Los interruptores termomagnéticos son actualmente los elementos de maniobra y protección más utilizados en las instalaciones de baja y media tensión. Son capaces de detectar e interrumpir corrientes de sobrecarga y cortocircuito brindando una operación más segura y practica para el usuario, que los fusibles. Se dividen en dos partes principales: Parte térmica y Parte magnética.
La parte térmica se basa en la Ley de Joule, es decir, relaciona el valor de corriente que circula por un conductor y el calor que esta genera sobre el mismo. También es utilizado el fenómeno de dilatación de los materiales debido al calor. En base a estos dos fenómenos físicos se construyen los bimetales del interruptor, los cuales están fabricados de dos componentes con coeficientes de dilatación diferentes. Una cinta de este bimetal se fija por un extremo y se intercala en serie con el circuito a proteger. Al circular una corriente mayor a la nominal o mayor al calibre del interruptor, la misma pasa por los bimetales generando calor, y produciendo la curvatura del mismo hacia un lado (hacia el lado del bimetal de menor coeficiente). De esta manera se logra que el movimiento de la lámina destrabe un resorte en un mecanismo de disparo brusco, que termina en la apertura de un juego de contactos.
La imagen muestra el bimetal derecho y doblado por una corriente de sobrecarga.
La parte magnética relaciona la corriente que circula por una bobina y el campo magnético que la misma genera. Dentro de una bobina se coloca un núcleo de hierro móvil capaz de destrabar el mecanismo de disparo del interruptor. El movimiento del núcleo obedece a las reglas de atracción y repulsión magnética, y el mecanismo esta regulado (cantidad de espiras) de modo tal que para los valores de corriente normales o de sobrecarga leves el campo magnético sea débil y no ocasione movimiento del núcleo móvil.
Cuando se produce un cortocircuito, la corriente se eleva hasta 25 veces la corriente nominal, lo que genera un campo magnético muy fuerte, dicho campo magnético interactúa con el núcleo movido haciéndolo salir disparado hacia el mecanismo de apertura del interruptor, actuando mucho mas rápido que la parte térmica del mismo.
En conclusión, el interruptor solo tiene un mecanismo de apertura de contactos el cual puede ser accionado de dos maneras diferentes. Los interruptores deben instalarse en ambientes con temperaturas no mayores a 45º, ya que pueden producirse disparos del interruptor a menor corriente de censado.
La imagen muestra el núcleo dentro de la bobina y el núcleo disparado por acción magnética.
¿Como seleccionar un interruptor termomagnético adecuadamente?
Se debe seleccionar:
1) Cantidad de polos:
La cantidad de polos corresponde a la cantidad de conductores a proteger. En instalaciones monofásicas se usaran interruptores de 2 polos, en instalaciones trifásicas de 3 o 4 polos (dependiendo si hay o no neutro). El modelo unipolar queda relegado a funciones específicas, ya que la reglamentación de la AEA (Asociación Electrotécnica Argentina) prohíbe el uso de interruptores unipolares para la protección de circuitos.
2) Corriente nominal (In):
La corriente nominal se determina en base a la corriente máxima proyectada y la corriente máxima admisible por el cable. El valor de corriente nominal de la protección debe estar entre estos dos valores. Siendo mayor o igual a la corriente de proyecto y menor o igual a la corriente máxima admisible por el cable. Calibres comerciales: 1A/2A/3A/6A/10A/16A/20A/25A/32A/40A/50A/63A/80A/100A y 125A.
3) Curva de disparo:
Las curvas de disparo de un interruptor ya sea termomagnético, diferencial o de los propios fusibles muestra la corriente de disparo del mismo pero en veces de la corriente nominal.
Curva de disparo B: La corriente a partir de la cual se puede producir el disparo térmico (20ms) es de 3In, entre 3In y 5In el disparo puede ser térmico o magnético y a partir de 5In el disparo debe ser si o si magnético. Se utiliza para circuitos con cargas que no produzcan picos de arranque como lámparas incandescentes y resistencias calefactores.
Curva de disparo C: La corriente a partir de la cual se puede producir el disparo térmico (20ms) es de 5In, entre 5In y 10In el disparo puede ser térmico o magnético y a partir de 10In el disparo debe ser si o si magnético. Se utiliza para circuitos de alumbrado y tomacorrientes en instalaciones domiciliarias.
Curva de disparo D: La corriente a partir de la cual se puede producir el disparo térmico (20ms) es de 10In, entre 10In y 20In el disparo puede ser térmico o magnético y a partir de 20In el disparo debe ser si o si magnético. Se utiliza para cargas que generan o presentan picos transitorios de corriente como motores de inducción trifásicos y maquinas de soldadura.
4) Corriente máxima de cortocircuito (Icu):
Dentro de los interruptores termomagnéticos tipo modular para riel din, hasta 125A, existen tres valores de corriente máxima de cortocircuito: 3kA, 4,5kA y 6kA. La reglamentación exige como mínimo 3kA para instalaciones domiciliarias o comerciales. Para otras instalaciones se deberá elaborar un cálculo de la corriente de cortocircuito.
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