Protector eléctrico domiciliario. Contactos


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1 Protector eléctrico domiciliario Contactos Ing. Eduardo Ostera / / Téc. Edgardo Juárez / / 1

2 Descripción del Dispositivo Función CLAMP es un dispositivo para proteger los electrodomésticos que forman parte de una instalación eléctrica domiciliaria. CLAMP monitorea la tensión proveniente de la red exterior (EPE) y solamente conecta su instalación si los valores de tensión son seguros. Descripción de los controles y características CLAMP posee en su panel frontal 3 potenciómetros para ajustar los dos límites de operación (alto y bajo) y el tiempo o retardo de reconexión. El potenciómetro superior es utilizado para fijar el límite superior de tensión, por encima del cual CLAMP interrumpirá el suministro eléctrico a la instalación, pero sin dejar de monitorear su valor. La escala de este ajuste está graduada con valores desde 230V a 280V El potenciómetro medio es utilizado para fijar el límite inferior de tensión, por debajo del cual CLAMP interrumpirá el suministro eléctrico a la instalación. La escala de este ajuste está graduada con valores desde 160 a 210V Ambos controles poseen una histéresis de aproximadamente el 2% para evitar el efecto de tableteo cuando la tensión es muy cercana a alguno de los valores límites. Finalmente, el potenciómetro inferior controla el tiempo de reconexión, este ajuste asume valores desde 10s a 60s El tiempo de reconexión es el lapso desde que la tensión entra en la ventana permitida y la habilitación del relé de control. El panel frontal cuenta además con tres indicadores luminosos, el superior (color rojo) indica que la tensión es superior al valor límite programado, el medio (también color rojo) indica que la tensión es inferior al valor límite programado. En ambas situaciónes, el relé de control estará desactivado y por lo tanto el suministro eléctrico a la instalación permanece interrumpido. El indicador luminoso inferior (color verde) tiene doble función: si está encendido, la tensión se encuentra dentro de los límites programados y por lo tanto el relé de control está activado. Si este indicador está parpadeando, indica que si bien la tensión está dentro de los límites programados, todavía no se ha cumplido el tiempo de reconexión y por lo tanto el relé de control permanecerá abierto. CLAMP también cuenta con un pequeño buzzer el cual se activará durante unos segundos si la tensión excede los límites programados. Por otro lado, el mismo buzzer se activará con una determinada cadencia durante el retardo de reconexión. CLAMP posee una salida de datos para conectar a una PC y de esta manera leer la tensión medida por el instrumento 2

3 Operación Cuando CLAMP es energizado, mantiene el relé en posición abierto y por lo tanto el contactor permanece desenergizado impidiendo la entrega del suministro eléctrico a la instalación. Inmediatamente el dispositivo comenzará a monitorear la tensión y solamente habilitará al relé de control cuando haya transcurrido el tiempo programado, siempre y cuando la tensión haya estado entre los límites programados. Observar la siguiente gráfica Conexión CLAMP posee un relé interno capaz de manejar la bobina de un contactor externo. El uso de un contactor externo es obligatorio, el dimensionamiento de este contactor depende de la carga con la que opere la instalación eléctrica a proteger. El diagrama de conexión es el siguiente: Sistema monofásico Sistema trifásico 3

4 Especificaciones técnicas Tensión de alimentación: VCA Consumo aproximado 0.5VA Sensado: Rango de sensado: 160 VCA a 280 VCA Repetitividad: 1% Histéresis: 2% Tiempo de respuesta: 100ms (aproximadamente) Temporizado: Rango de temporizado: 10s a 60s 4

5 Generalidades de las protecciones eléctricas Se exponen brevemente los distintos tipos de protecciones eléctricas que podemos encontrar en instalaciones domiciliarias. INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO Comúnmente llamado térmica, este interruptor tiene dos funciones diferentes 1 Proveer protección contra sobrecargas (Efecto térmico): Sucede cuando muchos electrodomésticos son encendidos simultáneamente y sobrecargan la instalación). El valor en el cual se produce la interrupción del suministro es el valor nominal del instrumento (figura en el frente) 2 Proveer protección contra cortocircuitos (efecto magnético): Sucede cuando algún electrodoméstico está dañado y produce un cortocircuito o este es producido accidentalmente. Esta protección es muy rápida y el valor de corriente con el que actúa es varias veces (depende del fabricante) el valor nominal de la llave, en general entre 4 y 20 veces el valor nominal. En ambos casos la protección actúa interrumpiendo el suministro eléctrico, por eso se llama interruptor. INTERRUPTOR DIFERENCIAL Comúnmente llamado Disyuntor o Diferencial este dispositivo está destinado a la protección de las personas y mascotas. Este dispositivo mide de manera permanente la corriente que entrega por su borne + y la que recibe por su borne -, si todo funciona adecuadamente estas corrientes serán iguales y el circuito operará normalmente. Si la corriente del borne + es distinta a la del borne el suministro se interrumpirá. Esta situación se da cuando, por ejemplo, una persona toca uno de los bornes de un artefacto eléctrico, en este caso se produce una circulación de corriente a través del cuerpo hacia tierra y esto hace que la corriente que mide el interruptor diferencial en sus bornes sea distinta, interrumpiendo el suministro. Aquí también la protección se realiza interrumpiendo el suministro eléctrico. CLAMP La protección que faltaba Este dispositivo protege la instalación y todos los electrodomésticos que contiene. CLAMP interrumpe el suministro cuando la tensión eléctrica asuma valores peligrosos, especialmente en los retornos luego de cortes. Como en los casos anteriores, la protección se realiza interrumpiendo el suministro eléctrico. Utilizando CLAMP no deberá preocupase de desenchufar los electrodomésticos en un corte de luz temiendo que se quemen cuando esta regrese. CLAMP restituye automáticamente el suministro únicamente cuando el valor de la tensión sea seguro para usted y sus electrodomésticos. 5

6 Perturbaciones eléctricas Nuestra sociedad se ha vuelto totalmente dependiente de la disponibilidad de suministro eléctrico. En general, el suministro eléctrico se abastece a través de una red nacional que interconecta numerosas estaciones generadoras con las cargas. La red debe abastecer las necesidades básicas de iluminación, calefacción, refrigeración, transporte y residencias, así como también abastecer a industrias, comercios, centros médicos, etc. El equipamiento eléctrico con el que cuenta un hogar o una industria hoy día exige un suministro libre de interrupciones o perturbaciones. Las consecuencias de los incidentes en el suministro eléctrico lamentablemente son bien conocidas. La mayoría de los problemas en el suministro eléctrico se originan en la propia red de distribución. Esta al ser la más extensa del sistema es susceptible a las condiciones climáticas como ser vientos, lluvia, calor, rayos y eventualmente nieve, hielo, inundaciones, etc. También existen problemas que se generan en forma local dentro de una instalación por motivos, por ejemplo, de grandes cargas de arranque, ruido eléctrico producido por otras cargas, etc. Entre las perturbaciones más comunes podemos nombrar: 1. Transitorios 2. Bajada de tensión y subtensión 3. Aumento de tensión o sobretensión 4. Fluctuaciones de tensión 5. Interrupción del servicio 5. Asimetría (en sistemas de alimentación trifásica) Transitorios Un transitorio se define como un evento repentino que eleva la tensión durante un corto tiempo (en general milisegundos) y luego se extingue. Transitorio Dependiendo de la energía que involucre el evento transitorio, este puede ser o no dañino. Las causas que producen un transitorio pueden ser rayos, descargas electrostáticas, encendido de cargas altamente inductivas, liberación de grandes cargas, etc. Seguramente, la más letal de estas perturbaciones sea la producida por un rayo. 6

7 Bajada de tensión y subtensión Una bajada de tensión se define como una reducción en el valor eficaz de la tensión durante un periodo determinado, generalmente corto (de algunos segundos). Si esta situación persiste en el tiempo, se dice que estamos en presencia de subtensión. Bajada de tensión Subtensión Con este tipo de perturbación, muchos equipos electrónicos pueden presentar fallos, como quedar bloqueados, perdidas de datos en las computadoras, etc. Eventualmente un equipo eléctrico o electrónico, podría dañarse irremediablemente al ser alimentado con una tensión menor que la especificada por el fabricante (subtensión). Subida de tensión y sobretensión De manera análoga al caso anterior se puede definir aumento de tensión o sobretensión. Subida de tensión Sobre tensión Esta es tal vez la más dañina de las situaciones, produce degradación de los aislamientos (y eventuales fugas), degradación de los contactos eléctricos, daño en los circuitos electrónicos, etc. Fluctuación La fluctuación de tensión se define como el cambio abrupto de en el valor eficaz de la tensión sin un patrón determinado. Fluctuación Una fluctuación puede ser tan dañina como una sobretensión. 7

8 Interrupción del servicio Una interrupción se define como la pérdida total del suministro eléctrico. De acuerdo a su duración pueden definirse: Instantánea: 10ms a 500ms Momentánea: 500ms a 2s Temporal: 2 s a 2 m Sostenida: más de 2 m Interrupción El ejemplo más común de una interrupción momentánea es la entrada en servicio de los propios sistemas de protección de las empresas de distribución de energía, llamados reconectores automáticos. Los reconectores son dispositivos que detectan el aumento de corriente, que puede provenir por ejemplo de un cortocircuito en la infraestructura de la red eléctrica, e interrumpen el suministro para intentar que la falla se libere, reconectándolo en un tiempo prefijado (generalmente alrededor de 1s) de persistir la falla, el reconector automático repetirá la operación intentando deshacerse del problema. De persistir la falla en dos o tres intentos, el sumistro se interrumpirá de manera sostenida. Asimetría (solo para sistemas trifásicos) La asimetría se define como un desbalance entre los valores de las tensiones de las tres fases, dicho de otra manera, es cuando los valores de las tensiones de las diferentes fases no son iguales, llegando al extremo de, por ejemplo, la falta de alguna de ellas Tensión trifásica Tensión trifásica asimétrica En general una asimetría produce calentamiento en los motores con su consecuente degradación. Problemática de las perturbaciones Todas las perturbaciones nombradas pueden dañar el equipamiento que forma parte de nuestra instalación, ya sea doméstica o comercial. CLAMP evita los daños que pudieran presentar los electrodomésticos si son sometidos a este tipo de perturbaciones. Para ello, CLAMP mide el valor de la tensión, y lo compara con dos umbrales programados por el usuario (uno bajo y otro alto). En caso que la tensión medida está fuera del límite programado el instrumento interrumpe el suministro de manera franca (evitando oscilaciones). Luego, el suministro es habilitado solo si vuelve a estar dentro de los limites en por lo menos un tiempo también programado por el usuario (retardo de conexión). 8

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