Seguridad eléctrica: protección contra cortocircuitos
Una condición de cortocircuito significa que un circuito permite que la corriente fluya a través de una ruta no deseada con una impedancia eléctrica muy baja. Es un contacto directo entre dos puntos de diferente potencial eléctrico.
El sistema de protección contra cortocircuitos se divide en los siguientes sistemas:
Sistema de corriente alterna
- Contacto de fase a tierra
- Contacto de fase a neutro
- Contacto fase a fase
- Contacto entre devanados de una máquina eléctrica en una fase
Sistema de corriente continua
- Contacto de polo a tierra
- Contacto entre dos polos
Puede haber numerosas causas que den como resultado el tipo de contactos anterior, incluidos daños en el aislamiento de los conductores, alambres y cables sueltos, rotos o pelados, y deposición de materiales conductores como polvo, humedad, etc.
Principales causas de cortocircuito
Un aumento repentino de corriente equivale a cien veces la corriente de trabajo fluye a través del circuito. Esto conduce al daño de los equipos eléctricos. Los siguientes dos fenómenos son responsables de los efectos devastadores de los cortocircuitos:
Fenómeno termal
Este fenómeno se refiere a la energía liberada en el circuito eléctrico cuando la corriente de cortocircuito fluye a través del circuito. Este efecto térmico da como resultado las causas de un cortocircuito:
Fusión de los contactos del conductor
Daño al aislamiento
Generación de arcos eléctricos
Destrucción de los elementos térmicos en el relé bimetálico
Fenómeno electrodinámico
Este fenómeno se refiere a la producción de estrés mecánico intensivo cuando la corriente se cruza y da como resultado las siguientes condiciones:
- Rotura de los conductores
- Repulsión de contactos dentro de los contactores
- Distorsión de conductores en bobinados.
Dispositivos de protección contra cortocircuitos
Para proteger los dispositivos y las personas de los peligros de cortocircuito, se utilizan dispositivos de protección en circuitos eléctricos. Estos dispositivos pueden detectar las fallas y disparar el circuito inmediatamente antes de que la sobrecorriente alcance el máximo.
Hay dos dispositivos de protección populares que se utilizan con frecuencia en todos los circuitos eléctricos.
Fusible
El fusible se opera una vez en el circuito y luego se debe reemplazar después de que ocurra el disparo. Es útil para la protección fase por fase (unipolar). Ofrece una alta capacidad de rotura a bajo volumen, lo que limita la tensión electrodinámica.
Las siguientes imágenes muestran diferentes tipos de fusibles:
Cortacircuitos
Los disyuntores se pueden restablecer de forma manual o automática. Rompe automáticamente el circuito en un corto tiempo de corte y separa la carga de la fuente de alimentación que protege el circuito de cualquier daño. Los disparadores magnéticos de CB abren los polos. Los CB limitan los efectos térmicos y termodinámicos. Funciona más rápido que un fusible. Por ejemplo, Disyuntor de caja moldeada (MCCB), Interruptor de caja moldeada (MCS), Disyuntor de aire / aceite / SF6 / vacío (ACB / OCB / SCB / VCB).
Las siguientes imágenes muestran diferentes tipos de disyuntores:
Características de los dispositivos de protección contra cortocircuitos
Ahora aprenderemos las diferentes características de los dispositivos de protección contra cortocircuitos. Las características se muestran a continuación:
Capacidad de Interrupción
El valor máximo de la corriente de cortocircuito estimada que puede permitir que el dispositivo rompa el circuito a un voltaje dado se llama capacidad de corte.
Capacidad de cierre
La corriente máxima de cortocircuito que puede permitir que el dispositivo alcance su voltaje nominal en una condición específica se llama capacidad de cierre. Es el múltiplo racional de la capacidad de ruptura.