Uso y mantenimiento de los aparatos eléctricos de baja tensión

¡Al utilizar aparatos eléctricos de baja tensión hay muchos aspectos que deben tenerse en cuenta! ¡Cuando un aparato eléctrico de baja tensión falla, necesitamos conocer el método de reparación de la avería de los aparatos eléctricos de baja tensión! Los aparatos eléctricos de baja tensión son componentes o equipos que pueden abrir y cerrar el circuito de forma manual o automática según señales y requisitos externos, con el fin de conmutar, controlar, proteger, detectar, transformar y regular el circuito u objetos no eléctricos. ¡Veamos las precauciones para el uso de los aparatos eléctricos de baja tensión!

Precauciones para el uso de aparatos eléctricos de baja tensión

Los aparatos eléctricos de baja tensión deben elegir distintos tipos de capacidad de corte en cortocircuito de los interruptores automáticos para adaptarse a la corriente de cortocircuito prevista de cada línea (en el mismo caso). El principio de selección de los interruptores automáticos es: capacidad de corte en cortocircuito de los interruptores automáticos ≥ corriente de cortocircuito prevista de la línea.

1. Para las distintas cargas de los aparatos de baja tensión deben seleccionarse distintos tipos de interruptores automáticos

Las cargas más comunes de los aparatos de baja tensión son las líneas de distribución, los motores y las instalaciones domésticas y similares (iluminación, electrodomésticos, etc.), tres categorías. A ello corresponden los interruptores automáticos de tipo protección de distribución, de tipo protección de motor y de tipo protección doméstica y similar. La naturaleza de la protección y las características de protección de estos tres tipos de interruptores automáticos no son las mismas. Los interruptores automáticos de tipo distribución se dividen en clase A y clase B: la clase A es de tipo no selectivo y la clase B, de tipo selectivo. El llamado tipo selectivo se refiere al interruptor automático con las tres características de protección: retardo largo por sobrecarga, retardo corto por cortocircuito e instantáneo por cortocircuito. Los interruptores automáticos universales (también llamados de bastidor) de las series DW15, DW17 (ME), AH y DW40, DW45 son en su mayoría de tipo B, mientras que las series DZ5, DZ15, DZ20, TO, TG, CM1, TM30 y HSM1, así como algunas especificaciones de los universales DW15 y DW17, por disponer solo de protección de dos segmentos (retardo largo por sobrecarga e instantáneo por cortocircuito), son interruptores automáticos de tipo A no selectivos. Protección selectiva.

2, cuando se produce un cortocircuito en el punto F, solo actúa el interruptor automático QF2 próximo al punto F, mientras que el interruptor automático QF1 situado aguas arriba no actúa; esto es protección selectiva (como QF1 no actúa, la alimentación de las derivaciones de QF3 y QF4 se mantiene). Si QF2 y QF1 son ambos interruptores automáticos de clase A, entonces, al producirse un cortocircuito en el punto F, cuando el valor de la corriente de cortocircuito alcanza cierto valor, QF1 y QF2 actúan simultáneamente, y el circuito del interruptor QF1 y todas las derivaciones situadas por debajo de él quedan sin tensión, lo que no es protección selectiva. La razón de la protección selectiva es que QF1 es un interruptor automático de clase B, que posee la característica de retardo corto por cortocircuito; cuando hay cortocircuito en el punto F, la corriente de cortocircuito que atraviesa la derivación QF2 también atraviesa el circuito QF1, y QF2 actúa de forma instantánea mediante el disparador (normalmente su tiempo total de corte no es superior a 0,02 s); debido al retardo corto de QF1, este no actúa en 0,02 s (su retardo corto ≥ 0,1 s o 0,2, 0,3, 0,4 s). Al actuar QF2 y cortar la línea averiada, todo el sistema vuelve a la normalidad.

3, se puede observar que si se desea cumplir los requisitos de la protección selectiva, el nivel superior de interruptores automáticos debe elegirse con un interruptor automático de tipo B con protección de tres etapas. Para los aparatos de baja tensión destinados a la protección directa de motores, es decir, los interruptores automáticos de protección de motor, basta con que dispongan del rendimiento de protección de dos segmentos (retardo largo por sobrecarga e instantáneo por cortocircuito), por lo que pueden elegirse interruptores automáticos de clase A (incluidos los de caja moldeada y los universales); las series DZ5, DZ15, TO, TG, GM1, TM30, HSM1 y DW15, además del rendimiento de protección de distribución, en sus especificaciones de 630 A y siguientes disponen todas de la función de proteger motores.

Reparación de averías eléctricas de baja tensión

Los diversos componentes eléctricos se dañan tras un uso prolongado o debido a un uso inadecuado, por lo que es necesario un mantenimiento oportuno. En el circuito eléctrico se utilizan muchos aparatos eléctricos, y su estructura varía en complejidad, así que aquí analizaremos primero las averías comunes y los métodos de reparación de cada componente común a cada aparato eléctrico, y después analizaremos las averías comunes y los métodos de reparación de algunos aparatos habituales.

1、Averías comunes y mantenimiento de componentes eléctricos

1.1 Fallo de contactos y mantenimiento

(1) Sobrecalentamiento del contacto. Cuando el contacto está conectado, la corriente que lo atraviesa genera calor; en circunstancias normales, el contacto no se sobrecalienta. Cuando la resistencia de contacto entre el contacto fijo y el móvil es demasiado grande o la corriente que lo atraviesa es demasiado elevada, se produce un sobrecalentamiento del contacto; cuando la temperatura del contacto supera el valor admisible, las características del contacto se deterioran, e incluso puede producirse la fusión por soldadura. Análisis de las causas concretas del sobrecalentamiento del contacto

Como sigue: ① La corriente entre los contactos móvil y fijo es demasiado grande. Los contactos de cualquier aparato eléctrico deben funcionar con su valor de corriente nominal, ya que de lo contrario se sobrecalentarán. Que la corriente del contacto sea demasiado alta o demasiado baja puede deberse a cuatro causas: tensión del sistema demasiado alta o demasiado baja; funcionamiento con sobrecarga del equipo eléctrico; selección inadecuada de la capacidad del contacto eléctrico; y funcionamiento con fallo. ② La resistencia de contacto entre los contactos fijo y móvil aumenta. El tamaño de la resistencia de contacto está relacionado con el grado de calentamiento del contacto; las razones de su aumento son: una es que el resorte de presión del contacto pierde elasticidad y provoca una presión insuficiente, o que el contacto se desgasta y adelgaza, en cuyo caso debe sustituirse el resorte o el contacto; otra es el mal contacto de la superficie de contacto. Por ejemplo, durante el funcionamiento se acumulan polvo, aceite y suciedad en la superficie de contacto, aumentando la resistencia de contacto; además, cuando el contacto se cierra y se abre, el arco quema y erosiona la superficie de contacto, provocando irregularidades y una reducción del área de contacto, y causando un contacto deficiente. Por lo tanto, debe prestarse atención al funcionamiento de los contactos y reforzar el mantenimiento. La capa de óxido de la superficie de contacto de cobre y los contactos quemados pueden rasparse o corregirse con una lima fina; en las superficies de contacto de corriente alta y media, lo importante es que estén planas aunque no sean lisas; los contactos de pequeña capacidad requieren una buena calidad superficial; los contactos de plata y de base plateada pueden limpiarse con algodón impregnado en gasolina o tetracloruro de carbono, ya que la capa de óxido no afecta al rendimiento del contacto. Al reparar los contactos, el personal de mantenimiento debe recordar no raspar ni cortar en exceso, para no afectar a la vida útil, y no debe utilizar tela abrasiva ni muela para la reparación, a fin de evitar que granos de cuarzo queden incrustados en la superficie de contacto y perjudiquen su rendimiento.

Para comprobar la presión de contacto puede utilizarse el método experimental de la tira de papel. Se coloca una tira de papel (de 0,01 mm de espesor) ligeramente más ancha que los contactos entre el contacto móvil y el fijo, con el interruptor en posición cerrada, y luego se tira de la tira de papel con la mano; por lo general, en los aparatos de pequeña capacidad, con un poco de fuerza la tira de papel se puede extraer; en los aparatos de mayor capacidad, la tira de papel se extrae tras romperse. El fenómeno anterior indica que la presión de contacto es adecuada. Si la tira de papel se extrae con facilidad, significa que la presión es insuficiente; si la tira de papel se rompe, significa que la presión de contacto es excesiva.

El ajuste de la presión de contacto puede resolverse ajustando el resorte de contacto. Si el resorte de contacto está dañado, puede sustituirse por uno nuevo o fabricarse uno mismo según las dimensiones originales. El resorte de presión de contacto suele fabricarse con alambre de acero al carbono para resortes; el resorte recién enrollado debe someterse a un revenido a 250 °C ~ 300 °C, con un tiempo de mantenimiento de unos 20 ~ 40 min; cuanto mayor sea el diámetro del alambre, más largo será el tiempo necesario. Los resortes galvanizados deben desoxigenarse, manteniéndolos a una temperatura de unos 200 °C durante 2 h para eliminar la fragilidad.

(2) Desgaste del contacto. Existen dos tipos de desgaste del contacto: uno es el desgaste eléctrico, causado por la alta temperatura de la chispa eléctrica o del arco entre los contactos, que provoca la vaporización del metal del contacto; el otro es el desgaste mecánico, causado por el rozamiento de deslizamiento de la superficie de contacto debido al impacto al cerrarse el contacto, etc. Durante su uso, el contacto se va adelgazando por el desgaste; cuando queda aproximadamente 1/2 del espesor original, debe sustituirse por contactos nuevos; si el contacto se desgasta demasiado rápido, debe determinarse la causa y solucionarse.

(3) Fusión por soldadura del contacto. El fenómeno de que las superficies de contacto móvil y fija se fundan y suelden entre sí y luego se separen se conoce como fusión por soldadura del contacto. Cuando los contactos se cierran, debido al impacto y la vibración, en el pequeño entrehierro entre los contactos fijo y móvil se produce una corriente de corta duración y la temperatura del arco alcanza los 3000 °C ~ 6000 °C, lo que puede quemar o fundir la superficie de contacto, soldando así los contactos móvil y fijo. Las causas comunes de la soldadura de contactos son: selección inadecuada, de modo que la capacidad del contacto es demasiado pequeña mientras la corriente de carga es demasiado grande; frecuencia de maniobra demasiado alta; daño del resorte de contacto que reduce la presión inicial. Tras la soldadura del contacto solo puede sustituirse por uno nuevo; si la soldadura por fusión se debe a una capacidad de contacto insuficiente, deberá elegirse un aparato de mayor capacidad.

1.2 Fallo y mantenimiento del sistema electromagnético

(1) El núcleo de hierro produce ruido. El ligero zumbido del sistema electromagnético durante el funcionamiento es normal; si el sonido es demasiado fuerte o anómalo, puede determinarse que el mecanismo electromagnético presenta una avería. ① El contacto entre el inducido y la superficie del núcleo no es bueno, o el inducido está torcido. El núcleo y el inducido se deforman y desgastan tras numerosos choques magnéticos, o bien, debido a la acumulación de suciedad, aceite, óxido, etc. en la superficie de contacto, se produce un mal contacto mutuo y vibración con ruido. La vibración del núcleo hace que la bobina se sobrecaliente, y en casos graves la quema; en el núcleo en forma de E, el entrehierro entre la columna del núcleo y el inducido es de 0,1-0,2 mm; la deformación de la cara frontal del núcleo reduce el entrehierro y también aumenta el ruido del núcleo. Si hay grasa en la cara frontal del núcleo, debe retirarse y limpiarse; si hay deformación o desgaste en la cara frontal, puede colocarse plana una tela abrasiva fina sobre la superficie plana para repararla. ② Daño del anillo de cortocircuito. Tras numerosos choques, el anillo de cortocircuito instalado en la ranura del núcleo puede fracturarse o desprenderse. La fractura del anillo de cortocircuito suele producirse en el exterior del ángulo de la ranura y en la parte de la ranura; en el mantenimiento puede soldarse firmemente la fractura y fijar ambos extremos con resina epoxi; si no puede soldarse, también puede sustituirse el anillo de cortocircuito o el núcleo; si el anillo de cortocircuito se sale, puede presionarse primero en la ranura. ③ Causas mecánicas. Si la presión de contacto es demasiado grande o si alguna pieza móvil se atasca, de modo que el núcleo no puede atraerse por completo, se producirán fuertes vibraciones y ruido.

(2) Avería de la bobina y su mantenimiento. ① Avería de la bobina. Cuando la tensión en los dos extremos de la bobina es constante, cuanto mayor es su impedancia, menor es la corriente que la atraviesa. Cuando el inducido está en posición de separación, la impedancia de la bobina es mínima y la corriente que la atraviesa, máxima; durante el proceso de atracción del núcleo, el entrehierro entre el inducido y el núcleo disminuye gradualmente y la impedancia de la bobina aumenta progresivamente; cuando el inducido se atrae por completo, la corriente de la bobina es mínima; si el inducido y el núcleo, por la razón que sea, no se atraen por completo, aumentará la corriente de la bobina, que se sobrecalentará e incluso se quemará. Si el aislamiento de la bobina está dañado o presenta un daño mecánico y se forma un cortocircuito entre espiras, o un cortocircuito a tierra, se generará localmente en la bobina una gran corriente de cortocircuito, provocando un aumento drástico de la temperatura hasta quemar toda la bobina. Además, si la tensión de alimentación de la bobina es baja o la frecuencia de maniobra es demasiado alta, la bobina se sobrecalentará y se quemará. ② Reparación de la bobina. La bobina quemada debe rebobinarse generalmente. Si el número de espiras en cortocircuito no es elevado y el cortocircuito está próximo al extremo de la bobina, permaneciendo intactas las demás partes, pueden retirarse las espiras dañadas y el resto puede seguir utilizándose, sin que el impacto sobre el rendimiento de funcionamiento del aparato sea grande.

(3) Avería y mantenimiento del sistema de extinción del arco. La avería del sistema de extinción del arco se refiere a daños en la cubierta apagaarcos, humedad, carbonización, cortocircuito entre espiras de la bobina de soplado magnético, desprendimiento del ángulo de arco y de la rejilla, etc. Estas averías pueden provocar que el arco no se extinga o que se prolongue el tiempo de extinción del arco. Si la cubierta apagaarcos está húmeda, puede secarse; si está carbonizada, puede rasparse la suciedad acumulada; si la bobina de soplado magnético tiene un cortocircuito, puede aislarse la parte en cortocircuito; si el ángulo de arco se ha desprendido, debe volver a instalarse; si la rejilla se ha desprendido y quemado, puede utilizarse una lámina de hierro recortada según las dimensiones originales.

2、Averías eléctricas comunes y mantenimiento

2.1 Fallo y mantenimiento del contactor

Además del análisis y la reparación de fallos del contactor y del sistema electromagnético ya presentados, a continuación se describen otros fallos comunes.

(1) Falta de fase por contacto. La falta de fase causada por un mal contacto de una fase o por el aflojamiento del tornillo de fijación hace que el motor funcione con falta de fase. En este caso, el motor también puede girar, pero la velocidad es baja y emite un fuerte zumbido. Si se detecta esta situación, debe detenerse de inmediato y repararse.

(2) Fusión por soldadura del contactor. Una frecuencia de maniobra del contactor demasiado alta, el funcionamiento con sobrecarga, un cortocircuito en el lado de carga, la presencia de partículas conductoras en la superficie de contacto o una presión demasiado baja del resorte de contacto, etc., provocarán la fusión por soldadura de los contactos. Cuando se produce esta avería, aunque se pulse el botón de parada, el motor no se detendrá; debe desconectarse de inmediato el interruptor del nivel anterior y, a continuación, proceder a su revisión.

(3) Cortocircuito entre fases. Debido al fallo del enclavamiento de avance y retroceso del contactor, o a una maniobra incorrecta que hace que dos contactores entren en funcionamiento a la vez y provoquen un cortocircuito entre fases; o bien porque la acción del contactor es demasiado rápida y el tiempo de conmutación es corto, produciéndose un cortocircuito por arco durante el proceso de conmutación. En tales casos, puede utilizarse el enclavamiento compuesto de contactor y botón en la línea de control para gobernar el giro de avance y retroceso del motor.

2.2 Fallo del relé térmico y reparación

El fallo del relé térmico suele presentar los fenómenos de elemento térmico quemado, funcionamiento incorrecto y falta de funcionamiento.

(1) El elemento térmico se ha quemado. Cuando la frecuencia de actuación del relé térmico es demasiado alta, o se produce un cortocircuito en el lado de carga o la corriente es demasiado elevada, el elemento térmico se quema. Para subsanar esta avería debe cortarse primero la alimentación, revisar el circuito para descartar el cortocircuito y, a continuación, volver a seleccionar el relé térmico adecuado y reajustar el valor de consigna.

(2) Funcionamiento indebido del relé térmico. Las causas de esta avería son: un valor de calibración demasiado pequeño, de modo que actúa sin que haya sobrecarga; un tiempo de arranque del motor demasiado largo, de modo que el relé térmico puede dispararse durante el proceso de arranque; una frecuencia de maniobra demasiado alta, de modo que el relé térmico recibe con frecuencia el impacto de la corriente de arranque; el uso en lugares con fuertes sacudidas y vibraciones, de modo que el mecanismo de actuación del relé térmico se afloja y se dispara; además, si el hilo de conexión es demasiado fino también provocará una actuación falsa del relé térmico. Ante el fenómeno de avería anterior debe sustituirse por un relé térmico adecuado a la naturaleza de trabajo indicada y ajustarse razonablemente el valor de calibración, o bien sustituirse el hilo de conexión correspondiente.

(3) El relé térmico no actúa. Debido a que los elementos térmicos están quemados o desconectados, a que el valor de ajuste de la corriente es demasiado grande y por ello una sobrecarga prolongada aún no provoca la actuación; al desprendimiento de la placa guía; a que el hilo de conexión es demasiado grueso y a otras razones, el relé térmico no funciona y por tanto el motor no recibe protección. Conforme a las causas mencionadas puede realizarse una reparación específica. Además, tras la actuación del relé térmico no debe rearmarse manualmente de inmediato: hay que esperar 2 min a que se enfríe el bimetal y luego reposicionar el contacto.

2.3 Reparación de fallos del relé de tiempo

Si la bolsa de aire del relé de tiempo neumático está dañada o su junta no es estanca y presenta fugas, el tiempo de acción retardada se acorta e incluso puede no producirse el retardo; la cámara de aire exige una limpieza extrema, ya que si durante el desmontaje entra polvo en el conducto de aire, este se obstruye y el tiempo de retardo del relé de tiempo se vuelve muy largo. Ante la situación anterior puede desmontarse la cámara de aire, sustituir la membrana de goma o eliminar el polvo, con lo que se soluciona la avería. El relé de tiempo neumático, por los cambios de temperatura ambiente y el almacenamiento prolongado, sufre variaciones en el tiempo de retardo, que pueden ajustarse según la situación concreta.

2.4 Fallo y reparación del relé de velocidad

Cuando falla el relé de velocidad, generalmente se observa que el motor no frena al detenerse. Este fallo probablemente se deba a un ajuste inadecuado del tornillo de regulación o a la rotura del péndulo de caucho si el contacto no es defectuoso. Basta con desmontar la tapa posterior del relé de velocidad para su mantenimiento.