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Actualmente la tecnología en los sistemas de distribución de energía

eléctrica ha avanzado notablemente en cuanto a los tableros de

distribución. El sistema de tableros de baja tensión modular ha probado su

valor por muchos años alrededor del mundo, a su vez, constituye una

inversión segura al futuro debido a su continuo desarrollo. La aplicación

consistente del principio modular en diseños eléctricos y mecánicos

permite seleccionar opciones en el diseño estructural, arreglo interior y

grado de protección acorde con las condiciones operativas y ambientales.

El sistema de tableros de baja tensión modular ofrece muchas

soluciones alternativas y ventajas. Como son:

� Diseño compacto para ahorro de espacio.

� Proyecto sencillo e ingeniería detallada a través de

componentes estandarizados.

� Amplio rango de formas estandarizadas.

� Diseño de varios niveles dependientes de las condiciones

operat ivas y ambientales.

� Combinación sencilla de los diferentes sistemas de equipamientos,

tales como módulos fijos y extraíbles en una única celda.

� Fácil ensamblaje sin herramientas especiales.

� Fácil conversión y retroadaptación.

� Libre de mantenimiento por tiempo prolongado.

� Alta confiabilidad y disponibilidad operativa.

� Protección personal óptima.

30

3.5 LA PROTECCIÓN DE MOTORES

La explotación óptima de la capacidad de los motores se hace cada día más

necesaria por su gran influencia en el concepto de rentabilidad de las

instalaciones. Por otra parte, el mismo concepto exige que la instalación sólo

se detenga en aquellos casos absolutamente imprescindibles. Esto requiere

necesariamente el empleo de un buen sistema de protección de motores.

Para que un buen motor funcione sin problemas es necesario satisfacer los

tres puntos siguientes:

� Elección del motor según su utilización.

� Montaje correcto, mantenimiento regular y funcionamiento cuidadoso.

� Una buena protección que detecte los peligros y, siempre que sea

posible, desconecte el motor antes de la avería.

Cuando se produce un defecto en un motor no sólo hay que considerar el

coste de la reparación del mismo, ya que muchas veces el coste de la parada

de producción llega a ser más elevado que la reparación, como muy bien

saben los responsables de producción y mantenimiento. De ahí la

importancia de un buen sistema de protección que sólo actúe cuando haya

un verdadero peligro, evitando las paradas innecesarias. La experiencia nos

demuestra que la protección de motores continua siendo un problema, dado

el número de averías que se producen cada año.

En este capítulo se pretende dar información sobre las distintas posibilidades

de protección existentes así como criterios orientativos sobre la elección más

adecuada en cada caso.

3.5.1 Problemas actuales sobre la protección de mo tores

El resultado de un estudio hecho con más de 9.000 casos de defectos de

motores en Inglaterra, Finlandia y Estados Unidos, indica que más de la

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mitad de los defectos producidos en los motores se deben a sobrecarga

térmica, fallo de fase y humedad, aceite, polvo, etc.

Es importante destacar que estos defectos se han producido a pesar de la

presencia de un sistema de protección normal, generalmente relés térmicos

bimetálicos. Por otra parte, mientras que sólo el 25% de los casos de

defectos corresponde a motores de potencia superior a los 40 kW, el coste

de la reparación de los mismos supone casi el 80% del total, lo que

demuestra claramente que una buena protección es tanto más necesaria

cuanto mayor es la potencia del motor.

TIPO DE DEFECTO % DEFECTOS % MEDIA

Sobrecarga térmica 46-18 30

Fallo de fase 22-5 14

Humedad, polvo, aceite, etc. 21-15 19

Envejecimiento del aislante 10-7 10

Defectos del rotor 13-10 13

Defectos de cojinetes 3-7 5

Diversos 11-5 9

Basado en 9.000 casos de defectos. Defectos por año 2,5 - 4 %

Tabla 3.1 Estadística de defectos en motores

Como demuestra la estadística de defectos, el arrollamiento del estator es la

parte más vulnerable del motor desde el punto de vista térmico, siendo los

materiales aislantes de los conductores que forman el bobinado los

principales responsables. Los aislantes utilizados están previstos para unas

temperaturas de funcionamiento bien definidas según la clase de aislamiento;

para motores se utilizan generalmente las clases B y F, que admiten en

permanencia temperaturas máximas de 120 ºC y 140 ºC respectivamente.

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Los motores se dimensionan normalmente para una vida teórica del orden de

25.000 horas de servicio (aproximadamente 10 años) con el aislamiento

sometido a una temperatura máxima admisible en permanencia (p. 120 ºC

para clase B). Cuando se sobrepasa esta temperatura, la vida del motor se

reduce según una regla generalmente aceptada, llamada regla de

Montsinger.

Fig. 3.3 Regla de Montsinger

Según esta regla, cuando a un motor se le hace trabajar en permanencia a

10 ºC por encima de su temperatura límite (p.e. 130 ºC para clase B), su vida

se reduce aproximadamente a la mitad, de 25.000 horas a 10.000 horas, y si

se le hace trabajar a 20ºC más, su vida se reduce aproximadamente a la

quinta parte, es decir, a unas 4.500 horas.

Esto equivale a decir que cuando se regula un relé térmico de forma

incorrecta a una intensidad superior a la nominal del motor, es muy probable

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que éste trabaje por encima de su temperatura límite, lo que supone, como

hemos visto, una reducción de la vida del mismo.

Seguidamente pasemos a estudiar los sistemas más usuales de protección

de motores.

3.6 FUSIBLES

En electricidad, se denomina fusible a un dispositivo, constituido por un

filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se

intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se

funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un

cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer

peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente

riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.

Fundamentalmente encontraremos dos tipos de fusibles en las instalaciones

de baja tensión:

� gl (fusible de empleo general)

� aM (fusible de acompañamiento de Motor)

Los fusibles de tipo gl se utilizan en la protección de líneas, estando diseñada

su curva de fusión "intensidad-tiempo" para una respuesta lenta en las

sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos. Los fusibles de tipo aM,

especialmente diseñados para la protección de motores, tienen una

respuesta extremadamente lenta frente a las sobrecargas, y rápida frente a

los cortocircuitos. Las intensidades de hasta diez veces la nominal (10 In)

deben ser desconectadas por los aparatos de protección propios del motor,

mientras que las intensidades superiores deberán ser interrumpidas por los

fusibles aM.