puramente resistiva indica la potencia, que se divide directamente por la tensión,

Fórmula I=potencia/200v;

Por ejemplo, para una bombilla de 200 W, la corriente de rama I=200W/220=0,9A

Los aparatos eléctricos de carga resistiva incluyen bombillas, calentadores eléctricos, ventiladores eléctricos, sartenes eléctricas, estufas eléctricas, planchas eléctricas, mantas eléctricas, arroceras eléctricas, aspiradoras, calentadores de agua eléctricos, aires acondicionados, etc.

② El cálculo de la carga inductiva es algo más complejo. En el cálculo concreto deben considerarse la potencia consumida y el factor de potencia. Para facilitar la estimación, propongo un método de cálculo sencillo. Para una carga inductiva general, la potencia calculada según la carga indicada puede duplicarse. Por ejemplo, la corriente de derivación de una lámpara fluorescente de 200 W I=200W/220V=0,9A, duplicada a 0,9 × 2=1,8A (0,3A más que el valor calculado con precisión de 1,5A).

Los aparatos eléctricos inductivos incluyen televisores, lavadoras, lámparas fluorescentes, frigoríficos, etc.

2) La corriente total de carga es la suma de todas las corrientes de rama

Conociendo la corriente de derivación y la corriente total, se pueden seleccionar las especificaciones del interruptor automático de derivación y del interruptor automático principal, o comprobar si las especificaciones de estos componentes eléctricos diseñados cumplen los requisitos de seguridad; para garantizar la seguridad y la fiabilidad, la corriente de trabajo nominal de los componentes eléctricos debe ser, por lo general, más del doble de la corriente de carga máxima requerida; además, al seleccionar los componentes eléctricos debe tenerse en cuenta la posibilidad de aumentar la carga eléctrica en el futuro, a fin de reservar un margen para la demanda futura.

4 Selección del interruptor diferencial

El interruptor automático de corriente residual se divide generalmente en bipolar, tripolar y tetrapolar, que se aplican respectivamente en distintas líneas. Solo una selección y un uso correctos permiten que cumpla su función debida, por lo que al seleccionar el interruptor automático de corriente residual deben tenerse en cuenta los cinco puntos siguientes:

1) Corriente nominal del disparador de sobrecarga ≥ corriente de carga máxima de la línea; 2) Capacidad límite de cierre y corte del interruptor automático ≥ corriente de cortocircuito máxima del circuito; 3) La corriente de fuga que debe proteger la línea debe ser ≤ la corriente de protección de fuga especificada del interruptor automático; 4) Tensión y corriente de trabajo normales del equipo de línea ≤ tensión y corriente nominales del interruptor automático; 5) Posee un tiempo de reacción de corte corto y puede proteger líneas y equipos.

A veces resulta difícil juzgar en la práctica si debe seleccionarse un interruptor automático de cuatro polos. A continuación proponemos los principios que deben seguirse al seleccionar un interruptor de cuatro polos. Debe seleccionarse un interruptor automático de cuatro polos en las siguientes circunstancias:

1) Según IEC465.1.5, el interruptor automático de conmutación entre la alimentación normal y el generador de reserva; 2) El interruptor automático de conmutación de doble alimentación con protección de fuga debe ser un interruptor automático tetrapolar. Dos interruptores automáticos de nivel superior están equipados con protección de fuga, y el de nivel inferior es el interruptor automático de conmutación de alimentación; 3) Interruptor automático de conmutación de alimentación entre dos sistemas de puesta a tierra diferentes; 4) Interruptor automático de entrada del sistema TT; 5) El interruptor automático utilizado en el sistema IT cuando se saca la línea neutra.

Los interruptores automáticos de cuatro polos generalmente no son necesarios o están prohibidos en las siguientes circunstancias:

1) En los sistemas TN-S y TN-C-S generalmente no es necesario instalar interruptores automáticos de cuatro polos; 2) Está estrictamente prohibido el uso de interruptores automáticos de cuatro polos en el sistema TN-C.

5 Precauciones durante el uso del interruptor automático tras la selección

1) Tras la selección del interruptor automático, durante su uso deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: las características de protección de fuga, sobrecarga y cortocircuito del interruptor automático están ajustadas por el fabricante y no pueden modificarse a voluntad durante el uso, para no afectar al rendimiento;

2) Una vez conectado el circuito, compruebe si el cableado es correcto. Puede verificarse mediante el botón de prueba. Después de que el interruptor automático se desconecte por cortocircuito, debe revisarse el contacto. Si el contacto principal está gravemente quemado o presenta picaduras, debe repararse; si el interruptor automático no puede desconectarse, indica que el interruptor automático o el circuito presentan una avería y necesitan mantenimiento.

3) Una vez puesto en servicio el protector de fuga, el usuario debe comprobar mediante el botón de prueba si el interruptor automático funciona correctamente tras un periodo de tiempo; el cableado de carga del interruptor automático de corriente residual debe pasar por el extremo de carga del interruptor automático, y no se permite que ninguna línea de fase o línea neutra de la carga deje de pasar por el interruptor automático de corriente residual, ya que de lo contrario provocaría una «fuga» artificial y haría que el interruptor automático no pudiera cerrarse, dando lugar a un «disparo indebido».

4) El interruptor automático de corriente residual tetrapolar debe conectarse a la línea neutra para que el circuito electrónico funcione con normalidad; el botón de inspección sirve para comprobar el estado de funcionamiento del interruptor automático cuando está cerrado y con tensión, ya sea tras su instalación reciente o tras un tiempo de servicio. Al pulsar el botón de prueba, el interruptor automático puede desconectarse, lo que indica que funciona con normalidad y puede seguir utilizándose;

5) Para proteger las líneas y los equipos con mayor eficacia, los interruptores automáticos diferenciales pueden utilizarse junto con fusibles. Si el interruptor automático se dispara debido a un fallo del circuito protegido, la maneta de accionamiento queda en la posición de disparo. Una vez determinada la causa y eliminado el fallo, tire de la maneta de accionamiento hacia abajo para que el mecanismo de accionamiento vuelva a engancharse antes de la operación de cierre.