Dispositivos de Protección Eléctrica: Funcionamiento y Aplicaciones

Conceptos Fundamentales de Protección Eléctrica

Sobreintensidad

La **sobreintensidad** se define como un aumento de corriente que supera la intensidad nominal del circuito.

Cortocircuito

Un **cortocircuito** se produce al conectar dos o más puntos de diferente potencial, generando una corriente muy elevada.

Sobrecarga

La **sobrecarga** ocurre cuando la carga del circuito demanda un consumo mayor de lo habitual o se han conectado cargas cuya potencia supera la total de la instalación.

Dispositivos de Protección

Fusibles

Los **fusibles** son dispositivos de protección diseñados para interrumpir un circuito cuando la corriente excede un valor predeterminado, protegiendo contra cortocircuitos y sobrecargas.

Inconvenientes de los Fusibles:

• Diferencia entre la intensidad nominal (In) y la intensidad de fusión, dependiendo del tiempo.
• Imposibilidad de ajuste dentro de gamas de intensidad.
• Posibilidad de reemplazar un cartucho por uno de mayor calibre (excepto los de tipo D en sistemas trifásicos).
• Corte por fusión de una sola fase, permaneciendo las otras en servicio en sistemas trifásicos, lo que puede causar daños a motores.

Partes de un Fusible:

• Lámina calibrada: Elemento fusible que se funde.
• Puntos de fusión: Zonas específicas donde se produce la interrupción.
• Relleno de sales: Material que ayuda a extinguir el arco eléctrico.
• Casquillo: Conexión metálica.
• Unión a presión: Asegura el contacto eléctrico.
• Envolvente cerámico: Aislamiento y contención del arco.

Tipos de Fusibles:

• Fusibles de tipo D: Utilizados en sistemas específicos.
• Fusibles de cuchilla: La base agarra firmemente las cuchillas de contacto, asegurando una conexión robusta.

Interruptor Magnetotérmico

El **interruptor magnetotérmico** es un aparato mecánico de conexión capaz de restablecer, soportar e interrumpir las corrientes en condiciones normales y anormales (sobrecargas y cortocircuitos).

Ventajas del Magnetotérmico:

• Reposición del servicio de forma sencilla tras un disparo.
• Desconexión simultánea de todos los polos (generalmente dos o tres).
• Posibilidad de verificación de su estado tras un disparo.
• Señalización simple de su estado (abierto/cerrado).

Inconvenientes del Magnetotérmico:

• Vida útil limitada.
• Menor poder de corte en comparación con algunos fusibles.
• Mayor coste inicial.

Curvas de Disparo de Magnetotérmicos:

Las curvas de disparo definen el comportamiento del magnetotérmico ante diferentes intensidades de corriente:

• Curva B: Disparo entre 3 y 5 veces la intensidad nominal (In). Adecuada para circuitos con cargas resistivas o iluminación.
• Curva C: Disparo entre 5 y 10 veces la intensidad nominal (In). La más común, para cargas generales y motores con arranque moderado.
• Curva D: Disparo entre 10 y 20 veces la intensidad nominal (In). Para cargas con altas corrientes de arranque, como motores grandes o transformadores.
• Curva MA: Disparo a 12 veces la intensidad nominal (In). Específica para protección de motores, solo con protección magnética.
• Curva Z: Disparo entre 2 y 3 veces la intensidad nominal (In). Para circuitos electrónicos o cargas muy sensibles.

Disyuntor Motor

El **disyuntor motor** es un interruptor automático magnetotérmico diseñado específicamente para la protección de motores. Se caracteriza por tener un sistema de reglaje de la intensidad que permite ajustarla a la intensidad nominal del motor, ofreciendo una protección precisa contra sobrecargas y cortocircuitos.

Protección contra Contactos Eléctricos

Protección contra Contactos Directos

Los **contactos directos** son aquellos en los que una persona entra en contacto con partes activas de la instalación que están bajo tensión en condiciones normales. Las medidas de protección incluyen:

• Protección por aislamiento de partes activas: Recubrimiento de conductores con material aislante.
• Protección por barreras o envolventes: Uso de cubiertas o cajas que impiden el acceso a partes activas.
• Protección por medio de obstáculos o por fuera de alcance (por alejamiento): Ubicación de partes activas a una distancia segura o uso de elementos que impidan el acceso involuntario.

Protección contra Contactos Indirectos

Los **contactos indirectos** se producen cuando una persona entra en contacto con masas (partes metálicas normalmente sin tensión) que se han puesto accidentalmente bajo tensión debido a un fallo de aislamiento. Las medidas de protección incluyen:

• Protección por desconexión automática de la alimentación (Diferencial): Interrupción rápida del suministro eléctrico ante una corriente de fuga.
• Protección por utilización de equipos de Clase II (doble aislamiento): Aparatos con aislamiento reforzado que no requieren conexión a tierra.
• Protección por separación de circuitos: Alimentación de un circuito a través de un transformador de aislamiento.
• Protección por muy baja tensión de seguridad (MBTS) o funcional (MBTF): Uso de tensiones seguras que no representan riesgo.

Interruptor Diferencial

El **interruptor diferencial** es un aparato capaz de detectar las corrientes de defecto de aislamiento en una instalación y, en este caso, de interrumpir la corriente del circuito, protegiendo eficazmente contra contactos indirectos y, en algunos casos, directos.

Sensibilidad de un Diferencial:

La sensibilidad se refiere a la corriente de fuga a partir de la cual el diferencial actúa:

• Alta sensibilidad: 30 mA (miliamperios). Obligatorio en circuitos de uso general y baños, para protección de personas.
• Media sensibilidad: 100, 300, 500 mA. Utilizados para protección de instalaciones o equipos, o como protección general.
• Baja sensibilidad: 1, 3, 5 A (amperios). Usados en aplicaciones industriales o donde se requiera menor sensibilidad.

Sistemas de Puesta a Tierra

La **puesta a tierra** es una medida fundamental para la seguridad eléctrica, especialmente contra contactos indirectos.

Electrodo de Pica

El **electrodo de pica** es una varilla desnuda de cobre de 35 mm² o más de sección, hincada verticalmente en el terreno. Es el apropiado para casas, farolas, obras, etc., donde se requiere una toma de tierra localizada.

Electrodo de Anillo

El **electrodo de anillo** es un cable desnudo de 35 mm² de sección que recorre toda la instalación perimetralmente y se une mediante soldadura autógena, formando un anillo alrededor de la edificación para una distribución más uniforme de la corriente de fuga.

Resumen de Protecciones por Dispositivo