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CUADERNO TÉCNICO

D. 2 Catálogo general SOCOMEC

catec_a_esp_d2_d13 16/04/03 17:44 Page 2

GeneralidadesRedes de distribución B.T. D.4

Redes de comunicación D.12

EquiposAparatos de corte D.14

Fusibles D.20

Control y gestión de la energíaDIRIS y COUNTIS D.31

Protección diferencial D.36

Controlador Permanente del Aislamiento D.41

Embarrados D.47

Distribución generalCorrientes de sobrecarga D.48

Intensidades de cortocircuito D.55

Contactos directos e indirectos D.63

Caídas de tensión D.70

Catálogo general SOCOMEC D. 3

Cuad

erno

técn

ico


D. 4

Cuaderno técnico

Catálogo general SOCOMEC

Redes de distribución B.T.

Un esquema de enlaces a tierra o “régimen de neutro” en una redBT, se define mediante dos letras:

Los esquemas de enlace a tierra consisten en definir los principios dedistribución que aseguren la protección contra los contactosindirectos mediante un corte automático de la alimentación.

La primera define el enlace atierra del secundario deltransformador (muygeneralmente el punto neutro)

El segundo define elenlace a tierra de lasmasas

conectado a tierraaislado de la tierraconectado a tierra

TIT

conectados a tierraconectados a tierraconectados al neutro

TTN

CA

TEC

004

A E

SP

Fig. 1: esquema TT

Observación: la función de protección realizada por el conductorPEN es preponderante a su función de neutro.(Ver fig. 3).

TT: régimen “Neutro a tierra”El conjunto de receptores debe estar equipado con una proteccióndiferencial instantánea.En caso de fallo de aislamiento, se desconectan automáticamente losreceptores que lo provocan.La desconexión es obligatoria al primer fallo.La protección diferencial puede ser general o bien subdividida enfunción de los tipos y de la importancia de la instalación.Este régimen se aplica en los casos siguientes: doméstico, pequeñoterciario, pequeños talleres, establecimientos escolares con sala deactividades prácticas, etc.

TN: régimen "Puesta en neutro”Este principio de distribución está adaptado a todas las instalacionesque admiten una desconexión al primer fallo.La puesta en obra y la explotación de este tipo de red resultan econó-micas, pero requieren una instalación rigurosa de los circuitos deprotección.Los conductores del neutro (N) y de protección (PE) pueden estarintegrados (TNC) o separados (TNS).

Esquema TNCNo se debe seccionar nunca el conductor PEN (Protección y Neutro).Los conductores PEN deben tener una sección superior a 10 mm2 decobre y a 16 mm2 de aluminio y no pueden incluir instalacionesmóviles (cables flexibles).

PE

L2

L3

N

L1

Masa

Toma de tierrade alimentación

Fig. 2: esquema TNC

L2

L3

PEN

L1

PE

N

Canalización fijade sección ≥ a 10 mm2 Cu

MasasToma de tierrade alimentación

CA

TEC

044

B E

SP

Fig. 3: conexión correcta del PEN

NTSR

S

T

PEN

R

NOSI

iN

NTSR

SI

NTSR

iN

Esquemas de puestas a tierra

CA

TEC

005

B E

SP



Cuaderno técnico


TN: régimen “Puesta en neutro” (continuación)Esquemas TNSUna red TNS puede construirse aguas abajo de una red TNC, encambio se prohibe la operación contraria.Generalmente, los conductores de neutro en TNS son seccionados,no protegidos y sus secciones son obligatoriamente iguales a las delas fases correspondientes.

CA

TEC

01A

ES

P

Fig. 1: esquema TNS

Toma de tierrade alimentación

Masa

L2

L3

N

PE

L1

IT: régimen “Neutro aislado”Este régimen de neutro se utiliza cuando la desconexión al primerdefecto de aislamiento perjudica el funcionamiento correcto de unaexplotación o la seguridad de las personas.Su explotación impone la presencia de personal competente in situpara que pueda intervenir rápidamente en caso de que aparezca elprimer fallo de aislamiento y así poder garantizar la continuidad deexplotación antes de que se presente un eventual segundo fallo queprovocaría la desconexión.Se requiere obligatoriamente un limitador de sobretensión que permitala derivación a tierra de las sobretensiones procedentes de la insta-lación de alta tensión (descarga eléctrica del transformador AT/BT),maniobras, descargas atmosféricas, etc.)La protección de las personas está asegurada por:• la interconexión y la puesta a tierra de las masas,• la vigilancia del primer fallo por un Controlador Permanente de

Aislamiento (CPI),• la desconexión al segundo fallo por los elementos de protección

contra las sobreintensidades o por los dispositivos diferenciales.Este régimen se utiliza por ejemplo en los hospitales (quirófanos) oen los circuitos de seguridad (iluminación) y en las industrias donde esprimordial la continuidad de suministro o cuando la corriente dedefecto sea debil, reduciendo considerablemente los riesgos de incen-dio o de explosión.

CA

TEC

02A

ES

P

Fig. 2: esquema IT sin neutro distribuido

L2

L3

L1

(1) LSE (Limitador de sobretensión) con transformador HT/BT

PEMasa

Toma de tierrade la alimentación

CPI(1)

CA

TEC

03A

ES

P

Fig. 3: esquema IT con neutro distribuido

(1) (Limitador de sobretensión) con transformador HT/BT

PE

L2

L3

N

L1

Toma de tierrade la alimentación

CPI(1)

Esquemas de puestas a tierra (continuación)


D. 6

Cuaderno técnico



En baja tensión, se distinguen 2 zonas según la norma IEC 60364 y3 zonas según el decreto del 14.11.88.

ZONA TENSION NOMINAL Un

DECRETO IEC AC DC

MBT: Muy baja tensión I ≤ 50 V ≤ 120 V

BTA: Baja tensión A II 50 V < Un ≤ 500 V 120 V < Un ≤ 750 V

BTB: Baja tensión B II 500 V < Un ≤ 1000 V 750 V < Un ≤ 1500 V

PERIODOS TENSIONES TOLERANCIAS

Antes de 1983 220 V/380 V/660 V ± 10%De 1983 a 2003 230 V/400 V/690 V + 6% / - 10%Después de 2003 230 V/400 V/690 V ± 10%

Fig. 1: en una red 230 V/400V,se tendrán que elegiraparatos con tensión de aisla-miento ≥ 400V.

Zonas de tensiónCaracteriza la utilización de un aparato en condiciones anormalesde la red debidas a las sobretensiones producidas por:• la acción de rayos en las líneas aéreas,• maniobras de equipos en los circuitos de alta tensión.

Esta característica expresa también la calidad dieléctrica del aparato.

Ejemplo: Uimp = 8 kV (ver cuadro A).

Tensión de resistencia a los impactos Uimp

La calidad dieléctrica se expresa por la tensión alterna 50 Hz que elaparato puede soportar durante 1 minuto:• entre fases,• entre fase y masa,• entre los polos abiertos de una misma fase.

Caracteriza la resistencia del equipo a las sobretensiones de la red,que pueden resultar, por ejemplo, de averías de los arrollamientosde un transformador o de la deformación de los bornes AT/BT bajoel efecto de una sobretensión de la red AT. Una protección eficazconsiste en unir el punto neutro del transformador a tierra o a travésde un limitador de sobretensión.

Calidad dieléctrica a 50 Hz

Para determinar la calidad de aislamiento dieléctrico de un aparato,la norma IEC 60947-3 prevé las disposiciones siguientes:• resistencia a Uimp en los aparatos nuevos antes de pruebas (corto-

circuitos, resistencias, etc.),• verificación de la resistencia dieléctrica después de estas pruebas

a la tensión 1,1 x Ui.

Pruebas dieléctricas

• En monofásico: 230 V• En trifásico: 230 V/400V y 400 V/690V

Evolución de las tensiones y de sus tolerancias (IEC 60038)

Tensión normalizada en AC

Caracteriza la tensión de utilización máxima del equipo en condi-ciones normales de la red.

Ejemplo: en una red 230V/400V, se deberá elegir un aparato conuna tensión de aislamiento de Ui ≥ 400V (ver fig. 1).

En una red 400 V /690 V, se tendrá que elegir un aparato con unatensión de aislamiento de Ui ≥ 690V.

Tensión de aislamiento Ui

CA

TEC

06A

Rayo Uimp

Fig. 2: resistencia del equipo a Uimp.

CA

TEC

07A

ES

P

Tensiones, sobretensiones

La protección contra las sobretensiones se asegura mediante:

• la selección del equipo en función de Uimp. Las normas UNE y IEC 60364definen 4 categorías de utilización:- I materiales especialmente protegidos: informática, electrónica…- II aparatos de utilización: herramientas portátiles, motores…- III equipos situados en los circuitos de distribución,- IV equipos situados en cabecera de la instalación.

Sobretensión en KV según la clase de utilización:

Protección contra las sobretensiones

• los limitadores de sobretensión

• la limitación de la resistencia de puestas a tierra Rpt a nivel delcentro de transformación AT/BT.

Cuadro A

RED TRIFASICA RED MONOFASICA IV III II I

230 V/400 V 230 V 6 4 2,5 1,5400 V/690V 8 6 4 2,5

Rpt (Ω) ≤ Ut (V) - U (V)Im (A)

Ut: tensión de resistencia a 50 Hz de las masas de la instalaciónconvencionalmente igual a 2U + 1000 V

U: tensión fase/neutro en TT, entre fases en ITIm: Im: corriente máxima de fallo entre fase y tierra de la instalación AT.

Im está generalmente limitada a:1000 A para las redes subterráneas300 A para las redes aéreas.

Ejemplo: esquema TT

Im = 1000 A U = 230 V Ut = 1500 V

Rpt maxi (Ω) = 1500 - 230 = 1,27 Ω1000

400 V

Ui > 400V



Cuaderno técnico


Los transitorios provocan:• disparos intempestivos de aparatos de protección,• perturbaciones electromagnéticas,• destrucción de material insuficientemente protegido (componentes

electrónicos, descarga eléctrica del aislamiento en los motores, etc.)

Soluciones• Construcción del material según la norma IEC 60664: coordinación

del aislamiento que asegura una resistencia a la onda de choque.Todo el material SOCOMEC está construido de acuerdo a esta norma,

• Utilización de limitadores de sobretensión,• Realización correcta de las puestas de tierra de las subestaciones

AT/BT.

Perturbación de las redesHueco de tensión y cortes

DefiniciónEl hueco de tensión es una disminución de la amplitud de la tensióndurante un tiempo situado ente 10 ms y 1 s.La variación de tensión se expresa en % de la tensión nominal(entre 10% y 100%). Un hueco de tensión del 100% se denominacorte.Según el tiempo t de corte, se distingue:• 10 ms < t < 1 s.: los microcortes debidos por ejemplo a rearmes

rápidos provocados por fallos breves…• 1 s. < t < 1mm.: los cortes breves debido al funcionamiento de

protecciones, a la puesta en servicio de aparatos de alta corrientede arranque…

• 1 mn < t: los cortes largos debidos generalmente a la red AT.

Variaciones de frecuencias

Se deben generalmente a fallos de los grupos electrógenos. Lasolución consiste en utilizar convertidores estáticos o SAI’s.

Consecuencia de los huecos de tensión y de los cortes• Apertura de contactores (huecos > 30%),• Pérdida de sincronismo de los motores sincronos, inestabilidad de

los motores asincronos,• Aplicaciones informáticas: pérdidas de información,• Perturbación de la iluminación por lámparas de descarga (apagado

con huecos del 50% durante 50 ms, el encendido se vuelve a hacerunos minutos después).

Soluciones• Con cualquier tipo de carga:

- utilización de un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida),- modificar la estructura de la red (ver página D.10).

• Según el tipo de carga:- alimentación de las bobinas de contactor entre fases,- aumento de la inercia de los motores,- utilización de lámparas de encendido inmediato.

CA

TEC

97a

A

Fig. 1: huecos de tensión

FlickerDefiniciónEl flicker es un parpadeo de la luz debido a variaciones bruscas dela tensión. Produce un efecto desagradable para las personas. Lasvariaciones bruscas de tensión se deben a aparatos cuya potenciaabsorbida varía muy rápidamente: hornos de arco, máquinas parasoldar, laminadores…

Soluciones• SAI’s (para las pequeñas cargas),• Inductancia o batería de condensadores en el circuito de la carga,• Conexión a un transformador AT/BT específica (hornos de arco).

CA

TEC

98A

Fig. 3: flicker

Transitorios

DefiniciónLos fenómenos transitorios son consecuensia esencialmente desobretensiones muy elevadas (hasta 20 kV) y rápidas debidas:• a los rayos,• a las maniobras o a los fallos en la red AT,• a los arcos eléctricos del equipo,• a las conmutaciones de cargas inductivas,• a la puesta bajo tensión de circuitos altamente capacitivos:

- redes de cables ampliadas,- máquinas provistas de sistema antiparásitos.

CA

TEC

99A

Fig. 4: transitorio

CA

TEC

97b

A

Fig. 2: cortes


D. 8

Cuaderno técnico



Perturbación de las redes (continuación)

Armónicos

DefiniciónLas corrientes o tensiones armónicas son corrientes o tensiones“parásitas” de la red eléctrica. Deforman la onda de corriente o detensión y provocan:• un aumento del valor eficaz de la corriente,• la circulación de una corriente en el neutro que puede ser superior

a la corriente de fase,• la saturación de los transformadores,• perturbaciones en las redes de baja intensidad,• el disparo intempestivo de los aparatos de protección…• medidas erróneas (corriente, tensión, energía, etc.).

Las corrientes armónicas se deben a los transformadores de inten-sidad, a los arcos eléctricos (hornos de arco, soldadoras, lámparasfluorescentes o de descargas) y sobre todo a los rectificadores yconvertidores estáticos (electrónico de potencia). Estas cargas sedenominan cargas deformantes (ver a continuación).

Las tensiones armónicas se deben a la circulación de las corrientesarmónicas en las impedancias de las redes y de los transformadores.

Cargas lineales - cargas deformantesSe dice que una carga es lineal cuando la corriente que la atraviesatiene la misma forma que la tensión:

CA

TEC

09A

I

t

Fig. 1: corriente “sinusoidal” pura

CA

TEC

101

A E

SP

U

t

I

t

UI

Tensión CorrienteCargalineal

Fig. 4C

ATE

C 1

02 A

ES

P

U

t

I

t

UI

Tensión CorrienteCargano lineal

Fig. 5

CA

TEC

103

A E

SP

I

t

I cresta

I eff

Fig. 6: factor de cresta: fc = Ιcresta / Ιeff

CA

TEC

100

A

U

t

Fig. 3: tensión deformada por los armónicos

CA

TEC

10A

I

t

Fig. 2: corriente deformada por los armónicos

Soluciones• Alimentación de las cargas perturbantes por SAI,• Utilización de filtros antiarmónicos,• Aumento de secciones de los conductores,• Sobredimensionar los equipos.

Las cargas deformantes conducen a valores de corriente deneutro que pueden ser muy superiores a los valores de corrientede fase.

Se dice que una carga es deformante cuando la forma de la corrientedeja de corresponder a la forma de la tensión:

Factor de cresta (fc)En el caso de las cargas deformantes, la deformación de la corrientese caracteriza por el factor cresta:

Ejemplos de valores de fc:• carga resistiva (sinusoide puro): 2 = 1,414,• unidad central informática: 2 a 2,5,• ordenador PC: 2,5 a 3,• impresoras: 2 a 3,Estos valores del factor de cresta muestran que la onda de corrientepuede estar muy lejos de la sinusoide pura.

fc = ΙcrestaΙeff



Cuaderno técnico


Ejemplo: una lámpara de descarga genera únicamente corrientesarmónicas de rangos 3, 5, 7, 9, 11 y 13. Las corrientes armónicasde rangos pares (2, 4, 6…) están ausentes.

Perturbaciones de los aparatos de mediciónLos aparatos de medición de aguja de tipo ferromagnético (amperí-metros, voltímetros, etc.) han sido diseñados para medir amplitudessinusoidales de una frecuencia determinada (generalmente 50 Hz).Al igual que los aparatos digitales, se pueden obtener medicionesincorrectas en caso de señal deformada por armónicos (ver ejem-plo abajo).Sólo los aparatos que dan un valor RMS verdadero (o eficaz verda-dero) integran las deformaciones de la señal y dan el valor eficaz real(ejemplo: el DIRIS).

En el neutro: se adicionan las corrientes armónicas de rangos impares,múltiples de 3:

Los valores eficaces de las corrientes armónicas I2, I3, etc. son difícilesde determinar. (Consúltenos precisándonos el tipo de carga, el factorde cresta, la potencia de la carga y la tensión de las redes).

Ejemplo:Cálculo de la corriente de fase y de neutro en una red alimentadapor un rectificador de doble alternancia:• Factor de cresta: 2,5• Carga 180 kVA → corriente eficaz 50 Hz

equivalente a: 180 kVA = 260 A3 x 400 V

• Armónicos calculados: Ι2 = 182 A 50 HzΙ3 = 146 A 150 HzΙ5 = 96 A 250 HzΙ7 = 47 A 350 HzΙ9 = 13 A 450 Hz

• Las corrientes armónicas de rangos más elevados son sin consecuencia.

Corriente en una fase:Ιp = (182)2 + (146)2 + … = 260 A

Corriente en el neutro:ΙNeutro = (3 x 146)2 + (3 x 13)2 = 440 A

La corriente en el neutro es superior a la corriente por fase. Se deberátomar en cuenta esto para las secciones de conexión y la seleccióndel equipo.

Indice de distorsión ó índice de armónicosIndice de armónicos global o índice de distorsión:

T = Ι22 + Ι2

3 + … Ι2k

Ι1eff

Para evitar los problemas relacionados con los armónicos, este índicedebe ser inferior al 5 %. El índice del armónico de rango n: valoreficaz del armónico de rango n dividido entre el valor eficaz del funda-mental, debe permanecer inferior al 3%. Esta definición también esválida para los armónicos de tensión.

Ejemplo (fig. 1): la señal 1 está perturbada por la presencia de unarmónico 3. El valor eficaz de un sinusoide de mismo valor crestaserá: 100 A = 70 A

2El verdadero valor eficaz és 84 A (medido con un aparato adecuado,ver DIRIS página D.31).

Cálculo de la corriente eficazEn general, el cálculo de la corriente eficaz se lleva a cabo sólo en lasprimeras 10 a 20 corrientes armónicas significativas.Corriente eficaz por fase:

In: corriente nominal del perturbadorΙ2, Ι3…: corrientes armónicas de rango 2, 3…

Cuadro A: corrientes armónicas presentes en la red

FUENTES RANGOS DE LOS ARMONICOS 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Rectificadores 1 alternancia

2 alternancias

3 alternancias

6 alternancias

12 alternancias

Lámparas de descarga

Hornos de arco

Ιeff = Ι 2

n + Ι 2

2 + Ι 2

3 + … + Ι 2

k

ΙNeutro = Ι 2

N 3 + Ι 2

N 9 + …

Armónicos

Rango del armónicoLas frecuencias de los armónicos son múltiples de la frecuencia dela red (50 Hz). El múltiple se llama rango del armónico.

Ejemplo:La corriente armónica de rango 5 tiene una frecuencia de 5 x 50 Hz = 250 Hz.La corriente armónica de rango 1 se llama corriente “fundamental”.

Corrientes armónicas presentes en la redLa corriente circulante en la red es la suma de la corriente sinusoidalpura (llamada “fundamental”) y de una cierta cantidad de corrientesarmónicas que dependen del tipo de carga.

CA

TEC

104

A E

SP

I

t

100 A

1

2

Señal real

Sinusoidal demismo valor cresta

Fig. 1: perturbación de la medida

Ι N3 = 3Ι 3

Ι N9 = 3Ι 9

etc.

Perturbación de las redes (continuación)


D. 10

Cuaderno técnico



Mejora de la calidad de la red

Fuentes de repuesto

Las tolerancias generalmente admitidas para el buen funcionamientode una red que incluye cargas sensibles a las perturbaciones (equiposelectrónicos, material informático, etc.) se dan en el cuadro siguiente:

Para alcanzar estos valores, se puede recurrir a fuentes de alimen-tación y /o tomar precauciones a nivel de la instalación.

Los diferentes tipos de fuentes de repuesto se describen en el cuadrosiguiente:

Seleccionar un régimen de neutro adaptadoEl régimen IT garantiza una continuidad de explotación evitando,por ejemplo, la apertura de los circuitos por disparo intempestivo deun dispositivo diferencial como consecuencia de una perturbacióntransitoria.

Asegurar la selectividad de las proteccionesLa selectividad de las protecciones permite limitar el corte al circuitocon defecto (ver páginas D.28 a D.30 y D.38).

Cuidar la puesta en obra de la red de las masas• por el establecimiento de redes de masas propias a algunas apli-

caciones (informática, etc.); cada red tiene mallas para obtener lamejor equipotencialidad posible (la más pequeña resistencia entrelos diferentes puntos de la red de masa),

• uniendo estas masas en estrella, lo más cerca posible de la tomade tierra,

• utilizando los conductos de cables, los pasacables, tubos, canalesmetálicos unidos a masa e interconectados entre sí,

• separando los circuitos perturbantes de los circuitos sensiblessituados en los mismos conductos de cables,

• utilizando lo más posible las masas (armarios, estructuras metáli-cas…) para realizar masas equipotenciales.

PARAMETROS DE LA RED TOLERANCIAS

Tensión en régimen establecido (cargas constantes) ± 2%Tensión en régimen dinámico (cargas variables) ± 10%Frecuencia ± 1%Indice global de armónicos < 5%Indice máximo de un armónico < 3%Tensión disimétrica (trifásicos) < 4%Desplazamiento de fases entre tensiones simples 120° ± 3°Microcortes < 10 ms

TIPOS DE FUENTES PERTURBACIONES ELIMINADAS

Grupos en funcionamiento • corte < 500 msalimentados por la red (según el volante de inercia)

• huecos de tensión• variaciones de frecuencia

SAI’s Todas excepto los cortes de largaduración > 15 mn. a 1 hora (segúnla potencia instalada y la potenciadel SAI)

Grupos generadores Todos pero con una interrupciónautónomos de alimentación durante la

conmutación normal /emergencia(< 2 s. con un SIRCOVERmotorizado)

SAI’s + Esta solución cubre todos los tiposgrupos autónomos de perturbaciones

Precauciones de instalaciónAislar las cargas perturbantes• por una red separada, a partir de una entrada AT específica (para

cargas importantes),• por la subdivisión de los circuitos: un fallo en un circuito debe afec-

tar lo menos posible otro circuito,• por la separación de los circuitos que incluyen cargas perturbantes.Estos circuitos están separados de los demás circuitos a nivel másalto posible de la instalación BT para aumentar la atenuación de lasperturbaciones a causa de la impedancia de los cables.

CA

TEC

106

A E

SP

Cargaperturbante

Circuitosperturbados

Cargaperturbante

SINO

Fig. 1

CA

TEC

107

A E

SP

informática

red de mallas

motorcuadro de

distribución

pica de tierra

pararrayos

Fig. 2

CA

TEC

108

A E

SP

Circuitos sensibleso de bajo nivel

Circuitosde potencia

separación

enlace con laestructura metálica

tapa metálica

Fig. 3



Cuaderno técnico


Grados de protección IPEl grado de protección se define con dos números y eventualmentecon una letra adicional.Se escribirá por ejemplo: IP55 o IPxxB (x = valor indiferente).Los números y letras adicionales se definen a continuación:

Grados de protección contra los impactos mecánicos

La norma EN 50102 definía un tercer número que daba el grado deprotección contra impactos mecánicos. Este tercer número no seutiliza más y ha sido reemplazado por un grado IK.

1er NUMEROPROTECCION CONTRA LA PENETRACION DE CUERPOS SOLIDOS

IP Pruebas IP Pruebas0 Sin protección 0 Sin protección

1

Protegido contra loscuerpos sólidos de undiámetro superior oigual a 50 mm

1

Protegido contra lasgotas de agua en caídavertical (condensación)

Protegidocontra el accesocon la palma dela mano

2do

PROTECCION CONTRA LA PENETRACION DE LIQUIDOSLETRA

ADICIONAL(2)

A

GRADO DEPROTECCION

DESCRIPCIONABREVIADA

2(1)


2

Protegido contra lasgotas de agua en caídade hasta 15° de lavertical

Protegidocontra elacceso con undedo

B

3

Protegido contra loscuerpos sólidos de undiámetro superior oigual a 2,5 mm

3

Protegido contra el aguade lluvia hasta 60° de lavertical

Protegidocontra elacceso con unaherramienta

Cø 2.5 mm

4


4

Protegido contra lasproyecciones de aguade todas direcciones

Protegidocontra elacceso con unhilo

Dø 1 mm

5

Protegido contra elpolvo (sin granacumulación) 5

Protegido contra loschorros de agualanzados de todasdirecciones

6

Protegido totalmentecontra el polvo

6

Protegido contra lasproyecciones de aguaasimilables a los golpesde mar

Los dos primeros números característicos sondefinidos de manera idéntica por las normasEN 60529, IEC 60529 y DIN 40050. 7

Protegidos contra losefectos de inmersión

1m15cmmini

Nota:(1) La cifra 2 está determinada por dos pruebas:

- no penetración de una esfera de 12,5 mm de diámetro- no accesibilidad del dedo de prueba de 12 mm de diámetro

(2) La letra adicional define el acceso a las partes peligrosas únicamente.Ejemplo: un aparato con una apertura que permita el acceso con un dedo nose clasificará IP2x. Sin embargo, si las partes accesibles al dedo no sonpeligrosas (electrocución, quemadura, etc.), el aparato podrá clasificarse xxB.

Correspondencias IP/ IK

Grado IK 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Clasificación AG (IEC 60364) AG1 AG2 AG3 AG4

Influencias externas


D. 12

Cuaderno técnico


Redes decomunicación

• Solución 2: por la transmisión digital.El valor 230V está codificado en un conjunto de bits que formanel mensaje U = 230 V.El código tiene 8 bits en nuestro ejemplo:

CA

TEC

91A

Fig. 1

230 V

10 mA

230 V

0 0 0 0

1 11

0

CA

TEC

216

AC

ATE

C 2

15 A

CA

TEC

92A

ES

P

Fig. 2: topología de las redes

BUS CIRCUITO DE CORRIENTE RS-232-C RS-422-A RS-485

Velocidad máxima (baudios) 9,6 k 19,2 k 10 M 10 MCantidad de emisores multipunto 1 1 1Cantidad de receptores multipunto 1 10 31 receptoresDistancia máxima (m) 3000 15 1500 (1) 1500 (1)

Tensión de emisión 0 0 a 4 mA + 5 a + 15 V + 2 a + 6 V + 5 a + 15 V1 20 mA - 5 a - 15 V - 2 a - 6 V - 5 a - 15 V

Umbral de recepción 0 5 mA > + 3 V > + 0,2 V > + 0,2 V1 10 mA < - 3 V < - 0,2 V < - 0,2 V

Cuadro A: comparación de los enlaces

(1) 1500 m a 9600 baudios.

Una red de comunicación permite unir entre sí una cierta cantidadde aparatos para intercambiar información: medidas, valores, ordemesetc.

IntroducciónTransmisión de la información que resulta de una medida: U = 230 V

• Solución 1: por la transmisión analógica.El valor 230 V es equivalente a una corriente de 10 mA (por ejemplo).

Ejemplo

AnalógicaLa señal transmitida es una corriente o una tensión.Ejemplo: enlace 0-10 V ó 4-20 mA.DigitalLa señal es un elemento binario 0 o 1 llamado bit. La informaciónestá codificada en un conjunto de bits. Cada tipo de enlace digitaldefine un nivel analógico (nivel de tensión: ver cuadro A) para el 0lógico y el 1 lógico al inicio y a la llegada.Enlace serie y enlace paraleloEn un enlace serie, el conjunto de bits que constituye una infor-mación se transmite en los mismos hilos uno tras otro (en serie).Necesita 2 o 3 hilos (0 V). En un enlace paralelo, cada bit se envía aun soporte diferente. Para una codificación de 8 bits, se necesitaráal menos 8 hilos más 1 hilo de masa.Emisión/recepciónUna transmisión se compone de una emisión y de una recepción.Los dos sentidos de transmisión pueden estar:• separados en dos canales distintos (enlace simplex en 4 hilos +

masa para un RS-485),• reunidos en un mismo canal, la emisión y la recepción se hacen

alternativamente en los dos sentidos (half dúplex en 2 hilos + masa),• reunidos en un mismo canal, la emisión y la recepción se hace

simultáneamente (full dúplex en 2 hilos).CaudalEs la cantidad de bits que puede transmitir un enlace en 1 segundocaracterizado por una unidad: el baudio (BD). Para los enlaces digi-tales que nos interesan, 1 baudio = 1 bit por segundo.SoporteEl soporte más simple está constituido de 2 hilos trenzados blindados(par telefónico), aunque también se utilizan los cables coaxiales, lasfibras ópticas o la transmisión hertziana. El soporte depende del tipode transmisión elegido y del entorno.AlcanceEl alcance es la distancia máxima entre un emisor y un receptor quepermite la explotación correcta de una transmisión.Ejemplo: RS-485 = 1500 m a 9600 baudios.

Transmisión o enlace

U1

I1

U3

I3

U2

I2

U4

I4

U1

U2

U3

U4

I1

I2

I3

I4

U1 , I1

U3 , I3

U2 , I2

U4 , I4

Red en estrella

Red en anillo

Red en bus

La comunicación digital



Cuaderno técnico

Redes de comunicación

La comunicación entre varios aparatos requiere una organización yun lenguaje común: el protocolo.Cada tipo de enlace tiene su propio protocolo establecido por normas.En cambio, todos los protocolos respetan una división de 7 nivelesllamados capas OSI. Cada capa tiene como función recibir infor-mación elemental de la capa inferior, procesarla y suministrarinformación más elaborada a la capa superior. Nuestros productosutilizan las capas 1,2 y 7.

Capa 1: capa físicaLa capa física es la capa elemental del protocolo. Define el modode transmisión, el soporte (cable…) y la topología de la red.La capa 1 (RS-232, RS-485) está definida por las normas de la UIT(Unión Internacional de Telecomunicaciones).

Capa 2: capa de enlaceControla el acceso a la red (sistema maestro /esclavo por ejemplo),el control del direccionamiento (identidad del emisor o del receptor)y el control de los errores de transmisión.

Capa 3: redesDefinida por el direccionamiento, el camino o los rendimientos delsistema.

Capa 4: transporteAsegura la comunicación punto a punto entre el emisor y el receptory vigila su calidad.

Capa 5: sesiónAsegura el mando de los flujos y de las memorizaciones.

Capa 6: presentaciónAsegura la transcodificación, el formato, la conversión y la codificación.

Capa 7: capa aplicaciónLa capa aplicación constituye el nivel de información más elevado ypermite comunicar con el usuario del sistema.

La selección del protocolo debe hacerse en función de la aplicaciónque se va a realizar. La distancia entre el maestro y los esclavos, lacantidad de productos en el enlace y la red actualmente implantadason algunos de los parámetros que deberán tomarse en cuenta en elmomento de la selección. Actualmente existen varias soluciones:

Las soluciones estándares• para transmisiones poco complejas entre diferentes unidades de

entradas y de salidas, se pueden utilizar protocolos como Can oSAI (ejemplo: enlace entre productos de una misma gama),

• para transmisiones entre uno o varios accionadores o captadores conPC o autómatas, se pueden utilizar protocolos como Interbus-S®,Profibus® o JBUS/MODBUS®,

• para transmisiones entre PCs o entre PC y autómatas, los indus-triales utilizan cada vez más la red Ethernet con su protocolo TCP-IP.En algunos casos, utilizando interfaces específicos, los acciona-dores se conectan directamente a Ethernet.

Las soluciones específicasExisten también protocolos específicos de algunos fabricantes. Estosúltimos proponen generalmente pasarelas que permiten convertir suprotocolo en protocolo estándar de tipo JBUS/MODBUS® por ejemplo.

Protocolos

CA

TEC

93C

ES

P

Fig. 1: ejemplo de red industrial

Gestión central

MAP, ETHERNETFactory link

Supervisores

FIP®, PROFIBUS®, INTERBUS-S® …

Control/mando

oEIBUS®, JBUS/MODBUS®,…

Captadores DIRIS

La comunicación digital (continuación)


D. 14

Cuaderno técnico


Aparatos de corte

“Aparato mecánico de conexión capaz de:• establecer, soportar e interrumpir corrientes en condi-

ciones normales (a) del circuito, incluyendoeventualmente condiciones específicas de sobrecar-gas en servicio.

• soportar durante un periodo específico corrientes encondiciones anormales del circuito, como las de corto-circuito” (un interruptor puede ser capaz de establecercorrientes de cortocircuito pero no capaz de cortarlas).

(a) las condiciones normales corresponden general-mente a la utilización de un equipo a una temperaturaambiente de 40 °C durante 8 horas.

Interruptor (IEC 60947.3 § 2.1)

Acción de corte en carga y sobrecarga

Esta acción la realizan los aparatos definidos para establecer y cortaren las condiciones normales de carga y sobrecarga.Pruebas de tipo permiten caracterizar los aparatos aptos para esta-blecer y cortar cargas específicas. Estas últimas pueden tenercorrientes de llamadas importantes bajo un cos ϕ bajo (motor enfase de arranque o rotor bloqueado).Estas características corresponden a las categorías de empleo delos aparatos.

Acción de corte en caso de cortocircuito

Un interruptor no está destinado a cortar una intensidad de corto-circuito. No obstante, su resistencia dinámica debe ser suficientepara soportar el fallo hasta su eliminación por el órgano de protecciónasociado.En los interruptores con fusibles, estos últimos cortan el cortocir-cuito (ver capítulo protección fusibles p. D.23 y D.25) con el fin delimitar las corrientes de defecto de alta intensidad.

“Aparato mecánico de conexión que satisface, en posi-ción de apertura, a las prescripciones especificadaspara la función de seccionamiento. Es capaz de sopor-tar corrientes en condiciones normales del circuito ycorrientes durante un periodo especificado en condi-ciones anormales”

Seccionador: (definición corriente) aparato que no tienepoder de cierre ni de corte en carga.

Seccionador (IEC 60947.3 § 2.2)

Interruptor que en su posición de apertura satisface lascondiciones de aislamiento específicas para un seccio-nador.

Interruptor-seccionador (IEC 60947.3 § 2.3)

Interruptor-seccionador en el que uno o varios polosincluyen un fusible en serie en un aparato combinado.

Corriente normal

Interruptor-seccionador con fusibles (IEC 60947.3 § 2.9)

APARATOS

ACCIONES

Establecer

Soportar

Interrumpir

(1) Umbral no fijado por la norma (2) Por el fusible

Intensidad de sobrecarga

Intensidad de cortocircuito

Normas de construcción IEC 60947-1 y IEC 60947-3FuncionesDefiniciones

Acción de separación de los contactos

Esta acción se lleva a cabo por el conjunto de aparatos denominados“aptos al seccionamiento” según la norma de aparatos mecánicos deconexión, EN 60947-3 o según la NF C 15-100 § 537-2.

Para verificar según la norma EN 60947-3 la aptitud al seccionamientose llevan a cabo 3 pruebas:• la prueba dieléctrica definirá una resistencia a la creacción de un

arco (Uimp: tensión de resistencia a los impactos) que caracteriza ladistancia de apertura de los contactos en el aire.Generalmente Uimp = 8 kV para Ue = 400/690 V,

• la medida de las corrientes de fuga (If) definirá la resistencia deaislamiento en posición abierta caracterizada en parte por las líneasde fuga. A 110 % de Ue, If < 0,5 mA (aparato nuevo) y If < 2 mA(aparato al final de su vida útil),

• el control de la solidez del mecanismo del órgano de mando y delindicador de posición tiene como objetivo validar la fiabilidad“mecánica” de las indicaciones de posición. La prueba consiste enaplicar al aparato bloqueado voluntariamente en “ I ” una fuerzatres veces superior al esfuerzo normal en el órgano de mando paraaccionarlo en 0.

No debe ser posible bloquear el aparato en posición “O” durante laaplicación del esfuerzo anormal. El aparato no debe indicar la posi-ción “O” después de la aplicación de la fuerza. Esta prueba no esnecesaria cuando existe otro medio diferente al órgano de mandopara indicar la apertura de los contactos: indicador mecánico, visi-bilidad directa del conjunto de los contactos…Esta tercera prueba responde a la definición del “corte plenamenteaparente” exigida por el decreto del 14 de noviembre de 1988 paraasegurar la función de seccionamiento en BTB (500 V < U ≤ 1000 V ACy 750 V < U ≤ 1500 V DC).

Esta última característica la determina la norma NFC 15-100, exceptopara la TBTS o TBTP (U ≤ 50 V AC o 120 V DC).

(1) (1) (1)

(2)

catec_b_esp_d14_d30 08/04/03 17:10 Page 14


Cuaderno técnico

Aparatos de corte

Normas de construcción IEC 609476-1 y IEC 60947-3 (continuación)

Características

Condición y categoría de empleo según la norma IEC 60947-3Cuadro A

CATEGORÍA DE EMPLEO UTILIZACIÓN APLICACIÓN

Corriente alternaAC20

Corriente continuaDC20 Cierre y apertura en vacío Seccionadores (1)

AC21 DC21 Cargas resistivas incluyendosobrecargas moderadas

Interruptores de cabecera de instalación o parareceptores resistivos (calefacción, iluminación,excepto lámparas de descarga, etc.)

AC23 DC23 Cargas constitutivas por motores uotras cargas altamente inductivas

Interruptores que alimentan uno o varios motoreso receptores de inductancia (electroportadores,electrofrenos, motores en serie, etc.)

AC22 DC22 Cargas mixtas resistivas einductivas incluyendosobrecargas moderadas

Interruptores en circuito secundario o parareceptores reactivos (baterías de condensadores,lámparas de descarga, motores shunts, etc.)

Poderes de corte y de cierre

Contrariamente a los automáticos para los cuales estos criteriosdesignan las características de desconexión o de cierre en corto-circuito que puedan necesitar el reemplazo del aparato, los poderesde corte y de cierre para los interruptores correspondientes a losvalores máximos de rendimiento de las categorías de empleo.Como resultado de estas utilizaciones extremas, el interruptor deberáasegurar sus características, principalmente en resistencia a lacorriente de fuga y en calentamiento.

Resistencia eléctrica y mecánica

La norma fija el número mínimo de maniobras eléctricas (a plenacarga) y mecánicas (en vacío) efectuadas por los aparatos. Estascaracterísticas definen el final de vida teórica del aparato que debeconservar hasta este momento sus características, principalmente deresistencia a la corriente de fuga y en calentamiento. Estos rendi-mientos están relacionados con el calibre del aparato y su uso.En función de este uso previsto, se proponen dos categorías deempleo complementarias:• categoría A: maniobras frecuentes (implantación próxima de la

utilización),• categoría B: maniobras no frecuentes (implantación en cabecera

de instalación o en distribución).

Corriente de empleo Ie

La corriente de empleo (Ie) se determina por las pruebas de resistencia(mecánicas y eléctricas) y por las pruebas de poder de corte y decierre.

Características de cortocircuito

• corriente de corta duración admisible (Icw): corriente eficaz admisibledurante 1 segundo,

• corriente de cierre en cortocircuito (Icm): valor cresta de la corrienteque el aparato puede soportar cuando se cierra en un cortocircuito,

• intensidad de cortocircuito condicional: intensidad eficaz previstaque el interruptor puede soportar cuando está asociado a un fusibleo a cualquier otro dispositivo de protección que limite la intensidady la duración del cortocircuito,

• resistencia dinámica: valor de la corriente pico que puede soportarel material en posición cerrada.

La característica determinada por la norma es la corriente de cortaduración admisible (Icw) de la que se deduce la resistencia dinámicamínima. Esta resistencia esencial corresponde a lo que soporta elinterruptor sin soldar sus contactos.

Cuadro B

Cuadro C

NUMEROESTABLECIMIENTO CORTE DE CICLOS

DE MANIOBRASΙ / Ie cos ϕ Ι / Ie cos ϕ

AC 21 1,5 0,95 1,5 0,95 5AC 22 3 0,65 3 0,65 5AC 23 Ie ≤ 100 A 10 0,45 8 0,45 5

Ie > 100 A 10 0,35 8 0,35 3L / R (ms) L / R (ms)

DC 21 1,5 1 1,5 1 5DC 22 4 2,5 4 2,5 5DC 23 4 15 4 15 5

CA

TEC

054

B

I / Ie

AC21

AC22

AC2310

3

1,5

00,951 0,65 0,35

cos ϕ

Fig. 1: poderes de cierre y de corte

Ie (A) ≤ 100 ≤ 315 ≤ 630 ≤ 2500 > 2500N° DE CICLOS/HORA 120 120 60 20 10N° DE MANIOBRAS EN CATEGORÍA A

sin corriente 8500 7000 4000 2500 1500con corriente 1500 1000 1000 500 500Total 10000 8000 5000 3000 2000N° DE MANIOBRAS EN CATEGORÍA B

sin corriente 1700 1400 800 500 300con corriente 300 200 200 100 100Total 2000 1600 1000 600 400

(1) Estos aparatos han sido reemplazados actualmente por interruptores-seccionadores por razones evidentes de seguridad de maniobra


D. 16

Cuaderno técnico


Aparatos de corte

Esta función que exige las leyes nacionales está destinada a asegurarla puesta fuera de tensión de toda o una parte de la instalaciónseparando la instalación o la parte de la instalación de toda fuente deenergía por razones de seguridad.Las acciones que resultan de la función de seccionamiento se distin-guen de la manera siguiente:• acción que afecta al conjunto de los conductores activos,• acción que puede asegurarse en vacío, siempre y cuando se

instalen dispositivos complementarios que aseguren que la inten-sidad de empleo no se corte (contacto auxiliar de precorte,señalización “prohibición de maniobrar con carga”…) Para mayorseguridad, actualmente el corte está asegurado por un dispositivode corte en carga además de la separación de los contactos,

• acción de separación de contactos.

Norma de instalación IEC 60364 o el decreto 842/2002Seccionamiento

Esta función, exigida por el leyes nacionales está destinada a asegurarla puesta fuera de tensión de los circuitos terminales. Su objeto esponer fuera de tensión las utilizaciones para prevenir riesgos deincendio, quemaduras o descargas eléctricas. Características ligadascon esta función son la rapidez, la facilidad de acceso y de identifi-cación del mando del aparato sobre el cual se debe actuar.

Esta rapidez de intervención depende de las condiciones de dispo-sición de los locales donde se encuentran las instalaciones, losequipamientos instalados o las personas.

Las acciones que resultan de la función de corte de emergencia sedistinguen de la manera siguiente:• acción que debe estar asegurada en carga,• acción que debe afectar el conjunto de los conductores activos.

Corte de emergencia

Esta función, impuesta por el directiva sobre las máquinas 89-392del 14 de junio de 1989, se distingue del corte de emergencia alconsidera los riesgos ligados a las partes de las máquinas en movi-miento.

Las acciones que resultan de la función de la parada de emergenciason las siguientes:• acción que debe asegurarse en carga,• acción que debe afectar el conjunto de los conductores activos,• toma en cuenta el freno eventual.

Parada de emergencia

La explotación racional de una instalación eléctrica precisa poderintervenir localmente sin cortar el conjunto de la instalación. Ademásdel mando selectivo, el mando funcional incluye la conmutación, ladesconexión, etc.

Las acciones que resultan de la función de mando funcional son lassiguientes:• acción que debe asegurarse en carga,• acción que puede no afectar el conjunto de conductores activos

(por ejemplo, dos de las tres fases de un motor).

Mando funcional

Esta función impuesta por el directiva sobre las máquinas 89-392del 14 de junio de 1989 está destinada a parar y mantener paradauna máquina para efectuar operaciones de mantenimiento mecá-nico que puedan provocar heridas corporales o durante las paradasde larga duración.

Se pide que estos dispositivos sean fácilmente identificables yapropiados para el uso previsto.

Las acciones necesarias para realizar la función de corte para mante-nimiento mecánico son las siguientes:• acción que debe estar asegurada en carga. Las personas que

deben intervenir no tienen obligatoriamente la formación de elec-tricistas, el corte deberá poder efectuarse sin precaución del tipo:cerciórese de que la instalación esté perfectamente parada, queel aparato posee la categoría de empleo requerida…

• acción de separación de los contactos. Esta acción está orien-tada a garantizar de manera segura que el aparato no se pongabajo tensión de manera accidental.

Esta función también se realiza con la caja de corte local de seguridad.

En estas cajas están instalados generalmente interruptores de cortevisible, el estado de sus contactos debe verificarse del exterior. Eluso de corte visible refuerza la seguridad de las personas que tienenque intervenir en una zona peligrosa, principalmente en un sitio quepresente importantes riesgos mecánicos de que el mando, dañado,no indicase de manera segura la posición del interruptor.

Corte para mantenimiento mecánico



Cuaderno técnico

Aparatos de corte

Selección de un aparato de corteSelección en función del régimen de neutro

Ejemplo 1: puesta en serie de los polosUn aparato SIRCO 400 A utilizado en una red 500 V DC con unacorriente de empleo de 400 A en categoría DC23 debe tener 2 polosen serie por polaridad.

Ejemplo 2: puesta en paralelo de los polosPrecaución de la conexión: asegurar la distribución correcta de lacorriente en las dos ramas.

Fig. 2: 1 polo por polaridad

CA

TEC

56A

Fig. 3: 2 polos en serie por polaridad

CA

TEC

57A

Fig. 4: ejemplo de utilización de un aparato 4p utilizado en 2x2 polos enparalelo.

• Red trifásica con neutro distribuido

Utilizaciones en la red de corriente continuaLas características de corriente de empleo indicadas en el catálogogeneral están definidas en la fig. 2, excepto si se precisan “2 polosen serie”. En este caso, ver la fig. 3.

TT

REGIMEN SECCION NEUTRO ≥ SECCION FASE SECCION NEUTRO < SECCION FASE

TNC

TNS

ITcon

neutro

N R S T N

(1)

R S T

PEN R S T PEN R S T

N R S TPE N

(1)

R S TPE

N R S T N R S T

(1) El neutro no se debe proteger si el conductor de neutro está prote-gido contra los cortocircuitos por el dispositivo de protección de lasfases y si la corriente de defecto máxima en el neutro es muy inferiora la corriente máxima admisible para el cable (IEC 60364 § 473.3).

Polo para cortar Polo para proteger

Gama de aparatos de corteCuadro A

* excepto para el calibre 1250 A

CORTE APARATOS APARATOSAPARATOS

CONMU- COMBINADOSCON BOBINA MOTO-APARENTE VISIBLE TADORES FUSIBLESDE DISPARO RIZADOS

CMP opción

Combinado SIDERMAT

Conmutador SIDER

Conmutador SIRCO VM

COMO C

COMO I

COMO M

IDE

SIRCO VM

SIRCO opción

SIDER opción

SIDER ND

SIDERMAT

SIRCOVER

SIRCOVER motorizado

FUSERBLOC

FUSERBLOC V *

FUSOMAT *


D. 18

Cuaderno técnico


Aparatos de corte

Ith > 1,5 Ic

Cuadro A

P kVA 50 100 160 250 400 630 1000 1250 1600

Id / In 15 14,5 14 13 12 11 10 9 8,5

Id: corriente de magnetización del transformadorIn: corriente nominal del transformador

CA

TEC

60A

Fig. 3: interruptor aguas arriba de un motor

Ejemplos de desclasificación en función del tipo de arranque.

Ithq = In x Kd e Ith ≥ Ithq

Ithq =(I21xt1) + (I22xt2) + In2 x (tc-[t1+t2])

tc

Cuadro B

TIPO DEARRANQUE

Id(4)

Intd(4)

(s)n(1) Kd(2)

directohasta 170 kW 6 a 8 0,5 a 4 n > 10 n

3,16

Y - ∆(Id /3) 2 a 2,5 3 a 6 n > 85 n

9,2

directo-motoresde gran inercia(3) 6 a 8 6 a 10 n > 2 n

1,4

(1) n: número de arranques por hora a partir del cual se tiene que desclasificar el material(2) Kd: coeficiente de arranque ≥ 1 (3): ventilador, bombas…(4): valores medios muy variables según tipos de motores y de receptores

• En caso de sobrecargas cíclicas (fuera de arranques): para receptoresparticulares (soldadoras, motores) y generadores de corriente cíclico depunta, el cálculo de la intensidad equivalente (lthq) puede ser el siguiente:

I1: corriente de llamada del receptorI2: corriente de sobrecarga intermedia eventualIn: corriente en régimen establecidot1 et t2: duraciones respectivas en segundos de las corrientes I1 y I2tc: duración del ciclo en segundos con un límite inferior fijado a

30 segundos.

En caso de utilización de aparatos con bobina de disparo SIDERMAT,FUSOMAT o IDE en protección contra los contactos indirectos ocontra los cortocircuitos, se tiene que considera el tiempo de aperturade estos aparatos. La duración situada entre el orden de disparo y laapertura efectiva de los contactos es inferior a 0,05 s.

Caso de utilizaciónEn protección

• En corte local de seguridad, el interruptor debe poseer la caracte-rística AC23 en corriente nominal del motor (In),

• En los circuitos de motores de arranque frecuente, se debe deter-minar la corriente térmica equivalente (Ithq).Las corrientes y los tiempos de arranque son muy variables según eltipo de motor y la inercia del receptor accionado. Se sitúan para unarranque directo, generalmente en los márgenes de valores siguientes:- corriente pico: 8 a 10 In- duración de corriente de pico: 20 a 30 ms.- corriente de arranque Id: 4 a 8 In- tiempo de arranque td: 2 a 4 s.

Aguas arriba de un motor

El tiempo de maniobra 0-I o 0-II es de 0,7 a 2,1 s. según los aparatos.El tiempo de conmutación I-II es de 1,1 a 3,6 s.(ver detalle en capítulo SIRCOVER motorizado).

En conmutación de suministro

Generalmente se debe seleccionar un interruptor con un calibre 1,5veces superior a al valor de la corriente nominal de la batería decondensadores (Ic).

En cabecera de una batería de condensadores

CA

TEC

58A

Ith

Ic

Fig. 1: interruptor para bateria de condensadores

Poder de cierre > Id

Cerciorarse de que el poder de cierre del interruptor sea superior ala corriente de magnetización (Id) del transformador.

En el primario de un transformador

CA

TEC

59A Id

IthIn

Fig. 2: interruptor en el primario de un transformador

Ith

In

CA

TEC

61

A E

SP

Fig. 4: funcionamiento cíclico

corriente (en A)I1

I2

In

I0t (en s.)

t1 t2

tc ciclo de carga



Cuaderno técnico

Aparatos de corte

Temperatura del aire cerca del aparato• Método rápido.

Algunas condiciones de utilización imponen modificar la intensidadtérmica con un factor de corrección y no exceder el valor de utilizaciónobtenida.

Límites de utilización

Kt, corrección debida a la temperatura

Conexión de los interruptoresEl conjunto de los aparatos de la gama SOCOMEC realizan un doblecorte por polo (excepto FUSERBLOC 1250 A, FUSOMAT 1250 A y combi-nados SIDERMAT); se puede efectuar la alimentación por arriba o porabajo del aparato sin precauciones particulares, respetando las reglasde identificación requeridas durante una alimentación por la parte inferior.

Kp, corrección debida a la posición del aparato

CA

TEC

120

A

Fig. 1: sentido de montaje

CA

TEC

121

A

Fig. 2: desclasificación de posición

Kp = 0,9

Kp = 0,95

Kp = 1

Ithu ≤ Ith x Kt

Cuadro A: factores de corrección en función de la temperatura ta

Kt: factor de corrección

0,9 40 °C < ta ≤ 50 °C0,8 50 °C < ta ≤ 60 °C0,7 60 °C < ta ≤ 70 °C

• Un cálculo más preciso puede efectuarse en función de cada utili-zación: consúltenos.

Utilización en combinado fusible• Método rápido.

Un interruptor deberá ser desclasificado con un factor 0,8 cuandolos portafusibles están directamente conectados a sus bornes.Ejemplo: un combinado 1250 A estará constituido de un interruptor1600 A y de 3 fusibles 1250 A gG.

• Se puede realizar a cabo un cálculo más preciso en función de losdiferentes casos de utilización: consúltenos.

Otras desclasificaciones por temperatura• Interruptores-fusibles suministrados con fusibles UR• En algunos casos se necesita una desclasificación para funciona-

miento en plena carga las 24 h del día. Consúltenos.

Kf, corrección debida a la frecuencia

Ka, corrección debida a la altitud

Ithu ≤ Ith x Kf

Cuadro B: factores de corrección en función de la frecuencia f

Kf: factor de corrección

0,9 100 Hz < f ≤ 1000 Hz0,8 1000 Hz < f ≤ 2000 Hz0,7 2000 Hz < f ≤ 6000 Hz0,6 6000 Hz < f ≤ 10000 Hz

• Sin desclasificación en Ith• Desclasificación en Ue e Ie válida en corriente alterna y continua

Cuadro C: factores de corrección en función de la altitud A

2000 m < A ≤ 3000 m 3000 m < A ≤ 4000 mUe 0,95 0,80

Montaje y sentido de colocación de los interruptores

Ithu ≤ Ith x Kp

La rotación según el plano de fijación de los aparatos, se limita ensentido horario o bien en sentido antihorario, de manera a conservarlas características de accionamiento independiente de la maniobradel operador.

Cuadro D

TIPO DE APARATO SENTIDO ANTIHORARIO SENTIDO HORARIO

IDE SI SI

SIRCO VM0-VM2 SI SISIRCO VM1 SI NOSIRCO 40-100 A NO SISIRCO 125-3150 A NO SI

SIDER NO SISIDERMAT SI SI

SIRCOVER SI NO

SIDER ND SI SI

FUSOMAT SI SIFUSERBLOC SI SI

Ie 0,85 0,85


D. 20

Cuaderno técnico


Fusibles

La función de un fusible consiste en interrumpir un circuito eléctricocuando está sometido a una corriente de defecto.Además, limita las corrientes de defecto importantes tipo intensidadde cortocircuito.

La característica esencial del fusible es la de ser un aparato de protec-ción fiable, simple y económico.Las características técnicas del fusible que permiten una selecciónóptima son:• tiempo de prearco

Tiempo que necesita una corriente para llevar a estado de vapor elelemento fusible, después de la fusión.El tiempo de prearco es independiente de la tensión de la red.

• tiempo de arcoPeriodo existente entre el instante en que aparece el arco y suextinción total (corriente nula). El tiempo de arco depende de latensión de la red, pero para los tiempos de fusión total > 40 ms,es prescindible frente al tiempo de prearco.

• tiempo de fusión totalSuma de los tiempos de prearco y arco.

• poder de corteValor de la intensidad de cortocircuito prevista que el fusible escapaz de interrumpir bajo una tensión de empleo específica.

• esfuerzo térmico

Valor de la integral de la corriente cortada en el intervalo de tiempode fusión total, expresada en A2s.

ot I2dt

Los dos parámetros que se deben considerar para la limitación de laintensidad de cortocircuito son:• la corriente de pico realmente alcanzada por la corriente en el

circuto protegido,• la corriente eficaz prevista, que circularía si no hubiera fusible en el

circuito.

Observaciones: habrá limitación únicamente si tprearco < 5 ms (red50 Hz).

El diagrama de limitación indica la correspondencia entre estos dosparámetros (ver páginas D.23 y D.25).

Para conocer la corriente de pico que puede circular realmente porun circuito eléctrico protegido por un fusible, se debe:• calcular la intensidad de cortocircuito eficaz máxima (ver página D.55).• remitir esta corriente en el diagrama de limitación y leer el valor

pico en función del calibre del fusible que protege el circuito.

Limitación de la intensidad de cortocircuito

Introducción

Ejemplo:Se desea limitar una intensidad de cortocircuito de 100 kA ef. conun fusible 630 A gG.La corriente efectiva prevista de 100 kA ef. conduce a una corrientede pico prevista de: 100 x 2,2 = 220 kA.El fusible limita la corriente de pico a 50 kA, lo que representa el23% de su valor previsto (ver figura 2) lo que provoca la reducción delos esfuerzos electrodinámicos al 5% del valor sin protección (verfigura 3) y una disminución del esfuerzo térmico limitado al 2,1% desu valor (ver figura 4).

Limitación de la intensidad de cortocircuito (continuación)

CA

TEC

36A

ES

P 1 2

21

Tiempo de arcoTiempo de prearco

I

t

Corrientepicoprevista

Corrientepicoreal

1 + 2 Tiempo total de fusión

Icc ef.Prevista

Fig. 1: limitación de la intensidad de cortocircuito.

CA

TEC

38

A E

SP

50 k

A p

ico

50 kA pico

220 kA pico prevista

Fig. 3: limitación de los esfuerzoselectrodinámicos proporcional alcuadrado de la corriente

CA

TEC

37A

ES

P

220

kA p

ico

prev

ista

50 k

A p

ico Fusible

gG 630 A

100

kA e

f. pr

evis

tas

Tp. Ta.

Tt. = 0,005 s.

0,02 s.

Fig. 2: limitación de la corriente pico

CA

TEC

39

B E

SP

Tt. = 0,005 s.

0,02 s.

220 kA. pico prevista

50 kA. pico

220

kA. p

ico

prev

ista

50 k

A. p

ico

Fig. 4: limitación del esfuerzo térmicoΙ x Ι x t

Características generales



Cuaderno técnico

Fusibles

La tensiónUn fusible no puede utilizarse nunca a una tensión eficaz superior asu tensión nominal. Funciona normalmente con tensiones inferiores.

La frecuencia• f < 5 Hz: se considera que la tensión de empleo (Ue) es equiva-

lente a una tensión continua y Ue = U cresta.• 5 ≤ f < 48 Hz:

La selección de una protección debe hacerse en función de 3 parámetros:• características de la red,• reglas de instalación,• características del circuito a proteger.

Los cálculos que se presentan a continuación sirven únicamentecomo ejemplo, por favor consúltenos cuando defina su material parautilizaciones particulares.

Selección de un fusible “gG” o “aM”

Características de la red

Límite de utilización de los fusibles en función de la temperaturaambiente (ta) próxima al aparato.

Características del circuito

Utilización de un fusible en el neutro.Ver p. D.17

Esquema de los enlaces a tierraSegún el régimen de neutro, los fusibles tendrán generalmente unao dos funciones de protección:• contra las sobreintensidades: A,• contra los contactos indirectos: B.

Ajustes de instalación

ku: coeficiente de desclasificación en tensión debido a la frecuencia• 48 ≤ f < 1000 Hz: no hay desclasificación en tensión.

La intensidad de cortocircuitoDespués de haberla determinado, se debe verificar que sus valoressean inferiores a los valores de los poderes de corte de los fusibles:• 100 kA ef. para las tallas 14 x 51, 22 x 58, T00, T0, T1, T2, T3, T4,

T4A• 50 kA ef. para las tallas 10,3 x 38.

Ue ≤ ku x Un

Ith u ≤ In x Kt

f (Hz) 5 10 20 30 40ku 0,55 0,65 0,78 0,87 0,94

ESQUEMAS PROTECCIONES

TT AIT A + B

TNC A + BTNS A + B

Ith u: intensidad térmica de utilización: corriente permanente máxima que elaparato soporta durante 8 horas en condiciones de utilizaciónIn: calibre de fusibleKt: coeficiente según el cuadro inferior.

ta PORTA- EN EQUIPO PORTA- EN EQUIPOFUSIBLES Y COMBINADO FUSIBLES Y COMBINADO

40 ° 1 1 1 145 ° 1 0,95 1 150 ° 0,93 0,90 0,95 0,9555 ° 0,90 0,86 0,93 0,9060 ° 0,86 0,83 0,90 0,8665 ° 0,83 0,79 0,86 0,8370 ° 0,80 0,76 0,84 0,80

KtFusible gG Fusible aM

Si el fusible está instalado en un cuadro ventilado, se deben multiplicarlos valores de Kt por Kv.• Velocidad del aire V < 5 m/s. Kv = 1 + 0,05 V• Velocidad del aire V ≥ 5 m/s. Kv = 1,25

Ejemplo: un fusible gG montado en portafusibles e instalado en uncuadro ventilado• temperatura en el cuadro: 60 °C• velocidad del aire: 2 m/s.

Kv = 1 + 0,05 x 2 = 1,1Kt = 1,1 x 0,86 = 0,95.


D. 22

Cuaderno técnico


Fusibles

Precaución de utilización en altitud > 2000 m• No hay desclasificación en intensidad,• El poder de corte es limitado. Consúltenos,• Se recomienda una desclasificación de talla.Aguas arriba de un transformador de separaciónEl accionamiento en un transformador en vacío provoca una corrientede arranqua importante. Se tendrá que utilizar en el primario un fusiblede tipo aM que es más apto para soportar sobrecargas repetidas.El secundario estará protegido con fusibles de tipo gG.

Antes de un motorLa protección contra las sobrecargas de los motores está aseguradageneralmente por un relé térmico. La protección de los conductoresde alimentación del motor está asegurada por los fusibles aM o gG.El cuadro A indica los calibres de los fusibles que se deben asociaral relé térmico en función de la potencia del motor.

Nota:• la corriente nominal de un motor varía de un fabricante a otro. El

cuadro A da valores indicativos,• es preferible utilizar fusibles aM en lugar de fusibles gG para esta

aplicación,• en caso de arranques frecuentes o difíciles (arranque directo > 7 In

durante más de 2 s. o arranque > 4 In durante más de 10 s.); serecomienda tomar un calibre superior al indicado en el cuadro. Noobstante, se deberá asegurar la coordinación de la asociación delfusible con el contactor y el relé térmico (ver página D.28).

• en caso de fusión de un fusible aM, se recomienda reemplazar losfusibles de las otras dos fases.

En cabecera de una batería de condensadoresEl calibre de fusible debe ser superior o igual a dos veces la corrientenominal de la batería de condensadores (Ιc).

Selección de un fusible “gG” o “aM” (continuación)

Características del circuito (continuación)

En corriente continua, el tiempo de prearco es idéntico al tiempo de prearcoen corriente alterna. Las características tiempo/corriente y el diagramade límite siguen siendo válidas para la utilización de los fusibles en corrientecontinua. En cambio, el tiempo de arco es claramente más elevado encorriente continua ya que no se beneficia del paso de la tensión a cero.

La energía térmica a absorber será mucho más importante que encorriente alterna. Para conservar un esfuerzo térmico equivalente alfusible, se debe limitar su tensión de utilización.

Utilización en corriente continua

FUSERBLOC400 A

7,5 10 15,5 11 15 18,4 20 10 x 38o 14 x 51

Puesta en paraleloLa puesta en paralelo de los fusibles se puede llevar a cabo única-mente entre dos fusibles de la misma talla y del mismo calibre.

i2 t: esfuerzo térmico de un fusible

Cuadro A: protección de los motores por fusibles aM

Cuadro B: calibre de los fusibles para batería de condensadores a 400 V AC.

400 V tri 500 V tri CALI- TALLA CALIBRE RECOMENDADOBRES RECOMEN- DEL INTERRUPTOR

DADO FUSIBLE ASOCIADO

Kw Ch In A Kw Ch In A

FUSERBLOC32 A CD

FUSERBLOC50 A

FUSERBLOC100 A

o125 A

FUSERBLOC160 A

FUSERBLOC250 A

FUSERBLOC630 A

FUSERBLOC1250 A

11 15 22 15 20 23 25 10 x 38o 14 x 51

15 20 30 18,5 25 28,5 40 14 x 51

18,5 25 37 25 34 39,4 40 14 x 51

22 30 44 30 40 45 63 22 x 58

25 34 51 40 54 60 63 22 x 58

30 40 60 45 60 65 80 22 x 58

37 50 72 51 70 75 100 22 x 58

45 60 85 63 109 89 100 22 x 58

55 75 105 80 110 112 125 T 00

75 100 138 110 150 156 160 T 0

90 125 170 132 180 187 200 T 1

110 150 205 160 220 220 250 T 1

132 180 245 220 300 310 315 T 2

160 218 300 315 T 2

200 270 370 250 340 360 400 T 2

250 340 475 335 450 472 500 T 3

315 430 584 450 610 608 630 T 3

400 550 750 500 680 680 800 T 4

MOTOR

In ≥ 2 Ιc

Ithe = I’the x 2Icc cresta limitada total = I’cc cresta limitada x 1,59

i2t total = i ’2 t x 2,52

CA

TEC

118

AC

ATE

C 1

19A

Capacidad en Kvar 5 10 20 30 40 50 60Fusible gG en A 20 32 63 80 125 160 200

Capacidad en Kvar 75 100 125 150Fusible gG en A 200 250 400 400

Se recomienda utilizar fusibles de talla superior a la normal, el cableno cambia; las tallas 10 x 38 y 14 x 51 están reservadas a los circui-tos ≤ 12A. En caso de circuitos ampliamente inductivos, se recomiendacolocar dos fusibles en serie en el polo +.Los fusibles de tipo aM no se pueden utilizar en corriente continua.

EN CORRIENTE ALTERNA

TENSION MAXIMA

400 V 260 V500 V 350 V690 V 450 V

Ithe

I’the

EN CORRIENTE CONTINUA



Cuaderno técnico

FusiblesC

ATE

C 1

12 C

ES

P

Curvas características de los fusibles gGDiagrama de limitación de las corrientes

1,5

8

6

4

2

7

5

3

100 kA cr.

1,5

8

6

4

2

7

5

3

10 kA

1,5

8

6

4

2

7

5

3

1 kA

1,5

1250

800

500

315

200

125

50

20

12

8

4

2

1

80

32

1000

630

400

250160

100

63

40

25

16

10

6

100 A 1,5 3 62 4 8

10 A 100 A

1,5 3 62 4 8

1 kA

1,5 3 62 4 8

10 kA

1,5 3 62 4 8

100 kA ef.Intensidad prevista en kA ef.

Valo

r de

la in

tens

idad

kA

cre

sta

Inte

nsid

ad n

omin

al d

e lo

s fu

sibl

es g

G


D. 24

Cuaderno técnico


Fusibles

Curvas características de los fusibles gG (continuación)

Diagrama de limitación de las intensidades térmicas

2

10

1 A 1,5 3 62 4 8

1,5 3 62 4 8

1,5 3 62 4 8

1,5 3 62 4 8

1,5 3 62 4

1,5 32 4

5

900710560450355280224

1-A2s prearcopara 0,01 s.

2-A2s total 250V3-A2s total 440V4-A2s total 550V5-A2s total 725V

4

68

121620253240506380

125160200250315400500630800

1250

100

1000

12345

101A2s

103A2s102A2s

10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 A2sI 2 t

Inte

nsid

ad n

omin

al d

e lo

s fu

sibl

es g

G

1 à 10 A

Características de funcionamiento tiempo/corriente

400030002000

800600400

1500

300200150

80

4030

15

86432

1,5

0,80,60,40,30,2

0,15

0,070,05

0,025

0,015

0,0070,004

20

1000

10060

105

1

0,1

0,01

1 2 4 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

224

280

355

450

560

710

900

1 A

1,52 4 6 8

3 5 7

10 A

1,52 4 6 8

3 5 7

100 A

1,52 4 6 8

3 5

1 kA

1,52 4 6 8

3 5

10 kA

1,52 4 6 8

3 5

100 kA ef.

7 7 7

In fusibles (A)

Tiem

po d

e pr

earc

o (s

.)

0,25

0,5

CA

TEC

110

A E

SP

CA

TEC

111

A E

SP



Cuaderno técnico

Fusibles

Curvas características de los fusibles aMDiagrama de limitación de las corrientes

1, 5

8

6

4

2

7

5

3

100 kA cr.

1, 5

8

6

4

2

7

5

3

10 kA

1, 5

8

6

4

2

7

5

3

1 kA

1, 5

800

500

315

200

125

80

32

12

8

4

2

1

50

20

1000

630

400

250

160

63

25

16

10

100 A 1, 5 3 62 4 8

10 A 100 A

1, 5 3 62 4 8

1 kA

1, 5 3 62 4 8

10 kA

1, 5 3 62 4 8

100 kA ef.

100

1250

40

6

Valo

r de

la in

tens

idad

(kA

cre

sta)

Inte

nsid

ad n

omin

al d

e lo

s fu

sibl

es a

M

Intensidad prevista en kA ef.

CA

TEC

114

B E

SP


D. 26

Cuaderno técnico


Fusibles

Curvas características de los fusibles aMDiagrama de limitación de los esfuerzos térmicos

2

10

1 A 1,5 3 62 4 8

10 2 10 31,5 3 6

2 4 810 4

1,5 3 62 4 8

10 51,5 3 6

2 4 810 6

1,5 3 62 4

10 71,5 3

2 45

1-A2s prearcopara 0,01 s.

2-A2s total 250V3-A2s total 440V4-A2s total 550V5-A2s total 725V

4

68

121620253240506380

125160200250315400500630800

1250

100

1000

12345

101A2s

103A2s102A2s

A2sI 2 t

8

Inte

nsid

ad n

omin

al d

e lo

s fu

sibl

es a

M

1 à 10 A

Características de funcionamiento tiempo/corriente

4030

15

7

32

1,5

0,3

0,15

0,070,05

0,025

0,015

0,0070,004

20

10060

10

1

0,1

0,01

1 A

1,52 4 6 8

3 5 7

10 A

1,52 4 6 8

3 5 7

100 A

1,52 4 6 8

3 5

1 kA

1,52 4 6 8

3 5

10 kA

1,52 4 6 8

3 5

100 kA ef.

7 7 7

1 2 4 6 8 10 12 16 20 25 32 50 63 80 100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

40

0,25

0,16

0,5

In fusibles (A)

Tiem

po d

e pr

earc

o (s

.)

0,50,7

5

0,2

CA

TEC

115

A E

SP

CA

TEC

113

A E

SP



Cuaderno técnico

Fusibles

Estos fusibles llamados ultrarrápidos aseguran la protección contralas intensidades de cortocircuito. Por su concepción, el tiempo totalde fusión es muy inferior al de los fusibles gG y aM durante los fuer-tes cortocircuitos.Se utilizan generalmente para la protección de los semiconducto-res de potencia (i2 t UR < i2t del semiconductor que desea proteger).Se deberá evitar su funcionamiento en sobrecarga, I ~ 2 Ιn, t ≥ 100segundos. Si es necesario, la protección contra las sobrecargasdeberá asegurarse con otro dispositivo.La determinación de un fusible UR es objeto de un proceso rigurosoque puede ser complejo para algunas aplicaciones. El métodosiguiente constituye un primer acercamiento.Favor de consultarnos para cualquier aplicación específica.

Selección de un fusible UR

FACTORDE POTENCIA

Asociación en serieNo se recomienda cuando la corriente de defecto es insuficientepara fundir el fusible en menos de 10 ms.

Asociación en paraleloLa puesta en paralelo de fusibles se puede hacer con dos fusibles dela misma talla y del mismo calibre. Generalmente la realiza el fabri-cante (consúltenos).En caso de asociación en paralelo, se debe vigilar que la tensión deutilización no exceda el 90% de la tensión nominal del fusible.

Sobrecarga cíclicaConsúltenos.

Pérdidas en vatiosSe dan en la parte “ Equipo de corte B.T. ” y corresponden a lapotencia disipada a corriente nominal. Para utilizar una corriente Ibdiferente de In, se debe multiplicar la pérdida en vatios por el coefi-ciente Kp que se da en la siguiente figura.

Kp: coeficiente de corrección de pérdidasIb: valor ef. de la corriente de carga en % de la corriente nominal.

• In: intensidad nominal del fusible en A

• v: velocidad del aire de refrigeración en m/s.

• KTUR: coeficiente dado por la fig. 2 en función de la temperaturadel aire cerca del fusible.

Ejemplo: para U = 400 V Kv = 0,6(i2t) 400 V = 0,6 x (i2t) 660 V

Factor de potencia: el esfuerzo térmico indicado en el capítulo“Equipo de corte B.T.” se da para un factor de potencia de 0,15 (cos ϕdel circuito con fallo). Para otros valores del factor de potencia, sedebe multiplicar el valor del esfuerzo térmico por el coeficiente Ky.

Corriente nominalCuando el esfuerzo térmico máximo del fusible está determinado,se debe tomar en cuenta el valor de la corriente nominal del circuito.

Ejemplo: en el ejemplo anterior, hemos determinado el esfuerzotérmico máximo del fusible UR: 488 A2s a 400 V.A 660 V, este valor vale: 488/0,6 = 813 A2s.La corriente en el circuito es de 20 A. Se optará por un fusible URde 25 A y cuyo i2t a 660V vale 560 A2s.

Kv: coef. de corrección de i2tEg: valor eficaz de la tensión de utilización

(i2t) V = Kv x (i2t) 660 V

Ib = KTUR x (1 + 0,05 v) x In

CA

TEC

33A

Fig. 1: factor de corrección Kv

CA

TEC

34A

Fig. 2: factor de corrección KTUR

0,1 0,15 0,2 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

Ky 1,04 1,00 0,97 0,93 0,90 0,87 0,85 0,82 0,81

Esfuerzo térmicoEs el primer parámetro que se debe tomar en cuenta antes del calibre.En efecto, los fusibles UR están destinados a la protección de lossemiconductores. El límite de destrucción de los semiconductoresviene definido por el esfuerzo térmico máximo admisible. Para que laprotección sea eficaz, será necesario que el esfuerzo térmico delfusible sea inferior al 20% aproximadamente al esfuerzo térmico dedestrucción del semiconductor.

Ejemplo: un diodo 30 A / 400 V soporta al máximo un esfuerzotérmico de 610 A2s. El esfuerzo térmico máximo del fusible URasociado será de 610 - 20% = 488 A2s a 400 V AC.

TensiónEl esfuerzo térmico se da generalmente para 600V. La utilización deuna tensión diferente da lugar a la corrección:

Selección del fusible “UR”

Corrección en función de la temperatura ambienteEl calibre de un fusible UR se da para una temperatura ambiente de20 °C.La corriente máxima de utilización Ib se da por:

Selección del fusible “UR” (continuación)

1,5

1,0

0,15

Kv

Eg0 660

0,5

0,3

100 200 300 400 500 600

1,4k

1,2

1,0

0,8

0,6

-40 -20 0 20 40 60 80 C°

CA

TEC

35A

Fig. 3: factor de corrección Kp

1,0

0,05Ib

0,80,6

0,40,5

0,3

0,2

0,1

3020 40 50 60 70 80 90 100%

kp


D. 28

Cuaderno técnico


Fusibles

Selectividad fusibles entre BT y ATEl funcionamiento de un fusible BT no deberá provocar la fusión delfusible AT situado en el primario del transformador AT/BT.Para ello, se debe verificar que en ningún momento, la parte inferiorde la curva AT coincida con la parte superior de la curva BT antesdel límite de Icc máximo en baja tensión (ver cálculo página D.56).

Selectividad entre fusibles

Las curvas de los fusibles asociados al contactor y el relé térmicodeben pasar entre los puntos A y B que corresponden a:• Ia: límite del poder de par del conjunto contactor y relé térmico,• Ib: corriente máxima de arranque del motor.

(1) valores medios que pueden variar ampliamente según los tipos demotores y de receptores.

El esfuerzo térmico del fusible debe ser inferior al que soporta elconjunto contactor y el relé térmico.Entre los diferentes calibres de fusibles posibles, elegir el calibremás elevado para minimizar las pérdidas por disipación térmica.

La selectividad de los dispositivos de protección tiene una granimportancia en las redes alimentadas por SAI's donde la activaciónde una protección no debe generar ninguna perturbación en el restode la red.

La función de selectividad debe considerar dos particularidades deestas redes:• corriente de defecto pequeña (del orden de 2 x In• tiempo de respuesta máximo generalmente impuesto: 10 ms.

Para respetar estos criterios y cerciorarse de la buena selectividad,la corriente de cada rama no debe exceder los valores del cuadrosiguiente.

En red alimentada por SAI (Sistema de alimentación ininterrumpida)

PROTECCION POR CORRIENTE MAXIMA POR SALIDA

Fusible gG In6

Fusible UR In3

Pequeños disyuntores In8

TIPO DE ARRANQUE Ib(1) TIEMPO DE ARRANQUE(1)

Directo 8 In 0,5 a 3 s.Estrella triángulo 2,5 In 3 a 6 s.Estatórico 4,5 In 7 a 12 s.Autotransformador 1,5 a 4 In 7 a 12 s.Rotórico 2,5 In 2,5 a 5 s.

CA

TEC

27A

ES

P

1

2

1

Fusible baja tensión

Fusible alta tensiónIntensidad llevadaal secundario

Icc máximo (A) debe serinferior al crecimiento (B)de las 2 curvas.

t

I

B

A

I BT = I HT x UHT

UBT

Icc máximo

2

Fig. 1: selectividad entre fusibles AT y BT

El fusible está colocado arriba de un conjunto constituido por uncontactor y un relé térmico.

Selectividad entre fusible y asociación contactor más relétérmico

CA

TEC

29A

t (s)

Corriente

Ib Ia

B

A

Curva de funcionamiento del motor

Relé térmico en estado caliente

Relé térmico en estado frío

Fusible

Fig. 3: selectividad entre fusibles y contactor más relé térmico

CA

TEC

28A

ES

P

S . A . I .

Fig. 2: red alimentada por SAI’s

Selectividad



Cuaderno técnico

Fusibles

La asociación juiciosa de una protección fusible con otros dispositivospermite una perfecta selectividad y constituye una solución óptima a nivelde ahorro y seguridad.

Fusible aguas arriba - automático aguas abajo

Selectividad entre automático y fusible

CA

TEC

27A

• La curva de fusión de prearco del fusible debe situarse encima delpunto A (fig. 1),

• La curva de fusión total del fusible debe cortar la curva del automá-tico antes del valor Icc (poder de corte último) del automático.

• Después del punto de crecimiento, el esfuerzo térmico del fusibledebe ser inferior al del automático,

• Los esfuerzos térmicos del automático del fusible deben ser siem-pre inferiores a los del cable.

• El punto de crecimiento B (ver fig. 1) debe ser inferior al poder decorte último más bajo de todos los automáticos,

• Después del punto B, el esfuerzo térmico total del fusible debe serinferior al esfuerzo térmico de cualquiera de los automáticos situa-dos abajo.

• Los poderes de corte de todos los fusibles y del disyuntor deben sersuperiores a la corriente de cortocircuito máximo que pueden apare-cer en el circuito,

• El ajuste de la parte térmica Ir del disyuntor debe ser tal que:1,05 Ir ≥ I1 + I2 +…InI1 + I2 +…In: suma de las corrientes en cada ramo protegido por fusible,

• La corriente de ajuste Ir debe responder además a la condiciónsiguiente:

Ejemplo: el circuito más cargado está protegido por un fusible gGde 100 A. La corriente de ajuste mínimo del disyuntor arriba quepermite asegurar la selectividad con el fusible será:Ir ≥ 1,6 x 100 A = 160 A.

• El esfuerzo térmico del fusible de calibre más elevado debe serinferior al esfuerzo térmico limitado por el disyuntor. Este esfuerzodebe ser a la vez inferior al esfuerzo térmico máximo de los cables.

• Valor mínimo de ajuste de Im (magnético):8 Kd ≤ Im ≤ 12 Kd.Kd se da en el cuadro A.

In: calibre del fusible del circuito más cargado.

Fusibles gG aguas arriba - varios automáticos aguas abajo

Automáticos aguas arriba - varios fusibles aguas abajo

CA

TEC

26A

Ir ≥ Kd x In

Cuadro A: valores de Kd (según IEC 269-2-1)

CALIBRE FUSIBLES gG (In) (A) Kd

In ≤ 4 2,14 < In < 16 1,916 ≤ In 1,6C

ATE

C 2

4A E

SP

Fig. 1: selectividad fusible/automático

12 1

Fusible

Automáticot

IB

A

2

CA

TEC

25A

• El calibre de fusible debe ser superior a la suma de las corrientesde los automáticos simultáneamente en carga,

• La curva de fusión fusible debe ser superior del punto A (ver fig. 1)del automático que tenga el calibre más elevado,

Selectividad (continuación)


D. 30

Cuaderno técnico


Fusibles

Cuadro A

FUSIBLE ARRIBA FUSIBLE ABAJO

gG gG aM

4 1 16 2 28 2 210 4 212 4 216 6 420 10 625 16 832 20 1040 25 1250 32 1663 40 2080 50 25100 63 32125 80 40160 100 63200 125 80250 160 125315 200 125400 250 160500 315 200630 400 250800 500 315

1000 630 4001250 800 500

Calibres (A)

Selectividad fusibles gG/fusibles UR• gG arriba - UR abajo:

el tiempo de prearco del fusible UR debe ser inferior a la mitad deltiempo de prearco del fusible gG en la zona situada entre 0,1 y 1s.

• UR arriba - gG abajo:el calibre del fusible UR debe ser al menos igual a tres veces elcalibre del fusible gG.

Cuadro B

FUSIBLE ARRIBA FUSIBLE ABAJO

aM gG aM

4 4 26 6 28 8 410 10 612 4 216 16 1020 20 1225 25 1232 32 2040 32 2550 40 2563 50 4080 63 50100 80 63125 100 80160 125 100200 160 125250 160 160315 200 200400 250 250500 315 315630 400 400800 500 500

1000 500 6301250 630 800

Calibres (A)

La selectividad de las protecciones está asegurada cuando, en casode fallo en un punto de la instalación, hay apertura del dispositivo deprotección (DP) situado directamente arriba del fallo, sin provocar laapertura de otros dispositivos en el conjunto de la instalación. La selec-tividad permite tener una continuidad de explotación en el resto de la red.

Generalidades

Selectividad fusibles gG y aMLa selectividad total está asegurada por la selección de los fusiblesen los cuadros A y B (según IEC 60269-1 y 60269-2-1).No obstante, en algunos casos de utilización se podrá aceptar unaselectividad parcial.

Selectividad entre fusibles

CA

TEC

30A

Fig. 1: un fallo en el punto A debe provocar la apertura del dispositivo deprotección DP5 sin que haya apertura de otros DP.

DP5DP4DP3

DP1

DP2

• La selectividad total está asegurada cuando no se cubren las zonastiempo/corriente que caracterizan los órganos de protección.

CA

TEC

31A

ES

P

Fig. 2: selectividad total

Zona tiempo/corriente de DP1

Zona tiempo/corriente de DP5t

Corriente

1 2 1

2

• La selectividad parcial consiste en limitar la selectividad de los DPen una parte solamente de su zona tiempo-corriente. Mientras lacorriente de defecto sea inferior al punto de crecimiento de lascurvas, nos encontramos en un caso de selectividad total.

CA

TEC

32A

ES

P

Fig. 3: selectividad parcialLa selectividad está asegurada en el caso en que la corriente de defectomáximo (Icc máx) de la instalación es limitada a Id máximo e Id máximo < Is.

1 2 1

2

t

Id máximo Is



Corriente

Selectividad (continuación)


En cualquier tipo de red (monofásica, bifásica y trifásica), los DIRISmiden la corriente (a partir de 1, 2 ó 3 TC) y la tensión (en directohasta 600 V AC entre fases (CMv2) o 700 V AC entre fases (Ap y Am)o superior a partir de TP) permitiendo calcular:• los valores TRMS(2) de las corrientes,• los valores TRMS(2) de las tensiones,• la potencia activa (W) en 4 cuadrantes (DIRIS Ap, Am y CMv2),• la potencia reactiva (Q) con la indicación del signo (L para inductiva

y C para capacitiva), gracias a la fórmula siguiente: S2-P2,

• la potencia aparente (VA),• el factor de potencia (FP) con la indicación del signo (L para induc-

tiva y C para capacitiva), gracias a la fórmula siguiente: FP = P/S.La frecuencia (Hz) se medirá en la fase 1 de la red.


Control y gestión de la energíaDIRIS y COUNTIS

Funciones y aplicaciones

(1) La medición visualiza en tiempo real el consumo desde la puesta en tensión. La gestión se apoya en un historial de potencias de 10 minutos(2) El valor TRMS también se denomina RMS verdadero. Ver § perturbación de los aparatos de medición.

El sistema DIRIS está destinado a la medición de magnitudes eléc-tricas, a la medición y gestión de energía(1), así como a la vigilancia,al control /mando y a la protección de las instalaciones.Todas estas funciones pueden centralizarse en un PC con el softwareCG o con cualquier otro sistema (por ejemplo un autómata) vía unbus RS-485 protocolo JBUS/MODBUS® o PROFIBUS® DP.

Introducción

La gestión de energía se basa en la integración de la potencia activa,en un periodo determinado por el suministrador de energía. EnFrancia, este periodo es de 10 minutos y en Bélgica o Alemania de15 minutos. Para realizar esta función será necesario utilizar unproducto capaz de integrar este valor en función de una sincroniza-ción interna (reloj del Diris) o externa (señal compañía) y almacenarla(memoria FIFO) para evitar una comunicación permanente con elsistema de centralización.El CM posee una capacidad de memoria de 8 días en potencias de10 minutos y de 12 días en potencias de 15 minutos. El CMv2 poseeuna memoria de 28 días en potencias de 10 minutos y de 42 díasen potencias de 15 minutos.La relación entre estos valores y las tarifas permite:• establecer un balance de tarifas completo indicando los kWh consu-

midos por clase de tarifa,• analizar una curva de carga,• realizar una función de simulación de tarifas.

Medición

Gestión de la energía

La medición de la energía activa (kWh) y reactiva (kvarh) se calcula apartir de la potencia activa y reactiva; estas potencias reflejan elconsumo de una instalación eléctrica. El Countis está destinado ala medición de la energía activa en 2 cuadrantes. El Diris está desti-nado a la medición conteo de la energía activa en 4 cuadrantes (DIRISAp, Am y CMv2).A partir de 1 entrada con relé (tipo el módulo “Vigilancia o control/mando”del Diris Ap es posible contabilizar kWh en función de una señalexterna (ejemplo: sincronización con el señal de tarificación) o conimpulsos emitidos por contadores (agua, gas, electricidad…) u otrossistemas (aparatos de corte…). Además, el CMv2 pone a disposi-ción 8 subcontadores que se ponen en fucionamiento en una fechay/o a una hora de inicio y de fin.Ejemplo: todos los días de las 8:00 h a las 12:00 h

o del 1/01/03 de las 2:00 h al 01/02/03 a las 2:00 h.El consumo de la energía se externaliza en una salida de impulsosprogramable para los kWh (Countis y Diris) y una segunda salida conimpulsos programable para los kvarh (únicamente CM/CMv2).

Contadores

Cuaderno técnico

catec_c_esp_d31_d47 10/04/03 15:46 Page 31

D. 32

Cuaderno técnico



El sistema DIRIS permite configurar las alarmas de tensión, corriente,potencia activa, factor de potencia y frecuencia (Ap y CMv2).

Vigilancia

Para controlar y dirigir será necesario poder operar un conjunto deentradas y salidas. El Diris CMv2 posee 4 entradas TOR y 3 salidasrelé. Pero es sobre todo el Diris CC el que se destina a esta función.Provisto de 8 entradas TOR y 6 salidas relé en modelo estándar,permitirá que el usuario efectúe la gestión de su explotación adistancia. En efecto, las entradas TOR conectadas a contactosauxiliares, transmiten la información de posición (abierto: cerrado) yde número de maniobras (mantenimiento). Las salidas relé controlarántoda una serie de accionadores (interruptores con bobina de disparo,conmutadores…) para desconectar una distribución o interrumpir unproceso de fabricación. Este control a distancia se realizará fácilmenteutilizando un bus serie RS-485 directamente conectado a un PC (porejemplo Software Control Vision) u otro sistema (autómata…).

Control de mando

Ver § Redes de Comunicación.

Comunicación

Cada alarma se caracteriza por una programación:• de umbral:

El umbral de alarma puede ser un umbral alto (rebasamiento superior:sobretensión, sobreintensidad…) o un umbral bajo (rebasamientoinferior: caída de tensión…).- ajuste del umbral alto: 0 a 1,4 In- ajuste del umbral bajo: 0 a (umbral alto - histéresis).Aplicación:- protección de máquinas peligrosas en caso de falta de tensión

en la red,- vigilancia de la intensidad de un motor. Una subintensidad revela

una modificación de la carga (rotura de correa…)- vigilancia de una falta de tensión,

• de la histéresis,• de la temporización,• del estado en reposo del relé:

- 0: abierto en reposo,- 1: cerrado en reposo.

La posición cerrada en reposo permite la seguridad positiva de laalarma: el relé se abre en caso de ausencia de alimentación auxiliardel DIRIS, lo que corresponde a una alarma.

La posición abierta en reposo permite la seguridad negativa de laalarma: el relé se cierra en caso de ausencia de alimentación auxiliardel DIRIS, lo que corresponde a una alarma.Observaciones:Para cada magnitud que se va a vigilar el DIRIS:• controla la coherencia de las configuraciones,• memoriza las últimas alarmas por magnitud con:

- el tiempo de rebasamiento,- la fecha y la hora,- los valores máximos alcanzados.

Notas: DIRIS Ap = 2 relés (con el módulo “Vigilancia o control/mando”),DIRIS CMv2 = 3 relés.

Fig. 1: vigilancia de un umbral alto

CA

TEC

062

C E

SP

magnitud

t

umbral alto

histéresis

estado de reposo relé: 1

estado de reposo relé: 0

contactocerrado

contacto abierto

contactocerrado

contactoabierto

contacto abierto

contactocerrado

cambio estado relé

led alarma encendido

ALARMAledalarma

parpadea

temporización

Funciones y aplicaciones (continuación)



Cuaderno técnico

DIRIS y COUNTISC

ATE

C 9

4B E

SP

Fig. 1: funcionamiento en maestro /esclavo

CA

TEC

96B

Fig. 3: ejemplo de conexión de los DIRIS

En los 2 extremos del bus RS-485 se deberá tener imperativamenteuna carga resistiva de 120 Ohms integrada en cada DIRIS.

Recomendamos utilizar un cable tipo:• LIYCY: 2 pares trenzados con blindaje general (sección mínima

de 0,34 mm2)• LIYCY-CY: 2 pares trenzados con blindaje por par más blindaje

general (sección mínima de 0,34 mm2)

Nota: ttodos los productos conectados en el mismo bus RS-485deberán tener una dirección (dirección JBUS/MODBUS®) diferente.

ProtocoloJBUS / MODBUS® se utiliza en modo RTU (Remote Terminal Unit)con caracteres hexadecimales compuestos al menos de 8 bits. Esteprotocolo implica un diálogo maestro - esclavo que puede funcio-nar con respecto a 2 principios:• el maestro dialoga con un esclavo y espera su respuesta,• el maestro dialoga con cada uno de los esclavos sin esperar su

respuesta.El diálogo se identifica en trama de comunicación. Una trama secompone de:

Para explotar la información, nuestros productos ponen a disposición4 funciones:Función 3: para la lectura de N palabras (máximo 128 palabras)Función 6: para la escritura de una palabraFunción 8: para el diagnóstico de intercambios (a partir de los

contadores 1, 3, 4, 5 y 6).Función 16: para la escritura de N palabras.

DIR

IS 1

09 C

ES

PD

IRIS

110

D E

SP

Dirección delesclavo

Código de lafunción

Dirección delmensaje

Talla delmensaje

Los DIRIS y COUNTIS pueden conectarse en cualquier sistema (autó-mata, PC…) que funcione con una red RS-485 y el protocoloJBUS/MODBUS® o PROFIBUS® DP (solo Diris Ap).

La función comunicación permite• la lectura a distancia de las magnitudes medidas por el sistema

DIRIS y su procesamiento por PC u otro,• la lectura de configuraciones (mediciones, alarmas…),• la configuración a distancia (informes de transformación, alarmas…).

Capa física: RS-485• bus serie por 3 hilos + masa (ver instalación del bus a continuación),• caudales configurables: 1200, 2400, 4800, 9600 o 19200 baudios,• topología: red en bus hasta 31 aparatos en un mismo bus. Para conec-

tar más de 31 aparatos, se pueden utilizar repetidores RS-485(consúltenos),

• alcance máximo: 1500 m a 9600 baudios. Para distancias supe-riores se utilizan amplificadores RS-485 (consúltenos).

Capa enlace• Funcionamiento en modo maestro /esclavo:

El maestro (supervisor, autómata…)- hace consultas o emite un mando a cada DIRIS u otro terminal

(esclavo) que contesta o ejecuta el mando,- reconoce cada esclavo identificándolo con un número denomi-

nado dirección. La dirección de cada DIRIS podrá fijarse entre 1y 255.

• La capa de enlace también asegura el control de mensajes trans-mitidos y permite detectar eventuales errores de transmisión.

Comunicación: generalidadesDescripción

Los productos DIRIS y COUNTIS comunican por un bus serie EIA 485(RS-485) 3 hilos activos (L1, L2 y 0 V), con o sin blindaje. En el mismobus RS-485, se pueden conectar hasta 31 aparatos más el maestro(autómata o microordenador) provisto de una interfaz RS-485.

El número de aparatos puede aumentarse en una red de comunicaciónutilizando repetidores (máximo 225 por canal de comunicación).

Recomendamos la utilización de un par trenzado con un hilo de masa.En un entorno bastante perturbado, recomendamos la utilización de uncable blindado de 3 hilos uniendo el blindaje a tierra únicamente enuno de los extremos.

Conexión del bus RS-485

Esclavo

Esclavo3

2

1

DIRIS/COUNTIS

Esclavo

Direcciones

Supervisor(Maestro)

DIRIS/COUNTIS

DIRIS/COUNTIS

ONON

S1S2

DIRIS/COUNTIS

OFFOFF

S1S2

DIRIS/COUNTIS

OFFOFF

S1S2

DIRIS/COUNTIS

ONON

S1S2

L1

L2

L0

DIRIS/COUNTIS

RS-485DIRIS n° xR=120 ΩR=120 Ω

1500 m

RS-485DIRIS n° 2

PC +0 - +0 - +0 -

232

485

RS-485DIRIS n° 1autómatas programables

ostros sistemas

o

o

R=120 ΩR=120 Ω

RS-485DIRIS n° x

1500 m

Amplificador RS-485

+0 - +0 - +- 0 +0 -

1500 m

232

485

RS-485DIRIS n° 1

PC

autómatas programables

ostros sistemas

o

o


Dirección Dirección Número de Texto UnidadDecimal hexa. palabras

1792 700 1 intensidad fase 1 mA1793 701 1 intensidad fase 2 mA1794 702 1 intensidad fase 3 mA1795 703 1 intensidad del neutro mA1796 704 1 tensión compuesta U12 V/1001797 705 1 tensión compuesta U23 V/1001798 706 1 tensión compuesta U31 V/1001799 707 1 tensión simple fase 1 V/1001800 708 1 tensión simple fase 2 V/1001801 709 1 tensión simple fase 3 V/1001802 70A 1 frecuencia Hz/1001803 70B 1 ∑ potencia activa +/- kW/1001804 70C 1 ∑ potencia reactiva +/- kvar/1001805 70D 1 ∑ potencia aparente +/- kVA/1001806 70E 1 ∑ factor de potencia L/C

-: capacitivo e +: inductivo 0,0011807 70F 1 potencia activa fase 1 +/- kW/1001808 710 1 potencia activa fase 2 +/- kW/1001809 711 1 potencia activa fase 3 +/- kW/1001810 712 1 potencia reactiva fase 1 +/- kvar/1001811 713 1 potencia reactiva fase 2 +/- kvar/1001812 714 1 potencia reactiva fase 3 +/- kvar/1001813 715 1 potencia aparente fase 1 kVA/1001814 716 1 potencia aparente fase 2 kVA/1001815 717 1 potencia aparente fase 3 kVA/1001816 718 1 factor de potencia fase 1

-: capacitivo e +: inductivo 0,0011817 719 1 factor de potencia fase 2

-: capacitivo e +: inductivo 0,0011818 71A 1 factor de potencia fase 3

-: capacitivo e +: inductivo 0,0011819 71B 1 I1 medio mA1820 71C 1 I2 medio mA1821 71D 1 I3 medio mA1822 71E 1 valor medio ∑ potencia activa + kW/1001823 71F 1 valor medio ∑ potencia activa - kW/1001824 720 1 valor medio ∑ potencia reactiva + kvar/1001825 721 1 valor medio ∑ potencia reactiva - kvar/1001826 722 1 valor medio ∑ potencia aparente kVA/1001827 723 1 I1 máximo mA1828 724 1 I2 máximo mA1829 725 1 I3 máximo mA1830 726 1 valor máximo ∑ potencia activa + kW/1001831 727 1 valor máximo ∑ potencia activa - kW/1001832 728 1 valor máximo ∑ potencia reactiva + kvar/1001833 729 1 valor máximo ∑ potencia reactiva - kvar/1001834 72A 1 valor máximo ∑ potencia aparente kVA/1001835 72B 1 energía activa + < 10000 kWh1836 72C 1 energía activa + > 10000 kWh1837 72D 1 energía reactiva + < 10000 kvarh1838 72E 1 energía reactiva + > 10000 kvarh1839 72F 1 energía aparente < 10000 kVAh1840 730 1 energía aparente > 10000 kVAh1841 731 1 energía activa - < 10000 kWh1842 732 1 energía activa - >10000 kWh1843 733 1 energía reactiva - < 10000 kvarh1844 734 1 energía reactiva - > 10000 kvarh

D. 34

Cuaderno técnico



Trama de comunicaciónTabla de direccionamiento DIRIS Ap

Respuesta del DIRIS Ap:

Esclavo

05

Función

03

Direcciónpeso alto

07

Direcciónpeso bajo

2B

Número palabrapeso alto

00

Número palabrapeso bajo

02

CRC 16

B4F3

Esclavo

05

Función

03

Número deoctetos

04

Valorpeso alto

285

Valorpeso bajo

B1645 117

CRC 16

6FD6

EjemploPara leer 177 645 kWh, será necesario enviar el mensaje siguiente:

Lectura de la información (función 3)


Dirección Dirección Número de Texto Unidaddecimal hexa. palabras

512 200 1 Tipo de red: –0: 1BL1: 2BL2: 3BL

3: 3NBL4: 4BL

5: 4NBL513 201 1 Secundaria del TC: A

1: 1 A5: 5 A

514 202 1 Primaria del TC A515 203 1 Entrada tensión en TP: –

0: No1: Yes

516 204 2 Primaria del TP V518 206 1 Secundaria del TP: V

60: 60 V100: 100 V110: 110 V115: 115 V120: 120 V173: 173 V190: 190 V

519 207 1 Sincronización de I AVG/MAX: –5: 5 minutos8: 8 minutos

10: 10 minutos15: 15 minutos20: 20 minutos30: 30 minutos60: 60 minutos

520 208 1 Sincronización de P/Q/S AVG/MAX: –5: 5 minutos8: 8 minutos

10: 10 minutos15: 15 minutos20: 20 minutos30: 30 minutos60: 60 minutos

etc.


Trama de comunicaciónTabla de direccionamiento DIRIS Ap

RecomendacionesTras la modificación de los parámetros, será imperativamentenecesario guardarlos utilizando la dirección 600.

Esclavo

05

Función

06

Direcciónpeso fuerte

02

Direcciónpeso bajo

02

Número de pala-bras peso fuerte

00

Número de pala-bras peso bajo

0A

CRC 16

09B5

Esclavo

05

Función

06

Dirección pesofuerte06

Direcciónpeso bajo

00

Valor

0000

CRC 16

88C6

EjemploConfiguración de un primario de TC de 10 A para el DIRIS número 5:

Respuesta del DIRIS Ap: idéntica al mensaje enviado.

Escritura de los aparatos (función 3, 6 ó 16)


D. 36

Cuaderno técnico


Protección diferencial

Una corriente de fallo a tierra es una corriente que fluye a tierradurante un fallo de aislamiento (ld). Una corriente de fuga a tierra esuna corriente que fluye de las partes activas de la instalación a tierra,en ausencia de cualquier fallo de aislamiento (lf).

Un Dispositivo de Intensidad Diferencial Residual (DDR) definido por lanorma IEC 755, está destinado a detectar las corrientes de fuga o defallo que se producen generalmente aguas abajo de su punto deconexión.

Los principales tipos de dispositivos diferenciales son:• los disyuntores diferenciales,• los interruptores diferenciales,• los relés diferenciales que no están integrados en el aparato de corte.

SOCOMEC, fabricante especializado propone una gama completa derelés diferenciales que podrán responder a cada caso de manera adap-tada.Los relés diferenciales tienen dos finalidades:• desconectar la instalación cuando está asociado a un aparato

de corte con desconexión automática,• señalar una corriente de fuga o de fallo cuando se utiliza como relé

de señalización.

Generalidades

CA

TEC

217

A

Id I f

Desconectar la instalación

Señalar

CA

TEC

130

A

Una protección diferencial está constituida en este caso:• por un toroidal que rodea los conductores activos del circuito a

proteger detectando la corriente residual cuando la suma de lascorrientes en líneas deja de ser nula,

• por un dispositivo de análisis y medición de corriente diferencialque envía la señal de alarma,

• por un dispositivo de corte de la alimentación activado por el reléde alarma.

Cuando un peligro aparece (electrocución, incendio, explosión, anoma-lía de una máquina…), el corte automático de la alimentación asegurauna o varias de las funciones siguientes:• la protección contra los contactos indirectos,• la limitación de corrientes de fuga,• la protección complementaria contra los contactos directos,• la protección del equipo o de la producción,• etc.

Los relés diferenciales pueden estar asociados, bajo ciertas condiciones,a conmutadores, disyuntores o interruptores e interruptores automáticoscon fusibles de la gama SIDERMAT y FUSOMAT SOCOMEC.

Señalar cuando se detecta una corriente de fuga o de fallo a tierray que permanece a un nivel que provoca una acción de manteni-miento preventivo.

La señalización diferencial está constituida:• por un toroidal que rodea los conductores activos del circuito a

vigilar detectando la corriente residual cuando la suma de lascorrientes en líneas deja de ser nula,

• por un dispositivo de análisis y medición de corriente diferencialque, por medio de sus LEDs de alarma, sus relés de salida o salidadigital podrá avisar a los operadores.

Algunas aplicaciones pueden requerir las dos funciones, desconectary señalar simultáneamente.

RD



Cuaderno técnico


Los DDR desconectan en ocasiones por motivos diferentes a la presen-cia de un fallo de aislamiento. Las causas son variadas: tempestades,maniobra de los aparatos de alta tensión, corrientes de cortocircuito,arranques de motores, encendidos de tubos fluorescentes, cierres decargas capacitivas, campos electromagnéticos, descargas electroes-táticas, etc.

Los DDR que presentan una protección sufi-ciente contra estas perturbaciones estánmarcados con el símbolo.

Las alimentaciones auxiliares de losrelés diferenciales SOCOMEC,altamente protegidos, evitan lasdesconexiones intempestivas o lasdestrucciones de componentes encaso de sobretensiones cuyo origense debe al rayo o una maniobra AT(figura al lado).

El principio de medida por muestreo digital de la señal diferencial y laelección de materiales de los toroidales aseguran un correcto compor-tamiento de los relés diferenciales en caso de paso de una onda decorriente transitoria que se produzca durante el cierre de circuitos alta-mente capacitivos (figura a) o durante un encendido en caso dedescarga dieléctrica después de una sobretensión (fig. b).

La clase TB tiene en cuenta las asociaciones de un relé diferencial conun aparato de corte separado. Para la protección contra los contactosindirectos, la norma de instalación IEC 60364 permite un tiempo decorte, como máximo igual a 1 s. para un circuito de distribución, sintener en cuenta la tensión de contacto si una selectividad se consideranecesaria. En distribución terminal, los dispositivos diferencialesutilizados para la protección de personas deben ser de tipo instantáneo.

SENSIBILIDADES AJUSTES I∆n

SENSIBILIDAD

BAJA

SENSIBILIDAD

MEDIA

SENSIBILIDAD

ALTA

20 A10 A5 A3 A1 A

500 mA300 mA100 mA30 mA12 mA6 mA

CLASE In (A) TIEMPOS DE DESCONEXIONI∆n 2 I∆n 5 I∆ns. s. s.

TA cualquier valor 2 0,2 0,04

TB ≤ 40 A únicamente 5 0,3 0,15

La corriente diferencial-residual asignada I∆n es el valor máximo dela corriente diferencial que debe provocar el funcionamiento del dispo-sitivo. Su valor expresa comúnmente la sensibilidad o el ajuste delDDR (ejemplo: DDR 30 mA). Desde un punto de vista de las normas deproductos diferenciales, un DDR puede desconectar a partir de lamitad de su corriente diferencial residual asignada.

Gracias a la medida RMS, los aparatos SOCOMEC podrán soportarcorrientes que llegan hasta un 75 % (en clase AC) de la corrienteresidual asignada. Esta precisión autoriza corrientes de fuga máselevadas para un mismo nivel de protección permitiendo así una mejorselectividad.

Los valores de corriente I∆n se clasifican según tres tipos de sensibilidad:

DefinicionesCorriente diferencial-residual asignada I∆n

La norma IEC 60755 propone los valores preferenciales siguientes,de tiempos máximos de desconexión que se expresa en segundospara los dispositivos diferenciales destinados a la protección contraelectrocuciones en caso de fallo de tipo contactos indirectos:

Tiempos de desconexión

Clases de relés diferenciales (continuación)

• clase A símbolo:

ejemplo de corriente de fallo:el aparato asegura una desconexión concorrientes diferenciales residuales, alterna-tivas sinusoidales o corrientes diferencialesresiduales continuas pulsantes, cuyocomponente continuo sigue siendo inferiora 6 mA durante un intervalo de tiempo deun angulo de 150° a la frecuencia asignada.

• clase B símbolo:

ejemplo de corriente de fallo: el aparato asegura la desconexión concorrientes diferenciales idénticas a los apara-tos de clase A aunque también paracorrientes diferenciales que provengan decircuitos rectificados:• simple alternancia con carga capacitiva que produzca una

corriente continua lisa,• trifásico simple o doble alternancia,• monofásico doble alternancia entre fases,• cualquiera que cargue una batería de acumuladores.

∆I

t

∆I

t

Clases de relés diferenciales

La norma IEC 60755 define tres clases de utilización para los DDR enfunción del tipo de red:

• clase AC símbolo:

ejemplo de corriente de fallo:

El aparato asegura una desconexión concorrientes diferenciales residuales, alterna-tivas sinusoidales.

AC

t

Compatibilidad electromagnética (CEM)

1.2 µs 50 µs

U

t

CA

TEC

142

A

8 µs 20 µs

I

t

I

t

10 µs

Fig. a Fig. b

CA

TEC

143

A

CA

TEC

218

A


D. 38

Cuaderno técnico



Aplicación

CA

TEC

079

B E

SP

In = 1 Aretardo = 200 ms

In = 300 mAretardo = 50 ms

In = 100 mAretardo = 50 ms

In = 30 mAno retardo

In = 100 mAno retardo

Esta disposición consiste en colocar bajo ciertas condiciones,dispositivos diferenciales que pueden encontrarse I∆n al mismo nivelde una distribución (en el interior de un mismo cuadro, de un cuadroadyacente o conectado con un cable de tipo U1000…) pudiendo norequerir la instalación de un dispositivo diferencial general.

En distribución de tipo TT, no será obligatorio un dispositivo diferencialgeneral aguas arriba de las salidas diferenciales divisionarias, en elcaso que la protección frente a contactos directos de los bornessuperiores de estos últimos, responde a las disposiciones relativasa la clase II o por aislamiento adicional durante la instalación.

Protección de una instalación

Figura 1

CA

TEC

152

A

I∆n I∆n

CA

TEC

151

A

t

t f A

t nf At f B

t nf B

I n

A

B

A

B

I n AI n B

I n AI n B22

Figura 2

Está destinada a eliminar la corriente de fallo únicamente en la parte dela instalación en la que se encuentra el fallo. Para ello se deberán reunirdos condiciones:

1. El tiempo de funcionamiento del DDR de abajo (tfB figura 2) deberáser inferior al tiempo de no funcionamiento del dispositivo de arriba(tnfA). Una solución simple para respetar esta condición consiste enutilizar DDRs de clase S (retardo ajustable). El retardo del DDRdeberá ser superior al retardo del DDR mas cercano (figura 1).

2. La sensibilidad del DDR de abajo I∆n B deberá ser inferior a lamitad de la sensibilidad del DDR de arriba I∆n A (ver figuras 1 y 2).

Selectividad total (selectividad vertical)

• Selectividad horizontal

Un fallo de aislamiento que afecte a un bobinado de motor tendráefectos que podrán clasificarse en dos niveles:• destrucción del bobinado, el motor podrá repararse,• destrucción del circuito magnético, el motor no tiene reparación.

La instalación de un dispositivo diferencial que limite la corriente defallo a menos del 5% de In garantiza la no perforación de los circuitosmagnéticos y la protección del motor. Algunos grandes motores puedenpresentar un desequilibrio de las corrientes o de las corrientes de fugaen fase de arranque, por lo que se admite prever una neutralizacióndel relé diferencial durante esta fase y bajo ciertas condiciones.

Protección de los motores

Los materiales de tratamiento de la información, según las normasEN y IEC 60950 pueden constituir una fuente de corrientes de fuga,debido a dispositivos particulares de filtrado que se les asocian.

Se admiten corrientes de fuga capacitivas de 3,5 mA para circuitosde tomas de corriente y del 5% (bajo ciertas condiciones) para circuitosde instalación fija. La norma EN 50178 sobre los Equipos Electrónicos(EE) utilizados en las instalaciones de potencia admite corrientes defuga máximas de 3,5 mA AC y 10 mA DC para un EE.

En caso de exceder estos valores, será necesario prever disposicionescomplementarias como por ejemplo, doblar el conductor de protección,cortar la alimentación en caso de ruptura del cable de tierra, instalar untransformador que asegure un aislamiento galvánico, etc.

Corriente de fuga de los equipos

Un defecto de aislamiento importante que afecte a una salida puedevolver a cerrar el circuito por las capacidades de fuga de otro circuitoy provocar la desconexión de este último sin que se haya reducidoel nivel de aislamiento.Este fenómeno será particularmente frecuente en los circuitos quepresentan capacidades de fuga potencialmente importantes o que eldefecto aparezca en una canalización de gran longitud.

Efecto de “simpatía”

CA

TEC

154

A E

SP

Una solución para limitar este efecto será temporizar los aparatos diferenciales.

CA

TEC

153

B E

SP

Fig. 1: conexión de los Controlador Permanente de Aislamiento: caso general

utilización

filtro

Protección contra incendio

El párrafo 482.2.10 de la norma IEC 60364 recomienda la utilización deDDR a I∆n para proteger los locales que presenten riesgos de incendio.

FALLO

Apertura por efecto de “simpatía”



Cuaderno técnico


con funcionamientodependiente de la tensión dela red sin seguridad positiva

con funcionamientodependiente de la tensión de lared o de cualquier fuenteauxiliar con seguridad positiva

con funcionamientodependiente de la tensión deuna fuente auxiliar sinseguridad positiva

con fuente auxiliarindependiente a la red

NATURALEZADEL DISPOSITIVO

con funcionamiento indepen-diente de la tensión de la red

NO

NOrecomendado

NO

NO

SI

SIexcepto circuitos

PC 16 A

SI

SI excepto circuitosPC 16 A y señaliza-ción de un fallo de

fuente auxiliar

SI

SI

nota: un transformador conectado a la red no constituye una fuente auxiliarindependiente de la red.

PERSONAL NOADVERTIDO

SELECCION POSIBLE EN FUNCIONDEL TIPO DE INSTALACION

PROBADAS Y CONTRO-LADAS POR

PERSONAL, AL MENOSADVERTIDO (BA4)

Toda instalación presenta una corriente de fuga a tierra debido esen-cialmente a las fugas capacitivas de los conductores y a loscondensadores antiparásitos o filtrado CEM, por ejemplo de losmateriales de clase I.

La suma de estas corrientes de fuga podrá desconectar los DDR de altasensibilidad (la desconexión es posible a partir de I∆n/2 (I∆n x 0,75para los aparatos SOCOMEC RESYS E y M) sin que se haya puesta enpeligro la seguridad de las personas.

Las corrientes de fuga podrán limitarse por:• la utilización de materiales de clase II,• los transformadores de separación,• los circuitos alimentados por SAI,

• la limitación de la cantidad de receptores protegidos por un mismo DDR.

• Aumento de la resistencia a las perturbaciones de un toroidal por:- la disposición simétrica de los conductores de fase alrededor del

conductor neutro- utilización de un toroidal de diámetro al menos igual a 2 veces el

diámetro del círculo formado por los conductores: ∆ ≥ 2d- incorporación eventual de un manguito magnético de una altura

al menos igual a 2D.

Puesta en marcha

• Puesta en marcha en la cabecera de la instalación TT.En la cabecera de la instalación TT (y únicamente en este caso),será posible reemplazar el toroidal de detección colocado alrededorde los conductores activos por un toroidal único, colocado en elconductor que une el neutro del transformador AT/BT a tierra. Estadisposición permite aumentar la resistencia a las perturbacionesy presenta la ventaja de ser más económico.

Mejoramiento de la funcionalidad de los DDR

Se podrá prever un marcado complementario para indicar al utilizadorque el test deberá accionarse regularmente (se recomienda cadaperiodo de 3 a 6 meses).

Indicación de las condiciones de test de los dispositivos diferenciales

• Vigilancia independiente de la tensión del circuito vigilado,• Adaptado a las redes con fluctuaciones importantes y rápidas,• Vigilancia independiente de la corriente de carga (con impacto de

corrientes no equilibradas, acoplamiento de cargas inductivas),• Mejor resistencia a la desconexión en caso de fallos transitorios (tiempo

de integración del orden de 30 ns. mientras que un aparato concorriente propia corre el riesgo de desconectarse en unos ms.).

Características de un dispositivo diferencial con fuente auxiliar

• Cable armado: aislar eléctricamente la caja de conexión y unirla atierra.

Precauciones de instalación de los toroidales en cablesarmados

Según la IEC 60364, el nivel de capacidad de los usuarios y el destino dela instalación orientarán la elección de los dispositivos de protección dife-renciales según el tipo de funcionamiento unido al principio de alimentación.

Elección del dispositivo diferencial según los principiosauxiliares de alimentación

CA

TEC

082

A E

SP

RdRelédiferencial

Toroidal

Corriente de defecto

Transformador AT/BT Aparatos con desconexión (SIDERMAT o FUSOMAT)

CA

TEC

083

C

(1) d = el centrado de los cables en un toroidal garantiza la no saturación localdel toroidal. Un toroidal saturado provoca desconexiones intempestivas.

(2) L = distancia entre el toroidal y el codo de los cables.

manguito magnético (eventual)

conductores activos

toroidal

L(2)

1

2 3N

toroidal (D)

h ≥ 2D

diámetro d (1)del manguito eventual

CA

TEC

169

A E

SP

N

PE

31 2 N

PE

PE

CableCable blindado

Trenza

3P+N+T

1 2 3



Cuaderno técnico


Puesta en marcha (continuación)

Los materiales están cada vez más provistos de dispositivos rectifi-cadores (diodos, tiristores…). Las corrientes de defecto a tierra aguasabajo de estos dispositivos contienen un componente continuosusceptible de desensibilizar los DDR.Los aparatos diferenciales deberán ser de la clase adaptada a estosdispositivos (ver capítulo de definición de clases).La norma EN 50178 indica el organigrama siguiente que define lasexigencias requeridas durante la utilización de un EE detrás de undispositivo diferencial (EE: equipamiento electrónico).

Los EE transportables cuya potencia aparente asignada de entradano exceda 4 kVA, deberán diseñarse para que sean compatibles conlos DDR de tipo A (protección contra los contactos directos eindirectos).Los EE que pueden generar un componente continuo de corriente dedefecto, pueden impedir el funcionamiento de las proteccionesdiferenciales, por lo que deben tener obligatoriamente una etiquetade advertencia que lo avise.Cuando los DDR no pueden ser compatibles con los EE que sedesean proteger, deberán adaptarse otras medidas, por ejemplo:separar el EE de su entorno por aislamiento doble o reforzado o bienaislar el EE de la red por medio de un transformador…

Selección de la clase de los diferenciales en funciónde las cargas

Al ser este tipo de carga es demasiado fluctuante, se deberán adaptarrelés de clase B, independientes de la tensión y de la corriente paraprevenir riesgos de desconexión intempestiva.

Cargas de tipo variador de velocidad

Las instalaciones deberán reagrupar los tipos de aparatos queprovoquen fallos idénticos.Si algunas cargas son susceptibles de generar componentes continuos,no deberán conectarse aguas arriba de los dispositivos previstos paraproteger cargas que generen únicamente componentes alternos orectificados pulsantes, por defecto.

Agrupamiento de utilizaciones en función del tipo de carga

En las instalaciones en que la continuidad de servicio es un imperativoy que la seguridad de los bienes y de las personas está especial-mente expuesta, los fallos de aislamiento constituyen un riesgo mayorque deberá tomarse particularmente en cuenta.

Esta función de señalización podrá asegurarse según de dos maneras:1. el corte automático de la alimentación debido a los imperativos de

protección (protección contra los contactos directos, indirectos olimitación de la corriente de fuga) lo llevan a cabo los dispositivosdiferenciales, la función de señalización podrá asegurarse por losrelés de pre-alarma incorporados en algunos relés diferenciales (RESYSMP, EP, B… de SOCOMEC).

2. el corte automático de la alimentación debido a los imperativos deprotección (protección contra los contactos directos, indirectos olimitación de la corriente de fuga) lo llevan a cabo otros dispositivoscomo por ejemplo, dispositivos de protección contra las sobrein-tensidades. El contacto de alarma de los relés (RESYS MP, EP, B…de SOCOMEC) podrá utilizarse únicamente para señalar unacorriente diferencial.

La señalización de fallos de aislamiento de manera preventiva ofrecemultiples posibilidades en la optimización de una instalación eléctrica:

• anticipar la reparación de una máquina antes de que el procesose detenga a causa de una falla,

• localizar defectos de aislamiento en régimen neutro TNS,• prevenir riesgos de incendio o explosión,• anticipar el funcionamiento de un aparato de protección contra las

sobreintensidades y evitar el reemplazo del fusible o el desgastedel disyuntor,

• controlar las corrientes de fuga reduciendo así las corrientes homo-polares en los circuitos de protección y la generación de camposelectromagnéticos especialmente perturbadores,

• etc.

Señalización o pre-alarma de una fuga o de un defecto

Los aparatos más utilizados son de clase AC, la situación real de lasinstalaciones industriales justifica la utilización de aparatos de claseA como mínimo.

Cargas “industriales”

CA

TEC

155

A E

SP

Conexión delEE a la red

Utilizar otra medidade protección

Utilizar un DDRde tipo A

Utilizar un DDRde tipo B

No Sí

Sí

NoNo

No

> 4 kVA

Transportable Fijo

≤ 4 kVA

DDR tipo Bcompatible

DDR tipo Acompatible

Susceptible degenerar defectos

DC…

Potencia

Etiqueta deadvertencia



GeneralidadesAjustes

La norma IEC 60364 impone la utilización de un aparato ControladorPermanente de Aislamiento (CPI) en régimen IT:“se deberá prever un controlador permanente de aislamiento paraindicar la aparición de un primer defecto de una parte activa a la masao a la tierra, que deberá accionar una señal acústica o una señal visual”.Los Controladores Permanentes de Aislamiento también se aplicanen numerosos casos (ver los casos de utilización en página D.42).SOCOMEC ofrece una amplia selección de Controladores Permanentesde Aislamiento en su gama ISOM.

Introducción

Principio de funcionamiento

CA

TEC

64A

ES

P

Fig. 1: medición de la resistencia de aislamiento de una instalación por un CP

Carga

CPI

R aislamiento

im

im : corriente de medición

CA

TEC

165

B

1 1 1 1Re

=R1

+R2

+Rn

(R1, R2, Rn ≥ 0,5 MΩ)

En caso de la instalación de un Controlador Permanente deAislamiento en una instalación existente de alto proceso, será másapropiado un primer ajuste a -40%.El saneamiento de la red, gracias a un Controlador Permanente deAislamiento adaptado, campañas de mediciones y la instalación deun sistema de detección y señalización de defectos permitirán (DLD)aumentar el ajuste por encima del 20% recomendado.

Observación: el Controlador Permanente de Aislamiento puede indi-car una disminución de resistencia de aislamiento sin que exista unfranco defecto (por ejemplo, la presencia de humedad tras una puestafuera de tensión prolongada). La puesta en funcionamiento de lainstalación permitirá aumentar el nivel de aislamiento.

M

CPI

Re

R1

R2

R3 Rn

La mayoría de los Controlador Permanente de Aislamiento inyectanuna corriente de medición en el circuito formado por los conductoresactivos y la tierra (figura 1). Un aumento de la corriente de mediciónimplica una disminución del aislamiento del circuito.

La corriente de medición se compara con el umbral de alarma de losControlador Permanente de Aislamiento.

Para su buen funcionamiento, los Controladores Permanentes deAislamiento de la gama ISOM no requieren una corriente de mediciónelevada.

En los Controladores Permanentes de Aislamiento SOCOMEC no seprecisa la impedancia de 1 kΩ que se añade tradicio nalmente entre elcircuito por vigilar y la tierra (neutro impedante).

Cuaderno técnico

Controlador Permanentede Aislamiento

El umbral del Controlador Permanente de Aislamiento deberá ajus-tarse al 20% por debajo de la resistencia de aislamiento de la red odel circuito por vigilar. Si la resistencia del aislamiento por vigilar essuperior a 1,25 veces el límite superior del campo de ajuste delControlador Permanente de Aislamiento, este último deberá estarajustado a su valor límite.

Durante la puesta en servicio de un Controlador Permanente deAislamiento en una instalación, se deberá tener perfectamente encuenta que este aparato medirá el aislamiento global de la instalación,es decir la suma de las resistencias de fuga individuales de cadasalida.


D. 42

Cuaderno técnico



Definiciones

Una red localizada se caracteriza por:• un receptor único o varios receptores del mismo tipo (motores,

iluminación de seguridad…),• un circuito poco estendido (capacidad de fuga baja) y bien limi-

tado (taller, quirófano…),• un circuito bien definido (cargas AC o DC únicamente).

Red localizada

Al contrario, una red global presenta una variedad de receptores yrectificadores (presencia de corrientes alternas y continuas). La redes frecuentemente una red amplia (elevada capacidad de fuga).

Red global

• Rf motor > 0,5 MΩ• Rf receptor > x MΩ según la norma producto correspondiente.

Aislamiento de los receptores

Capacidad máxima de fuga

Cuando dos conductores están sometidos a una diferencia depotencial (tensión), éstos presentan entre si un efecto capacitivodependiente de su geométria (longitud, forma), del tipo de aislador(aire, PVC…) y de la distancia que los separa.Esta propiedad física tiene por efecto que se provoque una corrientede fuga capacitiva entre los conductores de una red y la tierra. Estacorriente será tanto más importante cuanto más larga sea la red.

Capacidad de fuga de un conductor con respecto a la tierra

Un defecto simétrico afecta las dos polaridades de la red. Este tipode defecto se desarrolla frecuentemente en un circuito en el que laslongitudes respectivas de los conductores + y - son parecidos.Las normas IEC 61557-8 y EN 61557-8 imponen desde finales del 97,que los circuitos DC estén vigilados por un Controlador Permanente deAislamiento capaz de detectar defectos simétricos.

Defecto simétrico (red DC)

Un defecto asimétrico sólo afecta a una polaridad de la red.

Defecto asimétrico (red DC)

Es el nivel de aislamiento de la instalación con respecto a tierra.Deberá medirse regularmente por los organismos de control y sersuperior a los valores de la norma IEC 60364.

Resistencia de aislamiento de la instalación eléctrica

CA

TEC

164

A E

SP

Cuadro A: valores mínimos de la resistencia de aislamientosin tensión.

TENSION NOMINAL TENSION DE PRUEBA DE RESISTENCIADEL CIRCUITO CORRIENTE CONTINUA DE AISLAMIENTO

(V) (V) (MΩ)

TBTS y TBTP 250 ≥ 0,25≤ 500 V 500 ≥ 0,5> 500 V 1000 ≥ 1,0

CA

TEC

65A

ES

P

Fig. 2: capacidad de fuga a tierra de una red de corriente alterna

CNTCPI

CPT CPT CPT

CPT CPT CPTCPI

CA

TEC

66B

ES

P

Fig. 1: defecto asimétrico

CA

TEC

67B

ES

P

Fig. 2: defecto simétrico

CPI

Rf.

CPI Rf.-

Rf.+

Es la suma de la capacidad de fuga a tierra de una red y de la capa-cidad de los condensadores instalados en los materiales electrónicose informáticos…

La capacidad máxima de fuga es un parámetro importante para laelección de un Controlador Permanente de Aislamiento. Se debe obser-var que actualmente la capacidad global de fuga ha aumentadoconsiderablemente debido a los filtros CEM.



Cuaderno técnico

Controlador Permanente deAislamiento

Casos de utilización

La vigilancia del aislamiento de los motores fuera de tensiónconstituye una medida preventiva cuando las exigencias de seguridady de disponibilidad de los materiales presentan un carácter obligatorio:• equipamientos de seguridad: motores de bomba para incendio,• instalación de evacuación de humos,• ciclos críticos en procesos industriales,• motores estratégicos o motores de fuerta potencia.

Vigilancia del aislamiento de motores fuera de tensión(ejemplo Controlador Permanente de Aislamiento SP 003)

CA

TEC

69A

ES

P

Fig. 2: principio de montaje: el Controlador Permanente de Aislamiento estádesconectado del circuito cuando el motor está alimentado

Ajuste del Controlador Permanente de Aislamiento de vigilanciamotor fuera de tensiónEl Controlador Permanente de Aislamiento deberá generar una alarmacuando el nivel de aislamiento es inferior a 1 MΩ (1000 kΩ).El motor no deberá utilizarse cuando el nivel de aislamiento es inferiora 500 Ω.Los Controladores Permanentes de Aislamiento de tipo SP están estu-diados especialmente para el control del aislamiento sin presencia detensión en la red o en el receptor, ya que también constituyen un mediode localización rápida de fallos breves gracias a su función de memo-rización (ejemplos: grúas portuarias de proceso rápido).

CA

TEC

071

A E

SP

Fig. 3: utilización de un Controlador Permanente de Aislamiento para un circuitoalimentado por un grupo electrógeno

La vigilancia de variadores de velocidad deberá tomar en cuenta lasbajas frecuencias que generan estos últimos.Unicamente los Controladores Permanentes de Aislamiento que utili-zan como principios de medición señales codificados o señalesdiferentes a los generados por los variadores, podrán asegurar correc-tamente su función con el tiempo.

Vigilancia de variadores de velocidades

Es difícil llevar a cabo la protección de los circuitos alimentados porgrupos generadores móviles, ya sea debido a que no se puede realizaruna toma de tierra (grupos portátiles, socorros de emergencia…), obien debido a que la toma de tierra no puede considerarse como válida(imposible medir la resistencia…).

Esta protección la aseguran frecuentemente los DDR 30 mA quepresentan el riesgo de desconexiones intempestivas (ver página D.38).En caso de que la continuidad de explotación sea imperativa por razo-nes de seguridad, se podrá recurrir a la utilización de un ControladorPermanente de Aislamiento (ver fig. 3).

La masa del grupo no esta unida al punto medio del generador sino a la redconstituida por las masas interconectadas de los materiales. El ControladorPermanente de Aislamiento está conectado entre esta masa y una fase.

Grupos electrógenos móviles

CPI

Masa

CPI



Cuaderno técnico


Casos de utilización (continuación)

Redes alimentadas por SAI

Redes alimentadas por SAILos sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) contienen una partede “corriente continua”.

Generalmente alimentados por transformadores de separación, estoscircuitos deberán asegurar el no accionamiento intempestivo de circui-tos de potencia. Una solución clásica propuesta por las normas yreglamentos es realizar una distribución en esquema TN (punto comúndel secundario del transformador a tierra). Otra disposición respondea estos imperativos integrando la no conexión a tierra del secundarioasociado a la instalación de un Controlador Permanente de Aislamiento.

Esta solución previene riesgos de derivación de los órganos de mandopor un fallo de aislamiento. Este fallo puede ser a la vez suficiente paracontrolar los accionadores y demasiado bajo para desconectar laprotección contra las sobreintensidades.

Vigilancia de circuitos de mando y señalización

Se exige (UTE C 115-402) que se reunan la instalación alimentadacon corriente continua en un mismo local de manera a asegurar laprotección por una equipotencialidad de las masas. En caso de queno sea posible respetar esta imposición, será necesario instalar unControlador Permanente de Aislamiento que vigile el correcto correctonivel de aislamiento de la instalación alimentada con corriente continua.

Otros criterios generales de la puesta en obra de los SAI• no tener al mismo tiempo dos Controladores Permanentes de

Aislamiento que vigilen las redes interconectadas galvánicamente(especialmente durante los periodos de by-pass),

• prever la instalación de un Controlador Permanente de Aislamientoadaptado en función de la red vigilada.

CA

TEC

68A

ES

P

Fig. 3: Controlador Permanente de Aislamiento en red alimentada por SAI

Estos riesgos son más importantes en los nuevos equipamientospor 2 razones principales:• las tensiones de utilización son bajas y no favorecen la liberación

de defectos,• los umbrales de funcionamiento de los auxiliares de mando evolu-

cionan a unas cuantas decenas de mA (micro-relés, autómatas…).

Comparado a una solución de puesta a tierra, la utilización de una redaislada asociada a un Controlador Permanente de Aislamiento presentala doble ventaja de no desconectar al primer defecto de aislamiento yasegurar una vigilancia preventiva de la red.

CA

TEC

70A

ES

P

Fig. 1: vigilancia del aislamiento de circuitos de mando

CA

TEC

166

A

1. Controlador Permanente de Aislamiento que puede vigilar circuitoscon componentes continuos y altas capacidades de fuga,

2. Controlador Permanente de Aislamiento que puede vigilar circuitosDC con defectos simétricos,

3. Controlador Permanente de Aislamiento que puede vigilar circuitosAC nota (a) y (b), dispositivos de autocontrol evitando la puesta enparalelo de Controlador Permanente de Aislamiento en redes noaisladas galvánicamente.

Batería

SAICargador

Red continua

By-

pass

1

a

b

2 3

U<

CP1CP2

CP3

U<CPI

I f



Conexión de los Controladores Permanentes de AislamientoCaso general

CA

TEC

72B

ES

P

Fig. 1: conexión de un Controlador Permanente de Aislamiento: caso general

Utilización de un neutro artificial

Vigilancia de una red fuera de tensión

CA

TEC

75A

ES

P

Fig. 5: vigilancia sin presencia de tensión en la red

Alimentación por varios transformadores en paralelo

CA

TEC

076

B E

SP

ALARMA

CPI

CPICPI

Neutro artificial

CPI

La conexión de un Controlador Permanente de Aislamiento se realizanormalmente entre el punto neutro del transformador situado en elorigen de la instalación IT y la tierra.La instalación deberá completarse con un dispositivo de alarma yuna protección frente a las sobretensiones (en caso de la presenciade un transformador AT/BT).La utilización de los Controladores Permanentes de Aislamiento ISOMno requiere la utilización de una impedancia de 1 kΩ en paralelo (verprincipio de funcionamiento página D.41).

• si los transformadores están siempre previstos para suministrar enparalelo, bastará con un Controlador Permanente de Aislamiento,

• si los transformadores pueden suministrar independientementeuno del otro, se deberá equipar cada transformador con unControlador Permanente de Aislamiento (figura de abajo) y unsistema de interbloqueo que evite poner en funcionamiento los 2Controladores Permanentes de Aislamiento cuando las redes esténacopladas.

Fig. 6: varios transformadores en paralelo

Cuaderno técnico

Controlador Permanente deAislamiento



Conexión de los Controladores Permanentes de Aislamiento

El autocontrol de la conexión a la red de la mayoría de los ControladoresPermanentes de Aislamiento Socomec hace que:• la conexión del Controlador Permanente de Aislamiento antes del

interruptor de acoplamiento del transformador, evita sistema de inter-bloqueo entre los Controladores Permanentes de Aislamiento en casode acoplamiento de la red (fig. 4),

• la conexión del Controlador Permanente de Aislamiento después delinterruptor de acoplamiento del transformador permite la medidapreventiva sin presencia de tensión de la red (señal de medida presenteen las fases y no requieren que los bobinadores del transformadorvuelvan a cerrar el circuito) (fig. 3).

Conexión y protección de los circuitos de medición de losControladores Permanentes de Aislamiento

CA

TEC

167

A E

SP

Fig. 3: conexión del Controlador Permanentede Aislamiento después del interruptor general

Fig. 4: conexión del Controlador Permanentede Aislamiento antes del interruptor general

En este caso, el Controlador Permanente de Aislamiento está conec-tado entre el punto neutro del transformador y la barra de tierra de lasmasas más cercana.

Accesibilidad al neutro

Este tipo de conexión también evita la instalación de protección en elcircuito de medición del Controlador Permanente de Aislamiento (lasobreintensidad de tipo cortocircuito es poco probable).

Conexión de la alimentación auxiliar

CA

TEC

75A

Fig. 7: conexión de la alimentación auxiliar

Aliment.auxiliar

CPI

Aliment.auxiliar

CPI

CA

TEC

073

B E

SP

CPI

Neutro Neutro

Fase

CPI CPI

CA

TEC

168

A E

SP

Algunos Controladores Permanentes de Aislamiento están dotadosde una alimentación auxiliar. Está última les permite que sean insen-sibles a las variaciones de tensión. Las entradas de la alimentaciónauxiliar deberán ser protegidas:

Cuaderno técnico


Fig. 2: conexión de un Controlador Permanente de Aislamiento: tierra no accesible


Cuaderno técnico


Embarrados

Icc cresta = n x Icc efic.

Cuadro B

Según EN 60439-1

VALORES EFICACES DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO nI ≤ 5 kA 1,5

5 kA < I ≤ 10 kA 1,710 kA < I ≤ 20 kA 220 kA < I ≤ 50 kA 2,150 kA < I 2,2

(Icc) 2 x t ≤ K 2

E S 2

Icc: corriente de cortocircuito eficaz en At: duración del cortocircuito (generalmente igual al tiempo de corte del dispo-

sitivo de protección)S: sección de la pletina en mm2

KE: coeficiente atribuido por la cuadro C en función de la temperatura Tf dela pletina en funcionamiento normal (antes del cortocircuito)

Cuadro D

PLATA COBRE ALUMINIO ESTAÑO ACERO LATÓN NIQUEL

PLATA SI SI NO NO NO SI SICOBRE SI SI NO SI NO SI SIALUMINIO NO NO SI SI SI NO NOESTAÑO NO SI SI SI SI SI NOACERO NO NO SI SI SI NO NOLATÓN SI SI NO SI NO SI SINIQUEL SI SI NO NO NO SI SI

Cuadro C

Tf 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130KE 89,2 84,7 80,1 75,4 70 65,5 60,2 54,6 48,5 41,7

Cuadro A: constantes físicas del cobre y del aluminio

COBRE ALUMINIO

Normas C31-510 y A51-434 C31-520, HN 63 J 60, CNET 3072.1, calidad 6101T5Tipo Semiduro Aleación Al Mg Si estañado 15 µmMasa volúmica 8890 kg/m3 2700 kg/m3

Coeficiente de dilatación lineal 17 x 10-6 por °C (17 x 10-3 mm/m) 23 x 10-6 por °C (23 x 10-3 mm/m)Resistencia mínima a la rotura 250 N/mm2 150 N/mm2

Resistividad a 20 °C ≤ 18 MΩ mm2 /m ≤ 30 mΩ mm2 /mMódulo de elasticidad 120000 N/mm2 67000 N/mm2

Selección del material de las pletinas

La corriente de cortocircuito provoca el calentamiento de las pletinas.La temperatura final de la pletina deberá ser inferior a 160 °C para queno deteriore el soporte de pletina. El esfuerzo térmico deberá ser elsiguiente:

Efecto térmico de cortocircuito

Para evitar calentamientos excesivos debido a los pares electroquí-micos (corrosión) habrá que evitar que se conecten los conductorescon potenciales electroquímicas superiores a 300 mV (ver cuadro D).

Ejemplo:No se podrá conectar directamente una pletina de aluminio y unade cobre. En este caso, se necesitará intercalar, por ejemplo, unapletina de aluminio estañado:• Aluminio /Estaño → SÍ• Estaño/cobre → SÍ

Pares electromagnéticosDeterminación de Icc cresta en función de Icc eficaz

Cuaderno técnico


D. 48

Cuaderno técnico


Corrientes desobrecarga

Coordinación entre los conductores y los dispositivos de protección

Determinación de la corriente l2

“Se deberán prever dispositivos de protección para interrumpir cual-quier corriente de sobrecarga en los conductores del circuito antesde que se produzca un calentamiento que pudiese dañar el aisla-miento, las conexiones, los extremos o al entorno de lascanalizaciones”. (IEC 60364)Para ello, se definen las corrientes siguientes:• Ib: corriente de empleo del circuito• Iz: corriente admisible del conductor• In: corriente asignada del dispositivo de protección• I2: corriente que asegura efectivamente el funcionamiento del

dispositivo de protección: en la práctica, l2 se considera igual:- a la corriente de funcionamiento en el tiempo convencional

para los interruptores automáticos,- a la corriente de fusión en el tiempo convencional, para los

fusibles de tipo gG.Los conductores estarán protegidos si se reúnen las dos condiciones:

Alimentación de una carga de 150 kW bajo 400 V trifásico.

lb = 216 A corriente necesaria a la cargaln = 250 A calibre del fusible gG que protege el circuitolz = 298 A corriente máxima admisible para un cable 3 x 95 mm2

según el modo de instalación y las condiciones externas atri-buidas por el método expuesto en las páginas siguientes

l2 = 400 A corriente de fusión del fusible 250 A (1,6 x 250 A = 400 A)1,45 Iz = 1,45 x 298 = 432 A

Se cumplen las condiciones 1 y 2:Ib = 216 A ≤ In = 250 A ≤ Iz = 298 AI2 = 400 A ≤ 1,45 Iz = 432 A.

Corriente que asegure el funcionamiento efectivo del dispositivo deprotección:

1: Ib ≤ In ≤ Iz2: I2 ≤ 1,45 Iz

TIPO DE PROTECCION CORRIENTE I2

Fig. 1: coordinación entre los conductores y los dispositivos de protección

CA

TEC

18A

ES

P

Corrientede empleo

Corriente

admisibleValor de referencia

de los cables

Corriente nominal

o de ajuste

Corriente convencional

de funcionamiento

Ib Iz 1,45

In I2

Iz

Características

de los conductores

Características

del dispositivo

de protección

0

Definición Ejemplo

Fusibles gG (IEC 269-2-1)Calibre ≤ 4A 2,1 In4 A < Calibre < 16 A 1,9 InCalibre ≥ 16 A 1,6 InInterruptores automáticos industriales 1,45 InDIRIS CP o P/PS 1,15 I0

catec_d_esp_d48_d70 24/04/03 17:11 Page 48


Cuaderno técnico

Corrientes de sobrecarga

La sección seleccionada deberá ser la siguiente:

Los cables se clasifican en dos familias: PVC y PR (ver cuadro páginaD.57). La cantidad siguiente proporciona el número de cablescargados. Los cables aislados con elastómero (caucho, butilo…) seclasifican en la familia PR.Ejemplo: PVC 3 indica un cable de la familia PVC con 3 conductorescargados (3 fases o 3 fases + neutro).

Iz ≥ I’z = IbKm x Kn x Kt

Determinación de la corriente admisible lz (según IEC 60364)

El cuadro siguiente da el valor de corriente máximo lz admisible paracada sección de los cables de cobre y aluminio. Deberán corregirseen función de los coeficientes siguientes:

• Km: coeficiente de modo de instalación (página D.50)

• Kn: coeficiente que toma en cuenta el número de cables insta-lados juntos (ver página D.50)

• Kt: coeficiente que toma en cuenta la temperatura ambiente y eltipo de cable (ver página D.51).

Los coeficientes Km, Kn y Kt se determinan en función de las catego-rías de instalación de los cables: B, C, E o F (ver páginas D.50 y D.51).

Corrientes admisibles en los cables

Categoría Iz corriente máxima admisible en los conductores (A)B PVC3 PVC2 PR3 PR2C PVC3 PVC2 PR3 PR2E PVC3 PVC2 PR3 PR2F PVC3 PVC2 PR3 PR2

S mm2 cobre1,5 15,5 17,5 18,5 19,5 22 23 24 262,5 21 24 25 27 30 31 33 364 28 32 34 36 40 42 45 496 36 41 43 48 51 54 58 6310 50 57 60 63 70 75 80 8616 68 76 80 85 94 100 107 11525 89 96 101 112 119 127 138 149 16135 110 119 126 138 147 158 169 185 20050 134 144 153 168 179 192 207 225 24270 171 184 196 213 229 246 268 289 31095 207 223 238 258 278 298 328 352 377120 239 259 276 299 322 346 382 410 437150 299 319 344 371 395 441 473 504185 341 364 392 424 450 506 542 575240 403 430 461 500 538 599 641 679300 464 497 530 576 621 693 741 783400 656 754 825 940500 749 868 946 1083630 855 1005 1088 1254

S mm2 aluminio2,5 16,5 18,5 19,5 21 23 24 26 284 22 25 26 28 31 32 35 386 28 32 33 36 39 42 45 4910 39 44 46 49 54 58 62 6716 53 59 61 66 73 77 84 9125 70 73 78 83 90 97 101 108 12135 86 90 96 103 112 120 126 135 15050 104 110 117 125 136 146 154 164 18470 133 140 150 160 174 187 198 211 23795 161 170 183 195 211 227 241 257 289120 188 197 212 226 245 263 280 300 337150 227 245 261 283 304 324 346 389185 259 280 298 323 347 371 397 447240 305 330 352 382 409 439 470 530300 351 381 406 440 471 508 543 613400 526 600 663 740500 610 694 770 856630 711 808 899 996

Cuadro A


D. 50

Cuaderno técnico



Determinación de la corriente admisible lz (continuación)

Coefficient Km

Según norma IEC 60364

Coefficient Kn

Según norma IEC 60364

(a) Cable aislado colocado en un conducto (b) Cable aislado no colocado en un conducto(c) Cable colocado en un conducto (d) Cable no colocado en un conducto

CATEGORIA MODO DE INSTALACION Km

(a) (b) (c) (d)

1 En paredes térmicamente aisladas 0,77 - 0,70 0,772 Montaje aparente, empotrado bajo la pared o bajo perfilado 1 - 0,9 -3 En galería de construcción o techos falsos 0,95 - 0,865 0,954 En canales 0,95 0,95 - 0,955 En pasacables, molduras, zócalos - 1 - 0,91 Cables uni o multipolares empotrados directamente en una paredsin protección mecánica - - - 12 Cables fijos • en un muro 1

• en un techo- - -

0,953 Cables al aire o aislados sobre aisladores - 1,21 - -4 Cables en bandejas no perforados - - - 1

Cables multipolares 1 - Bandejas perforadas

o en 2 - Bandejas de rejilla, bandejas en escaleras - - - 13 - Abrazaderas alejadas de la paredCables unipolares 4 - Cables suspendidos a un cable portador

B

C

E

F

1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,55 0,55 0,50 0,50 0,45 0,40 0,40

Cuadro A

1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20

1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70

0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61

NUMERO DE CIRCUITOS O CABLES MULTIPOLARES

FACTORES DE CORRECCION Kn

CATEGORIADISPOSICION DE LOS

CABLES CONTIGUOS

Simple capa en los muroso los pisos o tablillasno perforadasC

Simple capa en el techo

1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72Simple capa en bandejashorizontales perforadaso bandejas verticales

E, F

Sin factor dereducciónadicional paramás de 9cables

1,00 0,88 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78Simple capa en bandejasen escaleras, etc.

Empotrados o introducidosen las paredesB, C

Cuando los cables están colocados en varias capas, será necesariomultiplicar Kn por:

Cuadro B

Núm. de capas 2 3 4 y 5 6 a 8 9 y +Coeficiente 0,80 0,73 0,70 0,68 0,66

Ejemplo

a b c d e

En bandeja perforada están colocados:• 2 cables tripolares (2 circuitos a y b),• 1 conjunto de 3 cables unipolares (1 circuito c),• 1 conjunto formado de 2 conductores por fase (2 circuitos d),• 1 cable tripolar en el que se busca Kn (1 circuito e).

El número total de circuitos es de 6. El método de referencia es elmétodo E (tablilla perforada) Kn = 0,55.

CA

TEC

46A



Cuaderno técnico


Modos de instalación

• Categoría B - 1Cables aislados en conduc-tos empotrados en paredestérmicamente aislantes.

• Categoría B - 2Cables aislados o cablesuni o multipolares enpasacables fijados a lasparedes:

- en recorrido horizontal

- en recorrido vertical

Cables aislados en pasa-cables suspendidos.

Cables uni o multipolares enpasacables suspendidos.

Cables aislados en canalesempotrados en el suelo

Cables uni o multipolaresen canales empotrados enel suelo.

Cables multipolares enconductos empotrados enparedes térmicamenteaisladas.

Cables aislados dentro ca-nales en montaje aparente.

Cables uni o multipolaresdentro canales en montajeaparente.

Cables aislados dentrocanales empotrados enuna pared.

Cables uni o multipolaresdentro canales empotra-dos en una pared.

Cables aislados dentrocanales perfilados enmontaje aparente.

Cables uni o multipolaresdentro canales perfiladosen montaje aparente.

• Categoría B - 3Cables uni o multipolaresen galerías de construc-ción.

• Categoría B - 4Cables multipolares empo-trados directamente enparedes térmicamenteaisladas.

Cables aislados en con-ductos o cables multipolaresen zanjas cerradas conrecorrido horizontal overtical.

Cables aislados enconductos en zanjas venti-ladas.

Cables uni o multipolaresen zanjas abiertas o venti-ladas.

Cables aislados dentrocanales en galerías deconstrucción.

Cables uni o multipolaresdentro canales en galeríasde construcción.

Cables aislados dentrocanales perfilados engalerías de construcción.

Cables uni o multipolaresdentro canales perfiladosen galerías de construcción.

Cables aislados dentrocanales perfilados integra-dos en la construcción.

Cables uni o multipolaresen canales perfilados inte-grados en la construcción.

Cables uni o multipolares:

- en techos falsos

- en techos suspendidos

• Categoría B - 5Cables aislados enmolduras.

• Categoría C - 1Cables uni o multipolaresempotrados directamenteen paredes sin protecciónmecánica complementaria.

• Categoría C - 2Cables uni o multipolarescon o sin armadura:- fijados a un muro

- fijados a un techo

• Categoría C - 3Cables desnudos o aisla-dos sobre aisladores.

• Categoría C - 4Cables uni o multipolaresen canales no perforados.

Cables uni o multipolaresempotrados directamenteen paredes con protecciónmecánica complementaria.

Cables aislados enconductos o cables uni omultipolares en las cham-branas.

Cables aislados enconductos o cables uni omultipolares en los basti-dores de ventanas.

Cables aislados o cables unio multipolares en plintosacanalados.TV

• Categorías E - 1(1) et F - 1(2)

- bandejas perforadas conrecorrido horizontal overtical.


- fijados por abrazaderasy espaciadas de la pared.


(1) cables multipolares(2) cables unipolares

Cables mono o multicon-ductores suspendidos aun cable portador o auto-portador.


- bandejas de rejilla,

- bandejas en escaleras.

Ejemplo: para un cable aislado con PVC que se encuentre en unlocal donde la temperatura ambiente alcanza 40 °C. Kt = 0,87.

Coefficient KtSegún la norma IEC 60364

Cuadro C

CABLES AISLADOS

ELASTOMERO PVC PR / EPR(CAUCHO)

TEMPERATURAAMBIENTE

(°C)

10 1,29 1,22 1,1515 1,22 1,17 1,1220 1,15 1,12 1,0825 1,07 1,06 1,0435 0,93 0,94 0,9640 0,82 0,87 0,9145 0,71 0,79 0,87

CABLES AISLADOS

ELASTOMERO PVC PR / EPR(CAUCHO)

TEMPERATURAAMBIENTE

(°C)

55 - 0,61 0,7650 0,58 0,71 0,82

60 - 0,50 0,7165 - - 0,6570 - - 0,58

Determinación de la corriente admisible lz (continuación)


D. 52

Cuaderno técnico



ANTIGUA DENOMINACION NUEVA DENOMINACION(NORMA NACIONAL) (NORMA ARMONIZADA)

U 500 VGV A 05VV - U (o R)U 1000 SC 12 N H 07 RN - FU 500 SV 0V A 05 VV - FU 500 SV 1V

Cuadro B: clasificación de los cables

CABLES PR CABLES PVC

U 1000 R 12 N FR-N 05 W-U,RU 1000 R2V FR-N 05 W-ARU 1000 RVFV FR-N 05 VL2V-U, RU 1000 RGPFV FR-N 05 VL2V-ARH 07 RN-F H 07 VVH2-FFR-N 07 RN-F H 07 VVD3H2-FA 07 RN-F H 05 VV-FFR-N 1 X1X2 H 05 VVH2-FFR-N 1 X1G1 FR-N 05 VV5-FFR-N 1 X1X2Z4X2 FR-N 05 VVC4V5-FFR-N 1 X1G1Z4G1 A 05 VV-FFR-N 07 X4X5-F A 05 VVH2-FFR-N 1 XDV-AR, AS, AUH 05 RN-FA 05 RN-FH 05 RR-FA 05 RR-F

Ejemplo 1Se desea alimentar una carga trifásica con neutro de corriente nomi-nal de 80 A (Ib = 80 A). El cable utilizado, de tipo U 1000 R2V estácolocado en una tablilla perforada con otros tres circuitos, a unatemperatura ambiental de 40 °C.¿Qué sección deberá conservarse?Iz deberá ser como sigue:

• Determinación de l’z- modo de instalación: E por lo que km = 1 (ver cuadro pág. D.51)- número total de circuitos: 4 por lo que kn = 0,77 (ver cuadro A

pág. D.50)- temperatura ambiente: 40 °C por lo que kt = 0,91

(ver cuadro C pág. D.51)

así, l’z = 80 A = 114 A1 x 0,77 x 0,91

• Determinación de lzEl cable U 1000 R2V es de tipo PR (ver cuadro B). El número deconductores cargados es de 3. Por lo que se remitirá a la columnaPR3 del cuadro A página D.49 correspondiente a la categoríaE. Habrá que elegir Iz inmediatamente superior a l’z por lo queIz = 127 A, lo que corresponde a un cable de 3 x 25 mm2 de cobre,protegido por un fusible gG de 100 A, o a un cable de 3 x 35 mm2

de aluminio, protegido por un fusible gG de 100 A.

Ejemplo 2

Se desea determinar la corriente de ajuste Io de un DIRIS CP queproteja un circuito compuesto de 3 fases + neutro en las condicionessiguientes:- cables de cobre monoconductores, aislamiento PR, instalados en

repisas- temperatura ambiental: 40 °C- ausencia de otros circuitos a proximidad- Ib = 450 A

• Determinación de l’z- modo de instalación: F por lo que Km = 1 (ver cuadro p. D.50)- número total de circuitos: 1 por lo que Kn = 1

(ver cuadro A. p. D.50)- temperatura ambiental: 40 °C por lo que Kt = 0, 91

(ver cuadro C p. D.51)

así, l’z = 450 A = 494 A1 x 1 x 0,91

• Determinación de l’z y Io- Iz inmediatamente superior: 506 A- Sección conservada: 18 mm2.

Iz > I’z = IbKm x Kn x Kt

Determinación de la corriente admisible Iz (continuación)

Identificación de los cables Ejemplos

Cuadro A:equivalencias entre la antigua y nueva denominación (cables)



Cuaderno técnico


COBRE Iz F Iz F Iz F Iz F Iz F Iz F Iz F Iz F Iz FS mm2

F PVC3 PVC2 PR3 PR2E PVC3 PVC2 PR3 PR2C PVC3 PVC2 PR3 PR2B PVC3 PVC2 PR3 PR2

CATEGORIA CORRIENTE ADMISIBLE (Iz) PROTECCION FUSIBLE ASOCIADA (F)

1,5 15,5 10 17,5 10 18,5 16 19,5 16 22 16 23 20 24 20 26 202,5 21 16 24 20 25 20 27 20 30 25 31 25 33 25 36 324 28 25 32 25 34 25 36 32 40 32 42 32 45 40 49 406 36 32 41 32 43 40 46 40 51 40 54 50 58 50 63 5010 50 40 57 50 60 50 63 50 70 63 75 63 80 63 86 6316 68 50 76 63 80 63 85 63 94 80 100 80 107 80 115 10025 89 80 96 80 101 80 112 100 119 100 127 100 138 125 149 125 161 12535 110 100 119 100 126 100 138 125 147 125 158 125 171 125 185 160 200 16050 134 100 144 125 153 125 168 125 179 160 192 160 207 160 225 200 242 20070 171 125 184 160 196 160 213 160 229 200 246 200 269 160 289 250 310 25095 207 160 223 200 238 200 258 200 278 250 298 250 328 250 352 315 377 315120 239 200 259 200 276 250 299 250 322 250 346 315 382 315 410 315 437 400150 299 250 319 250 344 315 371 315 399 315 441 400 473 400 504 400185 341 250 364 315 392 315 424 315 456 400 506 400 542 500 575 500240 403 315 430 315 461 400 500 400 538 400 599 500 641 500 679 500300 464 400 497 400 530 400 576 500 621 500 693 630 741 630 783 630400 656 500 754 630 825 630 840 800500 749 630 868 800 946 800 1083 1000630 855 630 1005 800 1088 800 1254 1000

2,5 16,5 10 18,5 10 19,5 16 21 16 23 20 24 20 26 20 28 25ALUMINIO

4 22 16 25 20 26 20 28 25 31 25 32 25 35 32 38 326 28 20 32 25 33 25 36 32 39 32 42 32 45 40 49 4010 39 32 44 40 46 40 49 40 54 50 58 50 62 50 67 5016 53 40 59 50 61 50 66 50 73 63 77 63 84 63 91 8025 70 63 73 63 78 63 83 63 90 80 97 80 101 80 108 100 121 10035 86 80 90 80 96 80 103 80 112 100 120 100 126 100 135 125 150 12550 104 80 110 100 117 100 125 100 136 125 146 125 154 125 164 125 184 16070 133 100 140 125 150 125 160 125 174 160 187 160 198 160 211 160 237 20095 161 125 170 125 183 160 195 160 211 160 227 200 241 200 257 200 289 250120 188 160 197 160 212 160 226 200 245 200 263 250 280 250 300 250 337 250150 227 200 245 200 261 200 283 250 304 250 324 250 346 315 389 315185 259 200 280 250 298 250 323 250 347 315 371 315 397 315 447 400240 305 250 330 250 352 315 382 315 409 315 439 400 470 400 530 400300 351 315 381 315 406 315 440 400 471 400 508 400 543 500 613 500400 526 400 600 500 663 500 740 630500 610 500 694 630 770 630 856 630630 711 630 808 630 899 800 996 800

La columna Iz da el valor de la corriente máxima admisible para cadasección de cables de cobre y aluminio, según la norma IEC 60364 yla guía UTE 15-105.La columna F da el calibre del fusible gG asociado a la sección y altipo de cable.Las categorías B, C y F corresponden a los diferentes modos deinstalación de los cables (ver página D.52).

Los cables se clasifican en dos familias: PVC y PR (ver cuadros p.D.52). El número colocado después proporciona el número deconductores cargados (PVC 3 indica un cable de la familia PVC con3 conductores cargados: 3 fases o 3 fases + neutro).

EjemploUn cable PR3 de 25 mm2 de cobre instalado en categoría E está limi-tado a 127 A y protegido por un fusible de 100 A gG.

Protección de las canalizaciones contra las sobrecargas por fusibles


D. 54

Cuaderno técnico



La protección contra las sobrecargas de los conductores está asegu-rada cuando el ajuste Is es a lo más igual a los valores proporcionadosen el cuadro A. El DIRIS CP deberá asociarse a un dispositivo de corte.La columna Iz da el valor de la corriente máxima admisible para cadasección de los cables de cobre y aluminio. Esta columna tambiénda el valor de la corriente de ajuste Is.Las categorías B, C, E y F corresponden a los diferentes modos deinstalación de los cables (ver página D.51).Los cables se clasifican en dos familias: PVC yPR (ver cuadros A y Bpágina D.52). El número colocado después proporciona el número deconductores cargados (PVC 3 indica un cable de la familia PVC con3 conductores cargados: 3 fases o 3 fases + neutro).Ejemplo: un cable PVC 3 de 50 mm2 de cobre, instalado en catego-ría C, está protegido contra las corrientes de sobrecarga por un DIRISCP cuya corriente Io está ajustada a 144 A máximo.

Protección de las canalizaciones contra las sobrecargas por DIRIS CP

Fig. 1: protección de los cables por DIRIS CPC

ATE

C 1

63A

ES

P

CATEGORIA CORRIENTE MAXIMA ADMISIBLE EN LOS CABLES (A)

B PVC3 PVC2 PR3 PR2C PVC3 PVC2 PR3 PR2E PVC3 PVC2 PR3 PR2F PVC3 PVC2 PR3 PR2S mm2

Cuadro A

Is 10 Is I

t (s)

Límite de esfuerzo térmico del cable(ver página D.60)

COBRE Iz = Is Iz = Is Iz = Is Iz = Is Iz = Is Iz = Is Iz = Is Iz = Is Iz = Is

1,5 15,5 17,5 18,5 19,5 22 23 24 262,5 21 24 25 27 30 31 33 364 28 32 34 36 40 42 45 496 36 41 43 48 51 54 58 6310 50 57 60 63 70 75 80 8616 68 76 80 85 94 100 107 11525 89 96 101 112 119 127 138 149 16135 110 119 126 138 147 158 169 185 20050 134 144 153 168 179 192 207 225 24270 171 184 196 213 229 246 268 289 31095 207 223 238 258 278 298 328 352 377120 239 259 276 299 322 346 382 410 437150 299 319 344 371 395 441 473 504185 341 364 392 424 450 506 542 575240 403 430 461 500 538 599 641 679300 464 497 530 576 621 693 741 783400 656 754 825 940500 749 868 946 1083630 855 1005 1088 1254

ALUMINIO

2,5 16,5 18,5 19,5 21 23 24 26 284 22 25 26 28 31 32 35 386 28 32 33 36 39 42 45 4910 39 44 46 49 54 58 62 6716 53 59 61 66 73 77 84 9125 70 73 78 83 90 97 101 108 12135 86 90 96 103 112 120 126 135 15050 104 110 117 125 136 146 154 164 18470 133 140 150 160 174 187 198 211 23795 161 170 183 195 211 227 241 257 289120 186 197 212 226 245 263 280 300 337150 227 245 261 283 304 324 346 389185 259 280 298 323 347 371 397 447240 305 330 352 382 409 439 470 530300 351 381 406 440 471 508 543 613400 526 600 663 740500 610 694 770 856630 711 808 899 996



Intensidades decortocircuitos

Una intensidad de cortocircuito es una corriente muy elevada provocadapor un defecto de impedancia casi nula, entre puntos de una instalaciónque presentan normalmente una diferencia de potencial.Se distinguen 3 niveles de corriente de cortocircuito:• la corriente de cortocircuito cresta (Icc cresta) que corresponde al valor

extremo de la onda, generando elevadas fuerzas electrodinámicas prin-cipalmente a nivel de los embarrados y de los contactos o conexionesde los aparatos.

• la intensidad de cortocircuito eficaz (Icc ef.): valor eficaz de la corrientede defecto que provoca calentamiento en los aparatos y los conductoresy puede llevar las masas de los materiales eléctricos a un potencialpeligroso.

• la intensidad de cortocircuito mínimo (Icc mín.): valor eficaz de la corrientede defecto que se establece en circuitos de impedancia elevada (conduc-tor de sección reducida y canalización de gran longitud…) y en el queademás esta impedancia ha aumentado por causa del calentamientodel cable donde se ha producido el defecto. Es necesario eliminar rápi-damente este tipo de defecto por el uso de medios apropiados. C

ATE

C 1

31A

ES

P

Corriente

Nivel sup.

Nivel inf.I c

rest

a m

áxim

a

K a

sim

.

Isc

rms.

2 Is

c rm

s √2

Cálculo del Icc de una fuente

Icc grupos generadoresLa impedancia interna de un alternador depende de su construc-ción, pudiéndose caracterizar por dos valores expresados en %:• la reactancia transitoria X’d:

- 15 a 20% de un turboalternador,- 25 a 35 % para un alternador de polos salientes (la reactancia

subtransitoria es insignificante).• la reactancia homopolar X’o: se puede evaluar al 6% en ausenciade indicaciones más precisas.Se puede calcular:

P: potencia del alternadoren kVA

U0: tensión simple

X’d: reactancia transitoria

k3 = 0,37 para Icc3 máx.

k3 = 0,33 para Icc3 mín.

• Evaluación rápida en función de la tensión de cortocircuito deltransformador (u):

S: potencia (VA)U: tensión compuesta (V)u: tensión de cortocircuito (%)k: coeficiente para tomar en cuenta las impedancias situadas arriba (por

ejemplo 0,8).

Con “n” transformadores en paralelo

“n” es el número de transformadores.

• T1; T2; T3 idénticos,• Cortocircuito en A, B o C, los aparatos 1, 2 ó 3 deben soportar:

IccA = (n-1) x Icc de un transformador,• Cortocircuito en D, el aparato 4 debe soportar:IccB = n x Icc de un transformador.

Las bajas intensidades de cortocircuito generadas por los gruposelectrógenos hacen difícil la protección de los circuitos por los mediosnormales. SOCOMEC propone una solución apropiada a través delsistema DIRIS.

Ejemplo: P = 400 kVA X’d = 30% X’0 = 6% U0 = 230 V

Icc3máx. =0,37 x 400 = 2,14 kA Icc1 máx. = 1,1 x 400 =2,944 kA230 x 30 230 x [2 x 30 + 6 ]100 100 100

Icc2 máx. = 1,844 kA

Icc (A ef.) = S x 100 x kU 3 u

Icc3 = k3 x PU0 x X’d

Icc2 = 0,86 x Icc3

X’0: reactancia homopolar

k1 = 1,1 para Icc1 máx.

k1 = 1,1 para Icc1 mín.

Icc1 = k1 PU0 (2X’d + X’0)

CA

TEC

132

A

A

T1

1 2 3

4

T2 T3

B

D

C

Fig. 1: cortocircuito con varios transformadores en paralelo

Con un transformador• Evaluación rápida en función de la potencia del transformador:

Tensión In Icc ef.

127/220V S (kVA)x2,5 In x20

220/380V S (kVA)x1,5 In x20

Definición

Icc bateríasLos valores de Icc de abajo de una batería de acumuladores sonaproximadamente:Icc = 15 x Q (plomo abierto)Icc = 40 x Q (plomo estanco)Icc = 20 x Q (Ca-Ni)Q (Ah): capacidad en amperios - hora.

Cuaderno técnico


D. 56

Cuaderno técnico



El cálculo de las intensidades de cortocircuito tiene como objetivodeterminar:• el poder de corte del dispositivo de protección (PdC),• la sección de los conductores que permita:

- soportar el esfuerzo térmico de la intensidad de cortocircuito,- garantizar la apertura del dispositivo de protección contra los

contactos indirectos en el tiempo prescrito por la norma IEC 60364.• la resistencia mecánica de los soportes de conductor (esfuerzos

electrodinámicos).El PdC del dispositivo de protección se determina a partir de Icc máx.calculado en sus bornes.La sección de los conductores depende de Icc mín. calculado en losbornes del receptorLa resistencia mecánica de los soportes de los conductores se deter-minar a partir del cálculo de Icc cresta restado del Icc máx.

El método de las impedancias permite calcular:• Icc3: intensidad de cortocircuito trifásica

• Icc2: intensidad de cortocircuito entre 2 fases

• Icc1: intensidad de cortocircuito monofásico

• Icc crestaSi se requieren conocer los esfuerzos electrodinámicos, por ejem-plo en un soporte para embarrados, se tiene que calcular Icc cresta:

k: coeficiente de asimetría dado abajo.

Nota: se utilizará el valor de R/X, que se puede utilizar más venta-josamente en este diagrama.

k = 1 para un régimen simétrico (cos ϕ = 1).

El cálculo de las intensidades de cortocircuito se puede llevar a cabocon uno de los tres métodos siguientes:

• Método convencionalPermite calcular Icc mín. Ver más abajo.

• Método de las impedanciasEl método de las impedancias consiste en calcular la impedanciaZ del circuito de defecto teniendo en cuenta la impedancia de lafuente de alimentación (red, baterías, grupo, etc.). Este método espreciso y permite calcular Icc máx. e Icc mín. pero se necesitanconocer los parámetros del circuito donde se ha producido eldefecto (ver página D.57).

• Método rápidoSe aplica el método rápido cuando no se conocen todos los pará-metros del circuito de defecto. La intensidad de cortocircuito Iccestá determinada en un punto de la red, conociendo Icc arriba, asícomo la longitud y la sección de conexión en el punto arriba (verpágina D.59). Este método da únicamente el valor de Icc máx.

U: tensión entre fases en VL: longitud de la canalización en metrosS: sección de los conductores en mm2

ρ = 0,028 MΩ.m para el cobre en protección fusible0,044 MΩ.m para el aluminio en protección fusible0,023 MΩ.m para el cobre en protección disyuntor0,037 MΩ.m para el aluminio en protección disyuntor

A = 1 para los circuitos con neutro (sección neutro = sección fase)1,73 para los circuitos sin neutro0,67 para los circuitos con neutro (sección neutro = 1 sección fase)

2

Para secciones de cables superiores o iguales a 150 mm2, se requiere tomar encuenta la reactancia dividiendo el valor de Icc entre: cable de 150 mm2: 1,15;cable de 185 mm2: 1,2; cable de 240 mm2: 1,25; cable de 300 mm2: 1,3.

CA

TEC

133

A E

SP

Icc máx.Icc cresta

PdC Icc mín.

Dispositivode protección

Receptor

Icc = A x 0,8 U x S2 ρ L

Z (mΩ) = R 2(mΩ) + X 2

(mΩ)

Icc cresta(kA) = Icc eff (kA) x 2 x k

U0: tensión simple(230 V en una red 230/400 V)

Z3: impedancia del circuito trifásico(ver página D.58).

Icc3 = 1,1 x U0

Z3

Icc2 = 0,86 x Icc3

U0: tensión simple (230 V en una red 230/400 V)

Z1: impedancia del circuitomonofásico (ver página D.58).

Icc1 = 1,1 x U0

Z1

CA

TEC

134

A

Fig. 1

Da el valor de Icc mín. al extremo de una instalación que no es alimen-tada por un alternador.

Este método consiste en sumar todas las resistencias R y todas lasreactancias X del circuito arriba del cortocircuito (ver página siguiente)y luego en calcular la impedancia Z.

Cálculo del Icc de una instalación BTGeneralidades Método de las impedancias

Método convencional

2,0

1,9

1,8

1,7

1,6

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

1,00,10 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

K

RX

0,7

0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2



Cuaderno técnico

Intensidades de cortocircuitos

Cálculo del Icc de una instalación BTMétodo de las impedancias (continuación)

Determinación de los valores de “R” y de “X” (red) R = resistencia X = reactancia

Red arriba

Valores de “R” y “X” arriba de los transformadores AT/BT (400 V) en función de la potencia decortocircuito (Pcc en MVA) de esta red.

Transformadores sumergidos con secundarios de 400 V

Valores de “R” y “X” en función de la potencia del transformador.

(1) Cobre y aluminio

Aparato en posición cerrada

Conductores

Si se conoce la potencia de cortocircuito (Pcc)Uo tensión en vacío (400 V o 230 V AC - 50 Hz).

MVA RED R (mΩ) X (mΩ)

500 > 63 kV 0,04 0,35250 > 24 kV cerca de las centrales 0,07 0,7125 > 24 kV lejos de las centrales 0,14 1,4

Icc máx. Icc mín.

Cobre 18,51 28 23

Protección fusible Protección disyuntor

Aluminio 29,4 44 37

RESISTIVIDAD ρ EN 10-6 mΩ.m

P (kVA) 50 100 160 200 250 400 630 1000 1250 1600 2000 2500

X (mΩ) 134 67 41,9 33,5 26,8 16,8 10,6 10,0 8,0 6,3 5,0 4,01

X(mΩ) = 3,3 x U02

Pcc kva

R(mΩ) = ρ x I(m) con ρ = mΩ x mm2

S(mm2) m

R(mΩ) = 0,1 x X(mΩ)

X(mΩ) = 0,08 x I(m)(cables multipolares o cables unipolares trenzados)(1)

X(mΩ) = 0,13 x I(m)(cables unipolares contiguos)(1)

X(mΩ) = 0,09 x I(m)(cables unipolares separados)

X(mΩ) = 0,15 x I(m)(embarrados)(1)

R = 0 y X = 0,15 mΩ

El cuadro de abajo da los valores de R y X para las diferentes partesdel circuito hasta el punto de cortocircuito. Para calcular la impe-

dancia del circuito de defecto, se deben sumar por separado los Ry los X (ver ejemplo página D.58).

Icc3 (kA) 1,80 3,60 5,76 7,20 9,00 14,43 22,68 24,01 30,03 38,44 48,04 60,07R (mΩ) 43,7 21,9 13,7 10,9 8,7 5,5 3,5 3,3 2,6 2,0 1,6 1,31

Esquema Valores de R y X


D. 58

Cuaderno técnico



Cables: aluminioF: I = 10 m F: R = 29,4 x 10 = 0,306 mΩ X = 0,13 x 10 = 0,325 mΩ 0,306 0,325

4 x 240 mm2 240 x 4 4

N: I = 10 m N: R = 29,4 x 10 = 0,612 mΩ X = 0,13 x 10 = 0,65 mΩ 0,612 0,652 x 240 mm2 240 x 2 2

PE: I = 12 m PE: R = 29,4 x 12 = 1,47 mΩ X = 0,13 x 12 = 1,56 mΩ 1,47 1,561 x 240 mm2 240

Red: 250 MVA R = 0,07 mΩ X = 0,7 mΩ 0,07 0,7

Transformador R = 3,5 mΩ X = 10,6 mΩ 3,5 10,6de 630 kVA

Aparato (protección del transformador) X = 0,15 mΩ 0,15

Total a nivel del embarrado: 3,925 12,22 0,722 1,1 1,75 2,01

Subtotal: nivel “entrada” TGBT 3,87 11,77 0,612 0,65 1,47 1,56

Embarradocobre I = 3 m

F: 2 x 100 x 5 F: R = 18,51 x 3 = 0,055 mΩ X = 0,15 x 3 = 0,45 mΩ 0,055 0,452 x 100 x 5

N: 1 x 100 x 5 N: R = 18,51 x 3 = 0,11 mΩ X = 0,15 x 3 = 0,45 mΩ 0,11 0,451 x 100 x 5

PE: 1 x 40 x 5 PE: R = 18,51 x 3 = 0,277 mΩ X = 0,15 x 3 = 0,45 mΩ 0,277 0,4540 x 5

FASES NEUTRO PROTECCION

R X R X R X

Icc

I'cc

A la entrada en el TGBT

• Impedancia del circuito trifásico:

Z3 = Rph2 + Xph

2 = (3,87)2 + (11,77)2 = 12,39 mΩ

Icc3 máx. = 1,1 x 230 V = 20,5 kA12,39 mΩ

Icc2 máx. = 0,86 x 20,5 kA = 17,6 kA

• Impedancia del circuito monofásico:

Z1 = (Rph + Rn)2 + (Xph + Xn)2

Z1 = (3,87 + 0,612)2 + (11,77 + 0,65)2 = 13,2 mΩ

Icc1 = 1,1 x 230 V = 19,2 kA13,2 mΩ

A la entrada en el embarrado

• Impedancia del circuito trifásico

Z3 = Rph2 x Xph

2 = (3,925)2 + (12,22)2 = 12,8 mΩ

I’cc3 máx. = 1,1 x 230 V = 19,8 kA12,8 mΩ

I’cc2 máx. = 0,86 x 19,8 kA = 17 kAR = 3,925 = 0,32 Fig. 1, ver D.56, k = 1,4X 12,22

I’cc3 cresta = 19,8 x 2 x1,4 = 39,2 kASe requiere este valor de 39,2 kA cresta para definir la resistenciadinámica de los embarrados y del aparellaje.

El cálculo de Icc mín es idéntico al cálculo anterior reemplazando lasresistividades del cobre y del aluminio por: ρcobre = 28 ρalu = 44

• Impedancia del circuito monofásico fase/neutro:

Z1 = (4,11 + 1,085)2 + (12,22 + 1,1)2 = 14,3 mΩ

• Impedancia del circuito monofásico fase/protección:

Z1 = (4,11 + 2,62)2 + (12,22 + 1,1)2 = 14,92 mΩ

Icc1 mín. = 230 V = 16 kA Icc1 mín. = 230 V = 15,4 kA14,3 mΩ 14,92 mΩ

ρ cobre = 18,51ρ aluminio = 29,4Uo = 230 V

Ejemplo de cálculo Icc mín.

Cálculo del Icc de una instalación BTMétodo de las impedancias (continuación)

Ejemplo de cálculo Icc máx. (continuación)

• Impedancia del circuito monofásico:

Z1 = (Rph + Rn)2 + (Xph + Xn)2 = (3,925 + 0,722)2 + (12,22 +1,1)2 = 14,1 mΩ

I’cc1 = 1,1 x 230 V = 18 kA14,1 mΩ



Cuaderno técnico


10,3 15 2117 24 3421 30 4232 45 6368 97 137

110 155 219171 242 342240 339 479325 460

2,0 1,4 1,02,0 1,4 1,02,0 1,4 1,01,9 1,4 1,01,9 1,4 1,01,9 1,4 1,01,9 1,4 1,01,9 1,4 1,01,9 1,4 1,01,9 1,3 1,01,8 1,3 1,01,8 1,3 0,91,7 1,2 0,91,6 1,2 0,91,4 1,1 0,81,3 1,0 0,81,2 1,0 0,81,0 0,8 0,70,7 0,6 0,5

10,8 15 2217 24 3420 28 4033 47 6669 98 138

108 152 216151 213 302205 290 410302 427410

Este método es rápido pero aproximado, permite determinar Icc en unpunto de la red en el que se conoce Icc arriba, así como la longitud y lasección de conexión en un punto arriba (según guía UTE 15-105). Loscuadros de abajo son válidos para las redes de tensión entre fases400 V (con o sin neutro).¿Cómo proceder? En la parte 1 del cuadro (conductores de cobre) o 3(conductores de aluminio), situarse en la línea correspondiente a lasección de los conductores de fase, luego avanzar en la línea hasta el

valor inmediatamente inferior a la longitud de la canalización. Bajar(cobre) o subir (aluminio) verticalmente hasta la parte 2 del cuadro ydetenerse en la línea correspondiente a Icc arriba. El valor que se lee enla intersección es el valor de Icc que se busca.Ejemplo: Icc arriba = 20 kA, canalización: 3 x 35 mm2 cobre, longitud17 m. En la línea 35 mm2, la longitud inmediatamente inferior a 17 mes 15 m. La intersección de la columna 15 m y de la línea 20 kA daIcc abajo = 11 kA.

Cálculo del Icc de una instalación BT (continuación)

Método rápido

Sección de los conductores de fase (mm2) Longitud de la canalización en mCobre 1,5 1,3 1,8 2,6 3,6 5,1 7,3

2,5 1,1 1,5 2,1 3,0 4,3 6,1 8,6 124 1,7 1,9 2,6 3,7 5,3 7,4 10,5 156 1,4 2,0 2,8 4,0 5,6 7,9 11,2 16 2210 2,1 3,0 4,3 6,1 8,6 12,1 17 24 34 4816 1,7 2,4 3,4 4,8 6,8 9,7 14 19 27 39 55 7725 1,3 1,9 2,7 3,8 5,4 7,6 10,7 15 21 30 43 61 86 12135 1,9 2,6 3,7 5,3 7,5 10,6 15 21 30 42 60 85 120 17050 1,8 2,5 3,6 5,1 7,2 10,2 14 20 29 41 58 81 115 163 23070 2,6 3,7 5,3 7,5 10,6 15 21 30 42 60 85 120 170 240 33995 2,5 3,6 5,1 7,2 10,2 14 20 29 41 58 81 115 163 230 325 460

120 1,6 2,3 3,2 4,5 6,4 9,1 13 18 26 36 51 73 103 145 205 291 411150 1,2 1,7 2,5 3,5 4,9 7,0 9,9 14 20 28 39 56 79 112 158 223 316 447185 1,5 2,1 2,9 4,1 5,8 8,2 11,7 16 23 33 47 66 93 132 187 264 373 528240 1,8 2,6 3,6 5,1 7,3 10,3 15 21 29 41 58 82 116 164 232 329 465 658300 2,2 3,1 4,4 6,2 8,7 12,3 17 25 35 49 70 99 140 198 279 395 559

2 x 120 2,3 3,2 4,5 6,4 9,1 12,8 18 26 36 51 73 103 145 205 291 411 5812 x 150 2,5 3,5 4,9 7,0 9,9 14,0 20 28 39 56 79 112 158 223 316 447 6322 x 185 2,9 4,1 5,8 8,2 11,7 16,5 23 33 47 66 93 132 187 264 373 528 7473 x 120 3,4 4,8 6,8 9,6 13,6 19 27 39 54 77 109 154 218 308 436 6163 x 150 3,7 5,2 7,4 10,5 14,8 21 30 42 59 84 118 168 237 335 474 6703 x 185 4,4 6,2 8,8 12,4 17,5 25 35 49 70 99 140 198 280 396 560

Icc arriba (kA) Icc en el punto considerado (kA)Icc 100 93,5 91,1 87,9 83,7 78,4 71,9 64,4 56,1 47,5 39,01 31,2 24,2 18,5 13,8 10,2 7,4 5,4 3,8 2,8

90 82,7 82,7 80,1 76,5 72,1 66,6 60,1 52,8 45,1 37,4 30,1 23,6 18,1 13,6 10,1 7,3 5,3 3,8 2,780 74,2 74,2 72,0 69,2 65,5 61,0 55,5 49,2 42,5 35,6 28,9 22,9 17,6 13,3 9,9 7,3 5,3 3,8 2,770 65,5 65,5 63,8 61,6 58,7 55,0 50,5 45,3 39,5 33,4 27,5 22,0 17,1 13,0 9,7 7,2 5,2 3,8 2,760 56,7 56,7 55,4 53,7 51,5 48,6 45,1 40,9 36,1 31,0 25,8 20,9 16,4 12,6 9,5 7,1 5,2 3,8 2,750 47,7 47,7 46,8 45,6 43,9 41,8 39,2 36,0 32,2 28,1 23,8 19,5 15,6 12,1 9,2 6,9 5,1 3,7 2,740 38,5 38,5 37,9 37,1 36,0 34,6 32,8 30,5 27,7 24,6 21,2 17,8 14,5 11,4 8,8 6,7 5,0 3,6 2,635 33,8 33,8 33,4 32,8 31,9 30,8 29,3 27,5 25,2 22,6 19,7 16,7 13,7 11,0 8,5 6,5 4,9 3,6 2,630 29,1 29,1 28,8 28,3 27,7 26,9 25,7 24,3 22,5 20,4 18,0 15,5 12,9 10,4 8,2 6,3 4,8 3,5 2,625 24,4 24,4 24,2 23,8 23,4 22,8 22,0 20,9 19,6 18,0 161 14,0 11,9 9,8 7,8 6,1 4,6 3,4 2,520 19,6 19,6 19,5 19,2 19,0 18,6 18,0 17,3 16,4 15,2 13,9 12,3 10,6 8,9 7,2 5,7 4,4 3,3 2,515 14,8 14,8 14,7 14,6 14,4 14,2 13,9 13,4 12,9 12,2 11,3 10,2 9,0 7,7 6,4 5,2 4,1 3,2 2,410 9,9 9,9 9,9 9,8 9,7 9,6 9,5 9,3 9,0 8,6 8,2 7,6 6,9 6,2 5,3 4,4 3,6 2,9 2,27 7,0 7,0 6,9 6,9 6,9 6,8 6,7 6,6 6,5 6,3 6,1 5,7 5,3 4,9 4,3 3,7 3,1 2,5 2,05 5,0 5,0 5,0 5,0 4,9 4,9 4,9 4,8 4,7 4,6 4,5 4,3 4,1 3,8 3,5 3,1 2,7 2,2 1,84 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 3,9 3,9 3,9 3,8 3,8 3,7 3,6 3,4 3,2 3,0 2,7 2,3 2,0 1,73 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 2,9 2,9 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,2 2,0 1,7 1,52 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,9 1,9 1,9 1,8 1,8 1,7 1,6 1,5 1,3 1,21 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,9 0,8 0,38 0,7

Sección de los conductores de fase (mm2) Longitud de la canalización en mAluminio 2,5 1,3 1,9 2,7 3,8 5,4 7,6

4 1,1 1,5 2,2 3,0 4,3 6,1 8,6 126 1,6 1,7 2,5 3,5 4,9 7,0 9,9 14

10 1,5 2,1 2,9 4,1 5,8 8,2 11,6 16 2316 2,2 3,0 4,3 6,1 8,6 12 17 24 34 4925 1,7 2,4 3,4 4,8 6,7 9,5 13 19 27 38 54 7635 1,7 2,4 3,3 4,7 6,7 9,4 13 19 27 38 53 75 10750 1,6 2,3 3,2 4,5 6,4 9,0 13 18 26 36 51 72 102 14570 2,4 3,3 4,7 6,7 9,4 13 19 27 38 53 75 107 151 21395 2,3 3,2 4,5 6,4 9,0 13 18 26 36 51 72 102 145 205 290120 2,9 4,0 5,7 8,1 11,4 16 23 32 46 65 91 129 183 259 366150 3,1 4,4 6,2 8,8 12 18 25 35 50 70 99 141 199 281 398185 2,6 3,7 5,2 7,3 10,4 15 21 29 42 59 83 117 166 235 332 470240 1,6 2,3 3,2 4,6 6,5 9,1 13 18 26 37 52 73 103 146 207 293 414300 1,4 1,9 2,7 3,9 5,5 7,8 11,0 16 22 31 44 62 88 124 176 249 352 497

2 X 120 1,4 2,0 2,9 4,0 5,7 8,1 11,4 16 23 32 46 65 91 129 183 259 366 5172 X 150 1,6 2,2 3,1 4,4 6,2 8,8 12 18 25 35 50 70 99 141 199 281 3982 X 185 1,8 2,6 3,7 5,2 7,3 10,4 15 21 29 42 59 83 117 166 235 332 4702 X 240 2,3 3,2 4,6 6,5 9,1 12,9 18 26 37 52 73 103 146 207 293 414 5853 X 120 2,1 3,0 4,3 6,1 8,6 12,1 17 24 34 48 69 97 137 194 274 388 5493 X 150 2,3 3,3 4,7 6,6 9,3 13,2 19 26 37 53 75 105 149 211 298 422 5963 X 185 2,8 3,9 5,5 7,8 11,0 15,6 22 31 44 62 88 125 176 249 352 498 7053 X 240 3,4 4,8 6,9 9,7 13,7 19 27 39 55 78 110 155 219 310 439 621


D. 60

Cuaderno técnico



Las intensidades de cortocircuito provocan un esfuerzo térmico en losconductores. Para evitar la degradación de los aislantes de los cables(que pueden conducir posteriormente a defectos de aislamiento) o aldeterioro de los soportes para embarrados, se deben usar conductorescon las secciones mínimas que se indican a continuación.

Para evitar el cálculo, remítase al cuadro A que da el coeficiente porel que se debe multiplicar la intensidad de cortocircuito para obtenerla sección mínima.

Icc mín.: intensidad de cortocircuito mínima en kA ef. (ver página D.55)t: tiempo de apertura del dispositivo de protección en s.k: constante dependiente del aislamiento (ver cuadro B).

S mín. (mm2) = 1000 x Icc (kA) x t (s)k

Cuadro A: coeficiente Kcc

PARA UNA INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO DE 1 kA ef.

SECCION MINIMA DE LOS SECCION MINIMA DE LOS CONDUCTORESCONDUCTORES ACTIVOS EN COBRE DE PROTECCION EN COBRE

TIEMPO DE AISLANTE PR-EPR CONDUCTORES QUE FORMAN CONDUCTOR QUE NO FORMACORTE EN PVC PARTE DE LA CANALIZACION PARTE DE LA CANALIZACION

m/s PVC PR PVC PR DESNUDO

5 0,62 0,50 0,62 0,50 0,50 0,40 0,4510 0,87 0,70 0,87 0,70 0,70 0,57 0,6315 1,06 0,86 1,06 0,86 0,86 0,70 0,7725 1,37 1,10 1,37 1,10 1,10 0,89 0,9935 1,63 1,31 1,63 1,31 1,31 1,06 1,1850 1,94 1,58 1,94 1,56 1,56 1,27 1,4060 2,13 1,72 2,13 1,72 1,72 1,40 1,5475 2,38 1,89 2,38 1,89 1,89 1,54 1,72100 2,75 2,21 2,75 2,21 2,21 1,79 1,99125 3,07 2,47 3,07 2,47 2,47 2,00 2,22150 3,37 2,71 3,37 2,71 2,71 2,20 2,44175 3,64 2,93 3,64 2,93 2,93 2,38 2,63200 3,89 3,13 3,89 3,13 3,13 2,54 2,81250 4,35 3,50 4,35 3,50 3,50 2,84 3,15300 4,76 3,83 4,76 3,83 3,83 3,11 3,44

500 6,15 4,95 6,15 4,95 4,95 4,02 4,451000 8,70 6,99 8,70 6,99 6,99 5,68 6,29

CONDUCTORES

COBRE ALUMINIOAISLANTES

PVC 115 76PR-EPR 143 94

PVC 143 95PR-EPR 176 116desnudos(1) 159(1) 138(2) 105(1) 91(2)

Conductores activos ode protección que formanparte de la canalización

Conductores deprotección que formanparte de la canalización

(1) Locales que no presentan riesgos de incendio(2) Locales que presentan riesgos de incendio.

Sección mín. (mm2) = kcc x Icc mín. (kA)

Ejemplo

Para un cable de cobre, aislado con PVC, protegido por un DIRIS P ajus-tado a ts = 100 ms, Icc mín. = 22 kA. Se lee: Kcc = 2,75 para losconductores activos en el cuadro A. S mín. conductores activos = 2,75 x 22= 60 mm2. Se elegirá una sección de 70 mm2. El mismo conductor enaluminio deberá tener una sección mínima de 60 mm2 x 1,5 = 90 mm2.

Conductores de aluminio: multiplicar los valores del cuadro por 1,5.

Conductores aisladosLa sección mínima se obtiene por la expresión:

Conductores aislados (continuación)Cuadro B: constante k

Longitud máxima de los conductoresCuando la sección mínima de los conductores está determinada, setiene que asegurar de que el dispositivo de protección situado arribade los conductores se abra en un tiempo compatible con el esfuerzotérmico máximo de los conductores. Para ello, se requiere que laintensidad de cortocircuito mínimo sea suficiente para activar eldispositivo de protección. La longitud de los conductores debe limi-tarse a los valores dados por los cuadros A y B página D.61 (fusible).

400 5,50 4,42 5,50 4,42 4,42 3,59 3,98

Protección de las canalizaciones

S mín.: sección mínima por faseIcc: intensidad eficaz de cortocircuitot: tiempo de corte del órgano de protecciónVer también el cálculo de los embarrados página D.47.

S mín. (mm2) = 1000 x Icc (kA) x t (s)70

EmbarradosEl efecto térmico de la intensidad de cortocircuito a nivel de un embar-rado se traduce por el calentamiento de los conductores. Estecalentamiento debe ser compatible con las características de lossoportes para embarrados.

Ejemplo: para un soporte para embarrados SOCOMEC (tempera-tura de embarrado de 80 °C antes del cortocircuito).



Cuaderno técnico


Los cuadros A y B dan las longitudes máximas en las condicionessiguientes:• circuito trifásico 230 V/400 V• sección de neutro = sección de fase• corriente de cortocircuito mínimo• conductores de cobre.

Los cuadros son válidos con cualquier tipo de aislamiento de los cables(PVC, PR, EPR). Cuando aparecen indicados dos valores, el primerocorresponde a los cables PVC y el segundo a los cables PR/EPR.Las longitudes se deben multiplicar por los coeficientes del cuadro Cpara las demás utilizaciones.Cable de aluminio: multiplicar las longitudes de los cuadros por 0,41.

Protección de las canalizaciones por fusiblesLongitud máxima de los conductores protegidos por fusibles

Cuadro A: longitudes máximas (en metros) de los cables protegidos por fusibles gG

16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250

1,5 82 59/61 38/47 18/22 13/16 6/72,5 102 82 49/56 35/43 16/20 12/15 5/74 131 89 76 42/52 31/39 14/178 octobre 4/56 134 113 78 67/74 31/39 18/23 10/12 7/910 189 129 112 74 51/57 27/34 19/24 9/12 7/9 3/416 179 119 91 67 49/56 24/30 18/23 9/11 5/7 3/425 186 143 104 88 59/61 45/53 22/27 13/16 7/9 4/535 200 146 123 86 75 43/52 25/36 14/18 8/11 4/550 198 167 117 101 71 45/74 26/33 16/22 8/11 5/770 246 172 150 104 80 57/60 34/42 17/22 11/1495 233 203 141 109 82 62 32/40 20/25 9/11120 256 179 137 103 80 51/57 32/40 14/18150 272 190 145 110 85 61 42/48 20/24185 220 169 127 98 70 56 27/34240 205 155 119 85 68 43/46

HP CS (mm2)

Cuadro C: coeficiente de corrección para otras redes

CASO DE UTILIZACION COEFICIENTE

Sección del neutro = 0,5 x sección fase 0,67(1)

Circuito sin neutro 1,73

(1) La entrada del cuadro se hace por la sección de las fases

Cuadro B: longitudes máximas (en metros) de los cables protegidos por fusibles aM

16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250

1,5 28/33 19/23 13/15 8/10 6/72,5 67 47/54 32/38 20/24 14/16 9/11 6/74 108 86 69 47/54 32/38 22/25 14/17 9/11 6/76 161 129 104 81 65/66 45/52 29/34 19/23 13/15 9/10 6/710 135 108 88 68 47/54 32/38 21/25 14/16 9/11 6/716 140 109 86 69 49/55 32/38 21/25 14/17 9/1125 135 108 86 67 47/54 32/38 21/25 14/16 9/1135 151 121 94 75 58/60 38/45 25/30 17/20 11/13 7/950 128 102 82 65 43/51 29/36 19/24 13/158 octobre70 151 121 96 75 58/60 38/45 25/30 17/20 11/1395 205 164 130 102 82 65 43/51 29/34 19/23120 164 129 104 82 65 44/52 29/35150 138 110 88 69 55 37/44185 128 102 80 64 51240 123 97 78 62

HP CS (mm2)


D. 62

Cuaderno técnico



Cuadro B: longitudes máximas (en metros) de los conductores protegidos por DIRIS CP frente a los cortocircuitos

SECCIONESFASES

CORRIENTE Is / Is >>

95 481 375 300 240 188 150 120 95 75 60 48 38120 607 474 349 304 237 190 152 120 95 76 61 47150 660 516 412 330 258 206 165 131 103 82 66 52185 780 609 487 390 305 244 195 155 122 97 78 61240 971 759 607 486 379 304 243 193 152 121 97 76300 995 912 730 594 456 365 292 232 182 146 117 91400 1181 923 738 591 461 369 295 234 185 148 117 92

1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000

Nota: estos valores toman en cuenta la precisión de la corriente Is

El DIRIS CP, asociado a un órgano de corte, protege el circuito frentea contactos indirectos, cuando se respetan las condiciones siguientes:

• el tiempo de apertura del circuito debe ser inferior al tiempo pres-crito por la norma IEC 60364 (ver página D.66).Para ello, Ts debe ser inferior a este tiempo.Ejemplo: Red TN 230/400 V.Tiempo máximo de apertura del circuito: 0,4 s (ver cuadro A p. D.66).El tiempo Tm debe ser inferior a 0,4 s y también debe tener encuenta el tiempo de apertura del órgano de corte.

• la longitud máxima del circuito que se desea proteger debe ser inferiora los límites del cuadro B.

Protección de las canalizaciones por DIRIS CPGeneralidades

El cuadro B da las longitudes máximas en las condiciones siguientes:• circuito trifásico en una red 230/400V,• intensidad de cortocircuito mínima,• sección del neutro = sección de las fases,• conductores de cobre,• cable de aluminio: multiplicar las longitudes del cuadro B por 0,62.

Estas longitudes deben multiplicarse por los coeficientes del cuadroA para otras utilizaciones.

Longitud máxima de los conductores

ES

PC

ATE

C 1

59A

Fig. 1: protección contra los contactos indirectos por DIRIS CP

Is 10 I 0I

t (s)

Tiempo límiteTL

Ts

• El tiempo de ajuste Ts puede ser superior a 5 s, ya que la protecciónla aseguran los fusibles.

• La longitud máxima de los cables protegidos debe leerse en loscuadros A, B y C página D.61 (protección por fusibles).

Asociación DIRIS CP/Fusibles

CA

TEC

162

A

Fig. 2: protección contra los cortocircuitos por DIRIS CP asociado a los fusibles

10 I 0I

t (s)

Ts

Límite de esfuerzo térmicodel cable

Fusible

Cuadro A: coeficiente de corrección para otras redes

CASO DE UTILIZACION COEFICIENTE

Circuito sin neutro 1,73Sección del neutro = 0,5 x sección fase 0,67(1)

(1) La entrada del cuadro se hace por la sección de las fases



Contacto de una persona con una parte activa (fases, neutro) normal-mente bajo tensión (embarrados, bornes).

Protección contra los contactos directosDefinición

La protección contra los contactos directos se puede asegurar conuno de los medios siguientes:• puesta fuera de alcance de los conductores activos por medio de

obstáculos o en lugar restringido,• aislamiento de los conductores activos,• barrera o cuadro: el grado de protección mínimo que procure el

cuadro debe ser IP2x o xxB para las partes activas,• La apertura de un cuadro sólo deberá ser posible en uno de los

casos siguientes:- con una herramienta o una llave,- después de poner fuera de tensión las partes activas,- si una segunda barrera IP > 2x o xxB se encuentra al interior del

cuadro (ver la definición IP página D.11),• empleo de dispositivo de corriente diferencial-residual 30 mA (ver

más adelante “Protección complementaria contra los contactosdirectos”).

• uso de la MBT (Muy Baja Tensión).

Medios de protección

La utilización de la MBT (Muy Baja Tensión ver definición página D.6),constituye una protección contra los contactos directos e indirectos.Se puede distinguir:

• la MBTSMuy Baja Tensión de Seguridad que debe ser:- producida por una fuente de tipo transformador de seguridad,

SAI’s, baterías, grupo electrógeno, etc.- completamente independiente de cualquier elemento susceptible

de llevarse a un potencial diferente (tierra de una instalación dife-rente, otro circuito, etc.).

• la MBTPMuy Baja Tensión de Protección idéntica a la MBTS, pero con unenlace a tierra por razones funcionales (electrónica, informática, etc.).La utilización de la MBTP produce algunas restricciones conrespecto a la MBTS a nivel de la protección contra los contactosdirectos.

• la MBTFMuy Baja Tensión Funcional reagrupa todas las demás aplicacio-nes de MBT. No constituye ninguna protección contra los contactosdirectos o indirectos.

Utilización de la MBT

Fig. 1: contacto directo

CA

TEC

11A

ES

P

R

S

T

N

Tierra

id

Protección complementaria contra los contactos directos

Con cualquier régimen de neutro, una protección complementariacontra los contactos directos se puede asegurar principalmente conla utilización de un dipositivo de protección diferencial-residual dealta sensibilidad (≤ 30 mA).

La norma IEC 60364 impone principalmente la utilización de dichosdispositivos en los casos siguientes:• circuitos que alimentan las cajas con tomas de corriente ≤ 32 A,• instalaciones temporales, instalaciones feriantes,• instalaciones de obras,• salas de agua, piscinas,• caravanas, barcos,• alimentación de vehículos,• establecimientos agrícolas y hortícolas,• cables y revestimientos de calefacción enterrados o empotrados en

las paredes de un edificio.

Esta disposición de protección complementaria contra los contactosdirectos, según la norma IEC 60479 deja de ser válida cuando la tensiónde contacto de riesgo alcanza 500 V: la impedancia humana es suscep-tible de dejar pasar una corriente peligrosa superior a 500 mA.

Cuaderno técnico

Contactos directose indirectos


D. 64

Cuaderno técnico



El “contacto indirecto” se da cuando una persona entra en contactocon masas puestas accidentalmente bajo tensión como resultadode un defecto de aislamiento.

La protección contra los contactos indirectos se puede hacer:• sin corte automático de la alimentación,• con corte automático de la alimentación.

Protección contra los contactos indirectosDefinición

La protección contra los contactos indirectos sin corte automático dela alimentación puede ser asegurado por:• la utilización de la MBT (Muy Baja Tensión) (ver página D.63),• la separación de las masas de tal manera que una persona no

pueda estar simultáneamente en contacto con las dos masas,• el doble aislamiento del material (clase II),• el enlace equipotencial no conectado a tierra, de todas las masas

simultáneamente accesibles,• la separación eléctrica (por transformador para circuitos < 500 V).

Protección sin corte automático de la alimentación

La protección contra los contactos indirectos, con corte automático dealimentación, consiste en separar de la alimentación el circuito o elmaterial que presente un defecto de aislamiento entre una parte activay la masa.

Para evitar efectos fisiológicos peligrosos para una persona que entraraen contacto con la parte defectuosa, se limita la tensión de contactoUc a un valor límite UL.

Este último depende:• de la corriente IL admisible por el cuerpo humano,• del tiempo de paso de la corriente (ver página D.66),• del esquema de enlace a tierra,• de las condiciones de instalación.

Protección con corte automático de la alimentación

La norma IEC 60364 define el tiempo de corte máximo del disposi-tivo de protección en las condiciones normales (UL = 50 V), (UL esla tensión de contacto más elevada que se puede mantener indefi-nidamente sin peligro para las personas), (ver cuadro al lado).

Fig. 1: contacto directo

CA

TEC

12A

R

S

T

N

Tierra

i

id

Fig. 2: tensión de contacto limitada UL

CA

TEC

13A

R

S

T

N

ic

id

UC

Esta puesta fuera de tensión de la instalación se hace de maneradiferente según los esquemas de distribución.

(V) UL = 50 V

TENSION DE CONTACTO TIEMPO DE CORTE MÁXIMOPREVISTA DEL DISPOSITIVO DE PROTECCION (s)

25 550 575 0,6090 0,45110 -120 0,34150 0,27220 0,17230 -280 0,12350 0,08500 0,04



Cuaderno técnico

Contactos directos e indirectos

Nota: la protección contra las sobreintensidades sólo es eficaz enpresencia de defectos francos.Un dispositivo diferencial RESYS utilizado como prealarma es unmedio eficaz y preventivo de defectos impedantes y de sosteni-miento de tensiones peligrosas.

UL: tensión de contactos límiteI∆n: corriente de ajuste del

dispositivo diferencial

RT < UL

I∆n

Protección contra los contactos indirectos (continuación)

Protección con corte automático de la alimentación(continuación)

En esquema TT, la protección la aseguran los dispositivos diferen-ciales. En este caso, no interviene la sección ni la longitud de losconductores.Se tiene que asegurar simplemente de que la resistencia de la tomade tierra se presente de la manera siguiente:

Ejemplo: se puede limitar la tensión de contacto en caso de defectode UL = 50 V.

El dispositivo diferencial está ajustado a I∆n = 500 mA = 0,5 A.

La resistencia de la toma de tierra no deberá exceder:

RT máx. = 50 V = 100 Ω0,5 A

Fig. 1: corriente de defecto en esquema TT

CA

TEC

15A

ES

P

Tierra

RT

Fuente

Receptor

Introducción

Cuando la red no está protegida por un dispositivo diferencial, se tieneque comprobar la coordinación correcta entre el órgano de proteccióny la selección de los conductores.

En el caso que la impedancia del conductor es demasiado elevada,se corre el riesgo de tener una corriente de defecto limitada que activeel dispositivo de protección en un tiempo superior al prescrito por lanorma IEC 60364.

Esta corriente provoca entonces una tensión de contacto peligrosa.Para limitar la impedancia del circuito de defecto, se tiene que limitarla longitud de los conductores para una sección determinada.

Fig. 2: corriente de defecto en esquema TN

CA

TEC

16A

ES

P

UC = ZPen x id

S

T

PEN

R

ZP

ZPen id

Receptor

Fig. 3: corriente de defecto en esquema IT

CA

TEC

17A

UC

S

T

R

ZP

id

ZP

2id

ZP

ReceptorCPI

• En esquema de distribución de tipo TT • En esquemas de distribución de tipo TN e IT


D. 66

Cuaderno técnico



Tiempo máximo de cortePara evitar encontrarse en una zona ➂ , ➃ o ➄ de la figura 1, la normaIEC 60364 especifica un tiempo de corte máximo en función de lared eléctrica y de la tensión límite de 50 V.

Efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo humano

La corriente que pasa a través del cuerpo humano afecta, porsu efecto fisiopatológico, las funciones circulatorias y respiratoriaspudiendo provocar la muerte y con valores elevados provocargraves quemaduras.

CA

TEC

144

A E

SP

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 10002000

500010000

mA

Corriente que pasa por el cuerpo I ef.

10

20

50

100

200

500

1000

2000

5000

10000

Tiem

po d

e pa

saje

de la

cor

rient

e t(

s)

AC-1 AC-2 AC-3 AC-4

Las zonas -1 a -4 corresponden los diferentes niveles de efectos:AC/DC-1: sin percepción,AC/DC-2: percepción,AC/DC-3: efectos reversibles, crispamiento muscular,AC/DC-4: posibilidad de efectos irreversibles.

CA

TEC

145

A E

SP

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 10002000

500010000

mA

Corriente que pasa por el cuerpo I ef.

10

20

50

100

200

500

1000

2000

5000

10000

DC-1 DC-2 DC-3 DC-4

Tiem

po d

e pa

saje

de la

cor

rient

e t(

s)

Longitud máxima de los conductoresLa longitud límite de los conductores puede estar determinada por uncálculo aproximado, válido para instalaciones alimentadas por untransformador de acoplamiento triángulo-estrella o estrella-zigzag.

Uo: tensión simple (230 V en una red 230/400 V)S: sección en mm2 de los conductores de fases en TN e IT sin

neutrom = S / Spe Spe: sección del PE o PENId: corriente de defecto en A

Protección por DIRIS CP: Id = Im.

Protección por fusible: corriente alcanzada para un tiempode fusión igual al tiempo máximo de apertura del dispositivode protección (las longitudes máximas se dan en el cuadro Bp. D.61)

K: variable en función del régimen de neutro y de la natura-leza del conductor (ver cuadro B).

La influencia de las reactancias no es importante para las seccio-nes inferiores a 120 mm2. Para secciones superiores, se debeaumentar la resistencia de la manera siguiente:• el 15% para la sección 150 mm2

• el 20% para la sección 185 mm2



Para secciones superiores: se tiene que hacer un cálculo de impe-dancia exacto con X = 0,08 mΩ /m.

Caso particularEn TN, el tiempo de corte puede ser superior al tiempo que se daen el cuadro A (manteniéndose a un tiempo inferior a 5 seg.) si:• el circuito no es un circuito terminal y no alimenta carga móvil o

portátil,• el circuito no alimenta equipos o toma de corriente,• se cumple una de las dos condiciones siguientes:

- el enlace equipotencial principal es duplicado por un enlace equi-potencial idéntico al enlace principal,

- la resistencia del conductor de protección Rpe se presenta de lasiguiente manera:

Uo: tensión simple de la redZa: impedancia que incluye la fuente y el conductor activo hasta el punto

de defecto

Rpe < 50 x (Rpe + Za)Uo

Cuadro A: tiempo máximo de corte (Tm) en segundos del órgano deprotección

ESQUEMAS TN IT SIN NEUTRO IT CON NEUTROTENSIONNOMINAL UL 50 50 50230/400 V 0,4 0,4 0,8400/690 V 0,2 0,2 0,4

L (m) = K Uo x S(1 + m) Id

Cuadro B: valores de K

ESQUEMAS TN IT

CONDUCTOR SIN NEUTRO CON NEUTRO

Cobre 34,7 30 17,3Aluminio 21,6 18,7 11

Protección contra los contactos indirectos (continuación)

Protección con corte automático de la alimentación(continuación)

• En régimen TN e IT (continuación)



Cuaderno técnico


Deberá limitarse la longitud de los conductores protegidos contralos contactos indirectos.

Los cuadros B y C dan una lectura directa de las longitudes máximas delos conductores de cobre. Se determinan en las condiciones siguientes:• red 230 V/400 V• esquema TN• tensión de contactos límite UL = 50 V.

Para otras utilizaciones, se tiene que multiplicar el valor leído en loscuadros B y C por el coeficiente del cuadro A.

Protección contra los contactos indirectos por fusiblesLongitud máxima de los conductores protegidos por fusibles

EjemploUn circuito está constituido de un cable de cobre 3 x 6 mm2 y prote-gido por un fusible 40 A gG. Su longitud deberá ser inferior a 73 m paraasegurar la protección contra los contactos indirectos en TN 230 /400 V.

• si el cable es de aluminio, la longitud máxima es de:0,625 x 73m = 45,6 m,

• en esquema IT con neutro y cable de aluminio, la longitud es de:0,625 x 0,6 x 73m = 22,8 m.

Cuadro A: factor de corrección

Régimen IT sin neutro distribuido 0,86Régimen IT con neutro distribuido 0,5Sección neutro = 1/2 sección fase 0,67Conductor de aluminio 0,625

Cuadro B: longitudes máximas (en metros) de los conductores protegidos por fusibles gG

16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250

1,5 53 40 32 22 18 13 11 7 8 4 32,5 88 66 53 36 31 21 18 12 9 7 6 44 141 106 85 58 49 33 29 19 15 11 9 6 6 46 212 159 127 87 73 50 43 29 22 16 14 10 8 6 410 353 265 212 145 122 84 72 48 37 28 23 16 14 10 7 6 416 566 424 339 231 196 134 116 77 59 43 36 25 22 15 12 9 7 5 425 884 663 530 361 306 209 181 120 92 67 57 40 35 24 18 14 11 8 6 435 928 742 506 428 293 253 169 129 94 80 56 48 34 26 20 15 11 9 650 687 581 398 343 229 176 128 108 76 66 46 35 27 20 15 12 870 856 586 506 337 259 189 159 11 97 67 52 39 30 22 17 1195 795 687 458 351 256 216 151 131 92 70 53 41 29 23 16120 868 578 444 323 273 191 166 116 89 67 62 37 23 20150 615 472 343 290 203 178 123 94 71 54 39 31 21185 714 547 399 336 235 205 145 110 82 64 46 36 24240 666 485 409 286 249 173 133 100 77 55 44 29300 566 477 334 290 202 155 117 90 65 51 34

S (mm2)

Cuadro C: longitudes máximas (en metros) de los conductores protegidos por fusibles aM

16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250

1,5 28 23 18 14 11 9 7 6 5 42,5 47 38 30 24 19 15 12 9 8 6 54 75 60 48 38 30 24 19 15 12 10 8 6 5 46 113 90 72 57 45 36 29 23 18 14 11 9 7 6 5 410 188 151 121 94 75 60 48 38 30 24 19 15 12 10 8 6 5 416 301 241 193 151 121 96 77 60 48 39 30 24 19 15 12 10 8 6 5 425 470 377 302 236 188 151 120 94 75 60 47 38 30 24 19 16 12 9 8 635 658 527 422 330 264 211 167 132 105 84 66 53 42 33 26 21 17 13 11 850 891 714 572 447 357 285 227 179 144 115 90 72 57 46 36 29 23 18 14 1170 845 660 527 422 335 264 211 169 132 105 84 67 53 42 33 26 21 1795 895 716 572 454 358 286 229 179 143 115 91 72 57 45 36 29 23120 904 723 574 462 362 289 226 181 145 115 90 72 57 45 36 29150 794 630 496 397 317 248 198 159 126 99 79 63 50 40 32185 744 586 469 375 293 234 188 149 117 94 74 59 47 38240 730 584 467 365 292 234 185 146 117 93 73 58 47300 702 562 439 351 281 223 175 140 11 88 70 56

S (mm2)


D. 68

Cuaderno técnico



Cuadro A: factor de corrección

Cuadro B: ejemplos de longitudes máximas de los conductores protegidos por DIRIS CP

SECCIONESFASES

CORRIENTES Is

95 mm2 276 216 173 138 108 86 69 55 43 35 28 22120 mm2 349 273 218 175 136 109 87 69 55 44 35 27150 mm2 379 296 237 190 148 119 95 75 59 47 38 30185 mm2 448 350 280 224 175 140 112 89 70 56 45 35240 mm2 559 436 349 276 218 175 140 111 87 70 56 44300 mm2 671 524 420 336 262 210 168 133 105 84 67 52

1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000

El DIRIS CP, asociado a un dispositivo de desconexión, protege elcircuito situado abajo contra los contactos indirectos si se respetanlas condiciones siguientes:

• el tiempo de apertura del circuito debe ser inferior al tiempo pres-crito por la norma IEC 60364 (ver página D.66).Para ello Ts debe ser inferior a este tiempo.

Ejemplo: Red TN 230/400 V.Tiempo máximo de apertura del circuito: 0,4 s (ver cuadro A p. D.66).El tiempo Tm debe ser inferior a 0,4 s y también debe tomar encuenta el tiempo de apertura del órgano de desconexión.

• la longitud máxima del circuito que se desea proteger debe serinferior a los límites del cuadro B.

Protección contra los contactos indirectos por DIRIS CPGeneralidades

Ver cálculos página D.66.

El cuadro B da una lectura directa de las longitudes máximas enfunción de la corriente de ajuste Im en las condiciones siguientes:• red 230 V/400 V• esquema TN• tensión de contactos límite UL = 50 V

Para otras utilizaciones, se tiene que multiplicar el valor leído en elcuadro B por los coeficientes del cuadro A.

Observación:Se tiene que comprobar que Tm sea inferior a los valores del cuadro Apágina D.66.

Longitudes máximas de los conductores

CA

TEC

159

A E

SP

Fig. 1: protección contra los contactos indirectos por DIRIS CP

Is 10 I 0I

t (s)

Tiempo límiteTL

Ts

Cuando el DIRIS CP está asociado a una protección con fusible, eltiempo de disparo del DIRIS CP puede ser superior al tiempo indi-cado en el cuadro A página D.66, si la corriente de defecto es bastanteimportante para que la protección sea asegurada por los fusibles.

La longitud máxima de los conductores que no se debe exceder seindica en el cuadro B de la página D.67 (protección por fusibles).

Por DIRIS CP + fusibles

Is 10 I 0I

t (s)

Tiempo límite

Fusible

Ts

TL

Esquema IT sin neutro distribuido 0,86Esquema IT con neutro distribuido 0,5Sección neutro = 1/2 sección fase 0,67Conductor de aluminio 0,625

CA

TEC

160

A E

SP



Cuaderno técnico


Protección contra los contactos indirectos por relé diferencial

CA

TEC

147

A

Rp: resistencia de la toma detierra en Ohm.I∆n ≤ 50

Rp

En caso de toma de tierra particularmente difícil de realizar cuyosvalores pueden exceder la centena de ohmios (alta montaña, zonaárida, etc.), la instalación de aparatos de alta sensibilidad permiteresolver la disposición anterior.

En esquema TT

La protección diferencial constituye prácticamente el único mediode protección contra los contactos indirectos para este régimen.Para evitar por ejemplo una tensión de contacto superior a 50 V, lacorriente I∆n debe ser:

Protección contra los contactos indirectos de los grupos demasas conectados en tomas de tierra independientes

En esquemas TT e IT, cuando las masas de los aparatos eléctricosestán conectadas en las tomas de tierra diferentes abajo de unamisma alimentación, cada grupo de masas debe estar protegidorespectivamente por un dispositivo dedicado.

En esquema TNS

En este régimen, la corriente de defecto equivale a una corriente decortocircuito entre fase y neutro. Este último es eliminado por dispo-sitivos apropiados (fusibles, automáticos, etc.) en un tiempo compatiblecon la protección contra los contactos indirectos. Cuando no hayposibilidad de respetar este tiempo (canalizaciones demasiado largasdonde Icc mínimo es insuficiente, la reacción de los aparatos de protec-ción demasiado lenta, etc.), cabe incluir en la protección contra lassobreintensidades una protección diferencial. Esta disposición permiteasegurar una protección contra los contactos indirectos, práctica-mente cualquiera que sea la longitud de la canalización.

En esquema IT

La apertura del circuito normalmente no es necesario en el primerfallo. Se puede producir una tensión de contacto peligrosa en elsegundo fallo, ya sea en las masas conectadas en las tomas de tierrano interconectadas o alejadas o bien, entre las masas simultánea-mente accesibles conectadas en una misma toma de tierra y conuna impedancia de los circuitos de protección demasiado elevada.Por estas razones, en esquema IT se requiere obligatoriamente undispositivo diferencial:• en la cabecera de las partes de instalación cuyas redes de protección

o masas estén conectadas en las tomas de tierra no interconectadas,• en la misma situación que se enuncia en TNS (condiciones de corte en

el segundo fallo no asegurada por los dispositivos de protección contralas sobreintensidades en las condiciones de seguridad exigidas).

CA

TEC

148

A

CPI

Id

RA

CA

TEC

149

A


D. 70

Cuaderno técnico


Caídas de tensión

La caída de tensión es la diferencia de tensión observada entre elpunto de cabecera de la instalación y el punto de conexión de unreceptor.Para asegurar el buen funcionamiento de los receptores, la normaIEC 364 definen una caída de tensión máxima (ver cuadro A).

Definición

Un motor de 132 kW consume 233 A en 400 V. Está alimentado porcables de cobre unipolares, contiguo de sección 150 mm2 y de 200 m(0,2 km) de longitud.

• En marcha normal cos ϕ = 0,8 Ku 0,18∆u = 0,18 x 233 x 0,2 = 8,4 V es decir 2,1% de 400 V.

• En arranque directo cos ϕ = 0,3 et Id = 5 In = 5 x 233 A = 1165 AKu = 0,13∆u = 0,13 x 1165 x 0,2 = 20,3 V es decir 7,6% de 400 V.

La sección del conductor es suficiente para respetar las caídas detensión máximas impuestas por la norma IEC 60364.

Nota: este cálculo es válido para un cable por fase.Para n cables por fase, basta dividir la caída de tensión entre n.

∆u = Ku x I (amperios) x L (km)

Cálculo de la caída de tensión en un cable de longitud L

Ejemplo

Alim. directa por red pública BT• circuitos monofásicos 6% 10%• circuitos trifásicos 3% 5%

Alimentación por transformador AT/BT• circuitos monofásicos 12% 16%• circuitos trifásicos 6% 8%

Cuadro A: caída de tensión máxima

ILUMINACION OTROS USOS

Cuadro B: valores de Ku

SECCION CORRIENTECABLE CONTINUAmm2

Cables multipolares ounipolares trenzados

cos 0,3 cos 0,5 cos 0,8

Cables unipolarescontiguos

cos 0,3 cos 0,5 cos 0,8

Cables unipolaresseparados

cos 0,3 cos 0,5 cos 0,8

1,5 30,67 4,68 7,74 12,31 4,69 7,74 12,32 4,72 7,78 12,342,5 18,40 2,84 4,67 7,41 2,85 4,68 7,41 2,88 4,71 7,444 11,50 1,80 2,94 4,65 1,81 2,95 4,65 1,85 2,99 4,686 7,67 1,23 1,99 3,11 1,24 1,99 3,12 1,27 2,03 3,1410 4,60 0,77 1,22 1,89 0,78 1,23 1,89 0,81 1,26 1,9216 2,88 0,51 0,79 1,20 0,52 0,80 1,20 0,55 0,83 1,2325 1,84 0,35 0,53 0,78 0,36 0,54 0,78 0,40 0,57 0,8135 1,31 0,27 0,40 0,57 0,28 0,41 0,58 0,32 0,44 0,6050 0,92 0,21 0,30 0,42 0,22 0,31 0,42 0,26 0,34 0,4570 0,66 0,17 0,23 0,31 0,18 0,24 0,32 0,22 0,28 0,3495 0,48 0,15 0,19 0,24 0,16 0,20 0,25 0,20 0,23 0,27120 0,38 0,13 0,17 0,20 0,14 0,17 0,21 0,18 0,21 0,23150 0,31 0,12 0,15 0,17 0,13 0,15 0,18 0,17 0,19 0,20185 0,25 0,11 0,13 0,15 0,12 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18240 0,19 0,10 0,12 0,12 0,11 0,13 0,13 0,15 0,16 0,15300 0,15 0,10 0,11 0,11 0,11 0,12 0,12 0,15 0,15 0,14400 0,12 0,09 0,10 0,09 0,10 0,11 0,10 0,14 0,14 0,12

Circuitos monofásicos: multiplicar los valores por 2.


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