1. Interruptores automticos. Selectividad.TerminologaCalibre: Corriente (=In) correspondiente al ajuste mximo del rel.Rel instantneo: Rel que no tiene ningn dispositivo de retardo intencionado (proteccin contra loscortocircuitos).Rel de largo retardo (LR): Rel que tiene un dispositivo de retardo intencionado de varios segundos(proteccin contra sobrecargas). Normalmente este retardo depende de la corriente.Rel de corto retardo (CR): Rel que tiene un dispositivo de retardo intencionado de algunasdecenas a algunas centenas de milisegundos.DIN: Rel instantneo de autoproteccin. Por semejanza, el umbral correspondiente.DINF: Rel instantneo de autoproteccin al cierre. Por semejanza, el umbral correspondiente.Interruptor automtico limitador: Interruptor automtico que durante el corte de una corriente decortocircuito, limita la corriente a un valor sensiblemente inferior a la corriente presunta.Interruptor automtico selectivo: Interruptor automtico con gran Icw (capaz de soportar la corrientede cortocircuito durante varios centenares de milisegundos).Filiacin: Utilizacin de la limitacin del interruptor automtico aguas arriba para aumentar el poderde corte real del aparato aguas abajo. Permite utilizar aguas abajo de un interruptor limitadorinterruptores automticos con un poder de corte inferior a la corriente de cortocircuito presunta.Icc: Corriente de cortocircuito (dada en valor de cresta) que atraviesa realmente el interruptorautomtico teniendo en cuenta la limitacin.Icw: Corriente de corta duracin admisible. Es la corriente mxima de cortocircuito (valor eficaz) quepuede soportar el interruptor automtico durante un tiempo definido (0,5 1 3 s) sin alteracin desus caractersticas.In: Corriente nominal del aparato.Ip: Corriente de cortocircuito presunta que se desarrollara en ausencia de dispositivos de proteccin(valor eficaz).Ir: Corriente (en valor eficaz) que corresponde al ajuste de la proteccin contra sobrecargas.Normalmente puede variar entre 0,4 a 1 veces In.tc: Tiempo real de corte (extincin del arco).IDMTL: (Inverse Definite Minimum Time Lag).Caracterstica que se dice de las curvas de disparo de largo retardo cuya pendiente puede tomardiversos valores (ver Los rels de curva IDMTL).Poder de corte (PdC): Es el nombre usual del poder de corte ltimo (Icu). Icu es la mayor intensidadde corriente de cortocircuito que puede cortar el interruptor automtico. Se define para la tensinasignada de empleo dada Ue.Selectividad parcial: La selectividad es parcial cuando queda asegurada hasta el valor de corriente Ipinferior al poder de cortocircuito de la instalacin.Selectividad total: La selectividad es total cuando queda asegurada hasta el poder de cortocircuito dela instalacin.

2. Sellim: Principio de selectividad que permite hacer trabajar conjuntamente la selectividad y lalimitacin.Resistencia electrodinmica (TED): Capacidad de un aparato para soportar por construccin losefectos electrodinmicos de una corriente de cortocircuito, especialmente sin repulsin o conexin delos contactos principales.La selectividad en BTIntroduccinEn una distribucin radial (figura 1) el objetivo de la selectividad es desconectar de la red el receptoro la derivacin de salida defectuosa y slo sta, manteniendo en servicio la mayor parte posible de lainstalacin. Fig. 1: Selectividad.Permite tambin aunar seguridad y continuidad del servicio facilitando la localizacin de los defectos.Es un concepto especialmente importante para los aparatos de gran potencia y, puesto que estninstalados en cabeza de la instalacin, su disparo injustificado tiene consecuencias muy graves.La selectividad es total si queda garantizada para cualquier valor de corriente de defecto hasta elvalor mximo disponible en la instalacin.En caso contrario se llama selectividad parcial.Los defectos que se producen en una instalacin son de diversos tipos: sobrecarga, cortocircuito, pero tambin: derivaciones de corriente a tierra, bajadas de tensin o incluso cortes momentneos de la alimentacin.A cada tipo de defecto le corresponde un tipo de dispositivo de proteccin especfico (proteccincontra las corrientes de sobrecarga, de cortocircuito, de defecto a tierra o contra los cortes dealimentacin...).Cada uno de estos defectos puede provocar una prdida de selectividad si no se tiene presente lacoordinacin de los dispositivos de proteccin.La selectividad en funcin de los tipos de defectoLas tcnicas de instalacin de la selectividad se han de adaptar a los diversos fenmenos que seproducen, segn el tipo de defecto.SobrecargasEstas sobrecorrientes estn comprendidas entre 1 y 10 veces la intensidad de servicio. 3. Su eliminacin debe hacerse en un tiempo compatible con la resistencia trmica de los conductoresafectados. El tiempo de disparo es generalmente inversamente proporcional al cuadrado de lacorriente (disparo llamado a tiempo inverso).La selectividad de los interruptores automticos se aplica comparando las curvas tiempo/intensidadde los disparos de largo retardo afectados por el defecto (figura 2). Fig. 2: Selectividad en la zona de sobrecargas.Esta selectividad queda asegurada si, para cualquier valor de la corriente de sobrecarga, el tiempode no disparo del interruptor aguas arriba, D1, es superior al tiempo mximo de corte del interruptorautomtico D2 (incluido el tiempo de extincin del arco). Esta condicin se cumple en la prctica si larazn Ir1/Ir2 es mayor que 1,6.CortocircuitosDebido a la amplitud de las corrientes de cortocircuito y sobre todo a la presencia de los arcoselctricos que normalmente le acompaan, los circuitos afectados deben de quedar interrumpidoscasi instantneamente, en menos de algunas centenas de milisegundos.La selectividad puede tratarse, en parte, comparando las curvas tiempo/corriente en tanto que eltiempo tc sea mayor que algunas decenas de milisegundo.Pero, por una parte, estas curvas son un instrumento insuficientemente preciso para trabajar conexactitud.Por otra, los tiempos y corrientes no son el nico criterio de discriminacin. Segn los casos, hay quetener presente la corriente de cresta, de la limitacin, o de la combinacin de tiempo y de corriente(por ejemplo,). 4. Por tanto, es necesario referirse a las tablas de selectividad publicadas por los fabricantes de losinterruptores automticos instalados. Las tcnicas que permiten obtener la selectividad frente alcortocircuito entre dos interruptores automticos son variadas y se presentan en el captulo siguiente.Corrientes de fuga a tierraAqu tambin hay que tener presente la selectividad para evitar que un defecto de aislamiento en unpunto cualquiera de la instalacin produzca un disparo intempestivo en los aparatos de cabeza.Existen dos grandes familias de proteccin contra corrientes de fuga. Para los valores de corrientebajos o muy bajos (tpicamente 30 mA a 30 A), se utiliza un captador que abarca todos losconductores activos. Este captador realiza de forma natural la suma vectorial de corriente y entregauna seal proporcional a la corriente de defecto. En efecto, cuando hay una corriente de defecto atierra (o a masa) conduce la suma de I1 + I2 + I3 + In que ser diferente de cero.Este sistema se denomina generalmente proteccin diferencial o vigi. Para valores de corrientede fuga superiores al 20% de la corriente nominal, se utiliza un captador para cada conductor activo.El sistema, que se denomina simplemente proteccin de tierra (en ingls: ground fault) efectala suma de las seales entregadas por cada uno de los captadores.En los dos casos, la selectividad se trata diferenciando los umbrales y las temporizaciones. Se puedecontrolar por las curvas tiempo/corriente (figura 3).Fig. 3.Bajadas y cortes de tensinPueden estar producidos por un cortocircuito en la instalacin o por un defecto aguas arriba de sta yprovocar el disparo de los aparatos en cabeza si estn dotados de rels de falta de red o de tensinmnima.La solucin consiste en utilizar rels de falta de tensin o de tensin mnima temporizados, cuyotiempo de actuacin deber ser superior al tiempo de disparo por cortocircuito de los aparatossituados aguas abajo.Aunque no sean temporizados, los rels de falta de tensin o de tensin mnima deben estarinmunizados frente a cortes de tensin de una decena de milisegundo aproximadamente para noverse afectados cuando los cortocircuitos son eliminados por los aparatos situados junto a losreceptores. 5. Las tcnicas de selectividad con cortocircuitosMejorar la selectividad consiste normalmente en frenar el disparo de un determinado interruptorautomtico respecto al de los interruptores automticos situados aguas abajo en la instalacin.Este objetivo se consigue: ajustando de forma diferente los umbrales de disparo (es la selectividad amperimtrica), retardando algunas decenas o centenas de milisegundos el disparo del interruptor aguas arriba (es lo que se llama selectividad cronomtrica) utilizando criterios de discriminacin ms elaborados, por ejemplo la deteccin de un nmero de ondas de corriente, o la forma de estas ondas (es lo que se llama selectividad Sellim y selectividad energtica), informando un interruptor automtico al otro, de que ha sobrepasado su umbral (es lo que se llama selectividad lgica).Selectividad amperimtricaSe obtiene ajustando los umbrales de disparo de los rels instantneos o de corto retardo de losinterruptores automticos en serie dentro del circuito.Se utiliza normalmente en el caso de defectos de cortocircuito y lleva generalmente, si no vaasociada a otra selectividad (cronomtrica, Sellim o energtica), a una selectividad parcial limitada alumbral de actuacin del aparato aguas arriba (figura 4).Fig. 4: Selectividad amperimtrica.La selectividad queda asegurada si el umbral mximo del rel del aparato aguas abajo es inferior alumbral mnimo del aparato aguas arriba, incluidas todas las tolerancias.Selectividad cronomtricaPara asegurar la selectividad ms all del margen de corto retardo (ICR1) del aparato aguas arriba,es posible utilizar una temporizacin, ajustable o no, del rel del aparato aguas arriba, D1 (figura 5).Fig. 5: Selectividad cronomtrica. 6. Esta solucin no puede adaptarse si no es con la condicin de que el aparato pueda soportar lacorriente de cortocircuito durante el tiempo de la temporizacin. Por tanto, solamente puede utilizarsecon los aparatos de gran resistencia electrodinmica, llamados tambin selectivos.Con dos interruptores automticos en serie, las dos posiciones de temporizacin, cuando existen, seajustan de tal manera que sean selectivas entre ellas. El tiempo mximo de actuacin en unaposicin de ajuste determinada, incluido el tiempo de corte, debe de ser menor que el tiempo mnimode deteccin de la siguiente posicin de ajuste.Selectividad pseudocronomtricaCuando se utiliza aguas abajo un interruptor automtico limitador, la corriente de cortocircuito realqueda muy reducida en amplitud y en duracin, tanto ms cuanto mayor sea la corriente presunta. Elrel del aparato situado aguas arriba ve por tanto una corriente mucho menor que si no existiera estetipo de interruptor aguas abajo.Esto puede traducirse en la curva de disparo tiempo/corriente del aparato aguas abajo en un tiempoequivalente que disminuye sensiblemente cuando la corriente de cortocircuito prevista aumenta.La comparacin con la curva de deteccin del aparato pone en evidencia la selectividad de los dosaparatos. Se califica de pseudocronomtrica porque no utiliza un retardo intencionado (figura 6). Fig. 6: Selectividad pseudocronomtrica 7. Nota: la utilizacin en D1 de un rel de corto-retardo dependiente (lnea de puntos) favorece laselectividadEsta solucin, por su efecto de limitacin y la rpida eliminacin del defecto, permite adems limitarlos esfuerzos trmicos y electrodinmicos en la instalacin.Selectividad SELLIM y selectividad energticaEstos principios, desarrollados por Schneider Electric, son especialmente tiles para aparatos demedia potencia (100 a 630 A) donde la limitacin es una necesidad. En efecto, estos aparatos, conuna repulsin electrodinmica muy activa, no pueden soportar una temporizacin de varias centenasde milisegundo. La selectividad cronomtrica con el interruptor automtico aguas abajo no puede portanto utilizarse, o queda limitada a un valor de corriente muy bajo.La solucin consiste en utilizar criterios de disparo ms elaborados que el simple valor de la corrientey el tiempo, en general una combinacin de estas dos magnitudes, por ejemplo:El tipo de criterio, as como el valor de ajuste, se adaptan con mucha exactitud a la combinacinaguas arriba/aguas abajo de los aparatos considerados.Permiten garantizar la selectividad en varios escalones, limitando considerablemente los esfuerzostrmicos y electrodinmicos en la instalacin.Esta selectividad se instala con interruptores automticos Compact NS de la marca Merlin Gerin.Selectividad lgicaEste sistema requiere la transferencia de informacin entre los rels de los interruptores automticosde los diferentes escalones de la distribucin.Fig. 7: Selectividad lgica. 8. Su principio es sencillo (figura 7): un rel que ve una corriente mayor que su umbral de funcionamiento enva una orden lgica de temporizacin al rel del interruptor automtico inmediatamente superior a l. La temporizacin ser la fijada en el rel, el rel del interruptor automtico situado inmediatamente aguas arriba del cortocircuito, puesto que no recibe orden de espera, acta inmediatamente, sea cual sea su temporizacin.La selectividad lgica es un aditivo a la selectividad cronomtrica. Permite reducir los tiempos deeliminacin de los defectos, lo que reduce considerablemente las sobrecargas sobre la instalacin.Se aplica a los interruptores automticos BT selectivos de gran intensidad, pero tambin se estutilizando en las redes AT industriales. Necesita rels que sean compatibles entre s.Utilizacin de los diferentes tipos de selectividadLa eleccin de un tipo de selectividad en una distribucin elctrica se hace en funcin del tipo deaparato y de su situacin en la instalacin. Para obtener la mejor disponibilidad de la energaelctrica, pueden combinarse diferentes tcnicas entre cada dos aparatos; ver, a ttulo de ejemplo, lafigura 8. Fig. 8: Ejemplo de utilizacin de diferentes tipos de selectividad.La selectividad amperimtrica es, en todos los casos, el primer objetivo a conseguir.Selectividad con los interruptores automticos de potenciaLos interruptores automticos de potencia BT, por su posicin en cabeza de la instalacin, estnespecialmente diseados para conseguir los objetivos de selectividad.Su robustez natural lleva a utilizar principalmente, en caso de cortocircuito, la selectividadcronomtrica. Esto no excluye la utilizacin, como complemento, de la selectividad pseudo-cronomtrica (interruptor automtico limitador aguas abajo de un interruptor automtico selectivo) yde la selectividad lgica (cableado lgico entre los diferentes niveles de la distribucin). 9. En este captulo se analizarn las caractersticas que tienen influencia en esta selectividad,considerando en primer lugar las del interruptor automtico en s mismo y a continuacin las del relque se le asocia.El caso particular de la selectividad cuando se cierra un interruptor automtico se tratar despus,con las caractersticas que lo determinanCaractersticas de un interruptor automticoCorriente de corta duracin admisible (Icw)DescripcinLa corriente de corta duracin admisible (Icw) caracteriza la capacidad de los aparatos de soportarlas corrientes de cortocircuito, eventualmente elevadas, durante una duracin suficiente paraeliminarlas mediante los interruptores automticos o dispositivos de proteccin situados aguas abajo.Esto es por tanto una caracterstica esencial del interruptor automtico de potencia que se encuentranormalmente en cabeza de la instalacin.Cuanto mayor sea la Icw, mayor ser el lmite de utilizacin de la selectividad cronomtrica.Y esto porque los aparatos con Icw elevada se califican normalmente como de selectivos.Hay que tener en cuenta que es necesario que tanto el cuadro en el que est instalado el aparatocomo todos los conductores situados aguas arriba, sean capaces de soportar estas corrientes.Las corrientes de cortocircuito producen 2 tipos de fenmenos: los esfuerzos electrodinmicos entre las diferentes partes del circuito recorrido por una corriente.Estos esfuerzos son de repulsin o atraccin segn los sentidos respectivos de las corrientes; semanifiestan instantneamente y la resistencia del aparato a estos esfuerzos, llamada resistenciaelectrodinmica (TDE) estar caracterizada por el valor mximo instantneo de la corriente quepuede soportar, medido en kA de cresta.Ms all de este valor se producen deformaciones irreversibles en las piezas o arcos elctricos quepueden perjudicar las piezas afectadas. un calentamiento de las piezas recorridas por la corriente.Este calentamiento no es funcin del valor instantneo de la corriente, sino de su valor eficaz y de suduracin; la resistencia del aparato a estos fenmenos puede por tanto expresarse en kAef y ensegundos.La corriente de corta duracin admisible est definida en varias normas y entre ellas la CEI 60947-2 que le asigna el smbolo Icw.El ensayo asociado permite probar el comportamiento del aparato a la vez bajo el aspectoelectrodinmico, cuando se produce un cortocircuito, y bajo el aspecto trmico, manteniendo lacorriente durante un tiempo determinado (normalmente de 0,5 s, 1 s 3 s). La corriente mxima decresta la define la norma en funcin de la corriente eficaz; el conocimiento de esta ltima essuficiente para definir la Icw. Es evidente que el valor de Icw queda limitado por los ms severosfenmenos, sea electrodinmicos o trmicos y que su valor disminuye por tanto normalmente cuandoaumenta su duracin: una Icw durante 3 segundos es trmicamente 9 veces peor que una Icwdurante 1 segundo. Por tanto, es la resistencia trmica la que determina habitualmente la Icw de 0,5s, quedando los efectos trmicos controlados.El valor de Icw a tener en cuenta para la selectividad es el que corresponde al tiempo mximo deajuste del rel de corto retardo, normalmente de 0,5 s. En general, este valor est determinadodirectamente por la resistencia electrodinmica, por tanto, los efectos trmicos quedan fcilmentecontrolados. Los valores de 1 s y hasta 3 s no son ms que indicacin de una robustez adicional.Disposiciones constructivasPara conseguir una buena Icw, hace falta: una construccin robusta y rgida del aparato que asegure un mantenimiento eficaz de las piezas que transportan la corriente. La utilizacin de cajas moldeadas en polister termoendurecido permite actualmente una notable mejora de la rigidez estructural de los interruptores automticos respecto a las tcnicas anteriores de construccin a base de piezas metlicas cortadas, dobladas y encajadas, una gran rigidez del mecanismo para mantener la posicin cerrada de los contactos, 10. una disposicin especial de los contactos mviles y de las pinzas de conexin que aseguren una compensacin automtica de los esfuerzos de repulsin producidos entre los puntos de los contactos (figura 9): Fig. 9: Disposiciones constructivas que aseguran la compensacin de los esfuerzosde repulsin en un interruptor automtico. las pinzas estn constituidas por dedos situados a cada lado de los conductores a unir; por estosdedos circulan corrientes paralelas que crean un esfuerzo de atraccin, Fm, que compensa losesfuerzos de repulsin, Fr, producidos en los contactos (figura 9a); los contactos mviles tienen un eje de articulacin situado aproximadamente a un tercio de ladistancia que separa los conductores de conexin. As, la resultante de los esfuerzos de repulsin,Fm, producidos por el bucle de corriente crea en los contactos un par que compensa el generado porla repulsin, Fr, en los puntos de contacto (figura 9b).Sin embargo, la compensacin de esfuerzos tiene el efecto de aumentar las fuerzas transmitidas almecanismo, lo que constituye una exigencia restrictiva para el fabricante, un dimensionamiento generoso de la seccin del circuito de potencia para evitar alcanzar unatemperatura excesiva cuando la temporizacin del rel se ajusta a su valor, la utilizacin de sustancias moldeadas termoendurecibles (sin punto de fusin), o de tcnicastermoplsticas de alto punto de fusin en las zonas prximas al circuito de potencia.Poder de corte (PdC)DescripcinPara poder utilizar un interruptor automtico en un circuito dado, su poder de corte ltimo (Icu) debede ser superior al poder de cortocircuito previsto de este circuito en el punto considerado.Normalmente, en los interruptores automticos de potencia BT, este poder de corte es igual a Icw en0,5 segundos. En este caso, la selectividad cronomtrica puede ajustarse hasta el poder de corte,puesto que el aparato es capaz de soportar estas corrientes durante el tiempo correspondiente. Portanto, se tiene una selectividad total.Sin embargo, los valores de Icw alcanzados, incluso con los mejores modelos, resultan actual ynormalmente limitados a un valor aproximado de 85 kAef, limitando por tanto los poderes de corte.Ahora bien, cada vez son ms las instalaciones que pueden producir corrientes de cortocircuitosuperiores a este valor, alcanzando ciertos casos 150 kA o incluso ms. Se da este caso eninstalaciones que tienen varios transformadores de gran potencia en paralelo o redes en forma debucle con mltiples generadores.La respuesta a esta necesidad suele ser la utilizacin de interruptores automticos con un poder decorte superior a Icw.Exigencias constructivas de los aparatos con un poder de corte superior a su Icw:Los interruptores automticos cuyo poder de corte es superior a Icw/05 s necesitan, para suautoproteccin, un disparo instantneo (DIN) desde que la corriente supera su resistenciaelectrodinmica, porque no podran resistir durante varios centenares de milisegundos los arcos deesta intensidad producidos durante la repulsin de los contactos. 11. Sin embargo, esta condicin no es suficiente por s misma y el control del poder de corte de estosaparatos requiere la colaboracin de los especialistas en la interrupcin de los arcos elctricos.En concreto, en estos aparatos, puesto que no son limitadores, la corriente puede alcanzar, duranteel corte de fuertes corrientes de cortocircuito, un rgimen asimtrico de unas 2,3 veces el valor eficazde la corriente presunta, o sea, 230 kA de cresta en el caso de un cortocircuito presunto de 100 kAef(figura 10).Fig. 10: Cronograma de corriente en el caso de una conexin asimtrica o simtrica.Por tanto, aparecen importantes esfuerzos electrodinmicos en el seno del aparato y susconsecuencias aumentan sobremanera al producirse el corte efectivo precisamente en el momentoen que estos esfuerzos son mximos. 12. Estas consideraciones limitan el poder de corte mximo que se puede alcanzar con aparatos de granIcw, y slo una construccin extremadamente resistente unida a un perfecto control de losfenmenos asociados al corte de corrientes de gran valor permite obtener valores superiores a 100kAef.Los aparatos Masterpact NW del tipo H3, de la marca Merlin Gerin, que ofrecen un poder de corte de150 kA con 440 V para un Icw de 65 kA/3 s son un ejemplo significativo de este saber-hacer.Hay que tener presente en este caso que la resistencia del cuadro y de la instalacin requierentambin una construccin muy robusta de los juegos de barras y de sus soportes. La utilizacin decuadros BT montados y probados en fbrica segn la norma CEI 439, garantiza la fiabilidad de estaconstruccin.Aparatos limitadoresCuando el poder de corte mximo anunciado por el fabricante, con aparatos de gran Icw, esinsuficiente, no queda otra solucin que utilizar interruptores automticos limitadores, que tienenhabitualmente un poder de corte que llega hasta los 150 kA a 400 V.Por su propio principio de funcionamiento, estos aparatos limitan el valor mximo alcanzado por lacorriente, y aseguran un gran poder de corte, reduciendo al mismo tiempo los efectos delcortocircuito tanto en la instalacin como en el propio aparato.Los interruptores automticos limitadores de gran calibre tienen sin embargo un handicap, respecto ala selectividad con los aparatos situados aguas abajo, porque su TED es siempre relativamente baja.En efecto, la limitacin se obtiene habitualmente utilizando el efecto de repulsin electrodinmica delos contactos, que est directamente opuesto con la TED. El umbral de disparo del rel instantneode autoproteccin (DIN) debe entonces situarse muy bajo, lo que limita la selectividad aguas abajo avalores muy bajos, salvo que se utilicen criterios de disparo muy elaborados.Ms an, un diseo hbil de los interruptores automticos limitadores de potencia puede permitiranunciar un gran poder de corte y una gran limitacin garantizando tambin una buena TED.Este es el caso notable de los aparatos Masterpact NW limitadores, de la marca Merlin Gerin cuyoTED alcanza los 37 kAef!Sin embargo, esta TED no ser nunca tan grande como con un aparato no limitador.Se constata de esta manera el poder de corte mximo de los aparatos con gran Icw, que evita elrecurso a aparatos limitadores en cabeza de la instalacin, es un elemento fundamental de laselectividad.LimitacinEl poder instantneo de una corriente alterna senoidal en rgimen permanente, oscila entre veces su valor eficaz.Durante la actuacin, este valor instantneo puede alcanzar, en una primera onda, alrededor de 2,3veces el valor eficaz debido a la asimetra de la corriente. El valor real depende de la inductancia delcircuito; en la prctica, depende tambin del nivel de cortocircuito considerado y aumenta con ste.Si el interruptor automtico en cabeza de la instalacin est dotado de un rel instantneo deautoproteccin (DIN), porque su poder de corte es superior a su Icw, la selectividad con el aparatoaguas abajo queda limitada por la presencia de este rel instantneo.Conociendo el valor de su ajuste (en kA de cresta) es suficiente dividir este valor por el coeficiente deasimetra (figura 11) para conocer el lmite de selectividad (en kAef). Fig. 11: Coeficientes de asimetra en funcin de la corriente eficaz presuntasegn la norma CEI 60947-1. 13. Sin embargo, si el aparato situado aguas abajo del interruptor automtico considerado es limitador ysi el cortocircuito tiene lugar aguas abajo de este aparato limitador, el valor instantneo mximomencionado antes no se alcanza. En este caso, el lmite de selectividad conseguido aumenta, tantoms cuanto mayor sea el poder de limitacin del interruptor situado aguas abajo (selectividadpseudocronomtrica).Por el contrario, si la corriente mxima limitada por el interruptor automtico aguas abajo es inferior almargen instantneo del aparato aguas arriba, la selectividad entre los 2 aparatos es total (figura 12). Fig. 12: Obtencin de una selectividad parcial o total entre dos aparatos,en funcin del poder de limitacin del aparato aguas abajo. 14. Caractersticas del rel de disparoFunciones del relEl potencial de selectividad de un aparato no puede utilizarse plenamente ms que utilizando relsadecuados.Tipos de relsHoy en da, para aparatos de gran calibre, los rels son siempre electrnicos.Existen varios tipos segn sus posibilidades de ajuste:- Los rels simples, tienen normalmente una curva a tiempo inverso de margen ajustable para las protecciones contra sobrecargas y un margen de disparo instantneo (< 10 ms), tambin ajustable, para la proteccin contra cortocircuitos.Este margen instantneo tiene normalmente un valor mximo de 10 a 12 In.Es este el valor mximo, que limita la selectividad real, que puede conseguirse con este rel. - Rels llamados selectivos, tienen otro umbral de disparo temporizado, regulable en valor y en temporizacin (de 0 a 500 ms) y un rel instantneo ajustable hasta el valor mximo admisible para el aparato (figura 13).Fig. 13: Curva de desconexin de un interruptor automticoindicando los parmetros de ajuste. 15. Si la Icw del interruptor automtico es igual a su poder de corte, este valor puede resultar infinito uoff (es decir, que nunca habr un disparo instantneo - ver Poder de corte).La selectividad es entonces total, con la condicin de que el rel instantneo est efectivamenteajustado a esta posicin off.En caso contrario, la selectividad real queda limitada por los valores ajustados como antes se hadicho.Si la Icw es inferior al poder de corte, este umbral instantneo puede sin embargo ser muy elevado(mucho ms que 12 In) si la TED es elevada (ver Poder de corte). La selectividad es entoncesparcial, hasta que la corriente eficaz corresponde a este margen instantneo, o puede llegar a sertotal, si el dispositivo de proteccin aguas abajo es suficientemente limitador para que este valor nose alcance nunca (ver Limitacin).Por debajo de este valor, se utilizar la selectividad cronomtrica: el aparato del 3er escaln setemporizar, por ejemplo, a 100 ms; el del 2 nivel a 200 ms, y el del 1er nivel a 300 ms. -Los rels con selectividad lgica. Un cable de conexin conecta los rels de losinterruptores automticos de un mismo circuito. Si un rel detecta un cortocircuito enva alrel aguas arriba una orden de temporizacin. l mismo disparar instantneamente encuanto se rebase su umbral de corto retardo (sea el que sea el ajuste de la temporizacin) sino ha recibido una orden de esperar proveniente de un rel aguas abajo.Esta funcin no modifica las reglas de la selectividad, pero reduce los efectos en la instalacinporque el interruptor automtico inmediatamente superior al defecto disparar siempreinstantneamente.Precisin del rel de autoproteccinDescripcinComo hemos visto anteriormente (al final del Limitacin), un interruptor automtico cuyo poder decorte es superior a Icw necesita para su propia proteccin un rel instantneo (DIN).El umbral DIN debe seleccionarse de manera que en las peores condiciones de tolerancia posible,resulte inferior a la resistencia ltima del interruptor automtico. En concreto, hay que prestar unaatencin especial a la tolerancia de la cadena de medida de corriente.Si esta tolerancia es ancha, el umbral nominal deber reducirse en la misma proporcin. Por elcontrario, si este sistema de medida es muy exacto, el umbral nominal podr situarse mucho mscerca del valor lmite de la resistencia del aparato (figura 14). Fig. 14: Influencia de la precisin de la lnea de medida de corriente 16. en un interruptor automtico selectivo.Precisin de la lnea de medidaLa precisin del sistema de medida depende de la precisin de los captadores. Con los interruptoresautomticos, se utilizan dos grandes familias de captadores: o los transformadores de corriente concircuito magntico (figura 15). Fig. 15: Esquema de principio de un transformador de corriente con circuito magnticoEsta tecnologa, la ms antigua, ofrece una precisin satisfactoria en el caso de aparatos que tienenun valor bajo de TED. Estos transformadores tienen un arrollamiento secundario de n espirasalrededor de un ncleo de material magntico, estando el primario formado por el paso a travs delcircuito magntico de un conductor principal.Este transformador proporciona al secundario una corriente (Is) igual a la corriente primaria (Ip)dividida por el nmero de espiras (n) del secundario. 17. La precisin es buena si el circuito magntico no llega a saturarse, o sea hasta unas 5 a 10 veces lacorriente nominal. Por encima de este valor, la corriente secundaria es sensiblemente menor que Ip/n(figura 16).Fig. 16: Variacin de corriente secundaria de un transformador en funcinde la corriente primaria (influencia de la saturacin del circuito magntico).Adems, al cerrase un interruptor automtico sobre un cortocircuito, la respuesta del captador a laprimera onda de corriente est estrechamente ligada al estado magntico (magnetismo remanente)en el que le ha dejado la corriente anterior. Si al cerrar, la corriente primaria es del mismo sentidoque la anterior, la corriente secundaria Is quedar muy atenuada en la primera onda; pero si es desentido inverso, Is quedar aumentada.En consecuencia, la lnea o cadena de medida puede quedar afectada por un error significativo, y portanto, el constructor debe de ajustar el umbral DIN a un valor sensiblemente menor que el de TED.Adems, si el umbral real est afectado por variaciones que le aproximan al valor mnimo, seproducir un disparo instantneo (y por tanto una prdida de selectividad) para un valor decortocircuito sensiblemente inferior al estrictamente necesario.Variante: Hay que destacar que una construccin especial puede neutralizar completamente laimprecisin del captador de corriente. Por ejemplo, para dar la orden de apertura del interruptorautomtico se puede utilizar, en cada polo, un captador optoelectrnico de luz que detecta laaparicin entre los contactos del arco que se produce al rebasarse la resistencia electrodinmica.En este caso, la selectividad no queda afectada por la tolerancia del captador de corriente, salvonicamente la de su propia resistencia electrodinmica.En la prctica, estos dispositivos complejos solamente estn justificados para solucionar laimprecisin de los captadores tradicionales con grandes corrientes, o los transformadores decorriente con toro amagntico (figura 17).Fig. 17: Esquema de principio de un transformador de corriente con toro amagntico. 18. Esta novedad tecnolgica consigue una perfecta utilizacin de los interruptores automticos. Estostransformadores de corriente o toros Rogowski, estn constituidos por un arrollamiento secundarioque est bobinado sobre un material amagntico alrededor del circuito primario. Estostransformadores suministran al secundario una tensin proporcional a la variacin de la corrienteprimaria. Al realizar la integracin de esta tensin con los circuitos electrnicos se obtiene unaimagen de la corriente primaria.Al no tener circuito magntico, estos captadores tienen una perfecta linealidad con todos los valoresde corriente.La contrapartida de esta caracterstica es: el valor bajo de la tensin que suministra, que el captador no proporciona ninguna energa, la sensibilidad de la seal secundaria a las dimensiones del toro.Todos estos detalles tienen su solucin: un tratamiento cuidadoso de la seal, la instalacin de un segundo captador, de tipo magntico, que proporciona la potencia necesariapara alimentar el sistema electrnico del rel de disparo, el control de las dimensiones del toro utilizando materiales adecuados, a la vez estables, pocosensibles a la temperatura y fciles de fabricar en serie.La precisin de estos captadores permite situar el umbral de disparo muy cerca del valor lmite de laresistencia del aparato (TED) y por otra parte se mejora el lmite de la selectividad.Los rels de autoproteccin con di/dtDescripcinPara mejorar las prestaciones del corte y obtener una cierta limitacin de la corriente de cortocircuitoen aparatos no limitadores, se puede utilizar un rel de autoproteccin no ajustado al valor 19. instantneo de la corriente (ver Precisin de disparo de autoproteccin), sino a su derivada(di/dt).A una frecuencia dada, la derivada mxima de la corriente depende en efecto de su valor eficazmediante la ecuacin:donde f es la frecuencia de la red, lo que da: en 50 Hz (derivada en kA/ms si Ief est en kA)El peor caso en cuanto a velocidad de establecimiento de la corriente de cortocircuito es elconstituido por una onda simtrica, que se desarrolla en forma de senoide segn la ecuacin:(figura 18). Fig. 18: Principio de deteccin de un cortocircuito, a partir de la derivada instantnea de corriente y limitacin obtenida.Si se quiere limitar la corriente mxima producida por este tipo de onda, es indispensable actuar conextrema rapidez.Precisamente la derivada de la corriente ofrece esta posibilidad, porque, en este caso, su valormximo se alcanza al iniciarse el cortocircuito; en cambio, el valor umbral instantneo de la corrientepuede tardar en alcanzarse varios milisegundos despus.Para un cortocircuito de 100 kAef a 50 Hz, la onda simtrica genera una corriente mxima de 140 kAde cresta en alrededor de 5 ms (figura 18).Con un interruptor automtico de autoproteccin basado en el valor del umbral de disparoinstantneo de 100 kA de cresta, hay que esperar unos 2,5 ms para alcanzar este umbral, quedandoentonces muy poco tiempo para limitar la corriente de forma significativa. Con un rel sensible a laderivada de la corriente, la orden de disparo puede darse instantneamente, aunque sin embargo,con una ligera temporizacin para evitar disparos intempestivos por parsitos.Influencia sobre la selectividadA pesar de lo dicho, este tipo de rel de autoproteccin tiene un comportamiento particular en cuantoa la selectividad. En efecto, si aguas abajo de este aparato se coloca otro muy limitador, ste notendr efecto sobre la derivada de la corriente en el origen del defecto, puesto que es necesario un 20. tiempo, aunque sea muy corto, para que sus contactos se abran y que la tensin de arco generadaentre estos contactos haga frenar el aumento de la corriente y despus la corte.Por tanto, en este caso, la selectividad quedar limitada al valor de ajuste de la derivada de lacorriente, independientemente de los dispositivos de proteccin situados aguas abajo.Por tanto, es determinante para la selectividad que el fabricante ajuste este aparato al valor ms altoposible, compatible con la limitacin pretendida y su resistencia electrodinmica.En el ejemplo anterior, si el ajuste se sita en un valor de 44,3 kA/ms que corresponde a unacorriente presunta de 100 kAef a 50 Hz, la limitacin actuar solamente a partir de este valor decorriente presunta, pero en contrapartida habr selectividad con los aparatos aguas abajo hasta estemismo valor.Tngase presente que este mismo aparato a 60 Hz tendr el mismo comportamiento, pero para unlmite de 83 kAef en lugar de 100 kAef.Los rels con curva IDMTLDescripcinEn un campo muy diferente de las consideraciones anteriores, que se refiere a la selectividad de losinterruptores automticos en rgimen de cortocircuito, algunos rels de gama alta ofrecen curvasde disparo llamadas IDMTL definidas por la norma CEI 60 255-3.Estas curvas permiten mejorar la selectividad de los interruptores automticos en situacin desobrecargas, donde la selectividad puede estudiarse con facilidad comparando las curvas de disparode los dispositivos de proteccin aguas arriba y aguas abajo (figura 19). Fig. 19: Curva de disparo IDMTL de un interruptor automticoCon estos rels, es posible ajustar adems del umbral y la temporizacin del rel de largo retardola pendiente de tiempo de disparo en funcin de la corriente.sta es la pendiente estndar, del tipoI2t = constante, es decir, que el tiempo de disparo es inversamente proporcional al cuadrado de lacorriente y permite una proteccin contra esfuerzos trmicos constantes.Las curvas IDMTL permiten diferentes tiempos de disparo, a escoger: Constante (t = constante; DT = Definite Time), inversamente proporcional a la corriente (It = constante; VIT Very Inverse Time), 21. inversamente proporcional al cuadrado de la corriente (I 2t = constante; EIT = Extremely Inverse Time), inversamente proporcional a la potencia 4 de la corriente (I4t = constante; HVF = High Voltage Fuse).Esto permite conseguir una selectividad mejor, especialmente con los interruptores automticos deMT situados aguas arriba, que tienen normalmente un tiempo de disparo constante, o con los fusiblesde MT que tienen una pendiente superior a I2t ( 4.3).Selectividad al cierreRiesgos debidos a la conexin sobre un defectoCuando se cierra un aparato, el mecanismo debe proporcionar la energa necesaria para la maniobrade los contactos, en especial para la compresin de los resortes que aseguran la fuerza de apoyo delos contactos mviles sobre los contactos fijos. Es esta fuerza la que garantiza el paso idneo de lacorriente sin una elevacin excesiva de la temperatura.Cuando un interruptor se cierra sobre una corriente normal o de sobrecarga, las condicionesdescritas no varan significativamente de lo dicho.Por el contrario, cuando un aparato se cierra sobre una corriente de cortocircuito, se producenesfuerzos electrodinmicos considerables entre los contactos, incluso antes de que se complete elmecanismo de cierre con su acompaamiento y despus la reapertura inmediata. Esta situacindebe evitarse so pena de destruccin rpida del aparato debido a una sucesin ininterrumpida detentativas de cierre y apertura sin que el rel tenga tiempo de intervenir.Necesidad de distinguir el caso de cierre con corriente normal o con corriente de cortocircuitoPor tanto, hay una diferencia sensible entre la corriente que un aparato puede soportar cuando estcerrado (resistencia electrodinmica) y la corriente que el aparato puede establecer completamente(capacidad de cierre) y que los anglosajones llaman close & latch.Se puede admitir que se controla el valor de la corriente que el aparato es capaz de establecercompletamente, controlando la energa del mecanismo de mando. Al aumentar esta energa,aumentar el lmite de corriente. Sin embargo, cuando las maniobras se hacen sin corriente o concorriente normal, esta energa adicional no se consumir en los contactos y por lo tanto se disiparen choques en el mecanismo. Por tanto, no se puede aumentar impunemente esta energa sin poneren compromiso la endurancia del mecanismo, valor esencial para el usuario, puesto que condicionala esperanza de vida del aparato.La solucin del rel de 2 mrgenes de disparoPara poder utilizar un aparato en circuitos donde la corriente puede alcanzar valores superiores a sucapacidad de cierre, hay una solucin, que consiste en hacer disparar al aparato si la corrientedurante el cierre del circuito sobrepasa esta capacidad. La apertura se produce entonces encondiciones controladas que no suponen ninguna dificultad especial.Puesto que esta capacidad de cierre es inferior a su resistencia electrodinmica, siempre es posiblecolocar un simple rel instantneo con un umbral de disparo inferior a esta capacidad: entonces seperdera todo inters por tener una resistencia electrodinmica elevada. Por tanto hace falta disponerde un rel instantneo con dos umbrales; uno bajo, que slo est activo durante el cierre (llamadoDINF), y el otro alto, que est activo cuando el aparato est completamente cerrado (DIN).En la prctica, este sistema puede aplicarse de dos maneras:La primera solucin, muy utilizada, consiste en tener activo el margen bajo durante algunas decenasde milisegundos desde que el rel detecta la corriente. Esta solucin es fcil de instalar, puesto queslo afecta al rel y por tanto puede ejecutarse de manera enteramente electrnica. Sin embargo,tiene un inconveniente mayor: no permite distinguir entre un aparato abierto que cierra y un aparatoque anteriormente cerrado, sin corriente, o con una corriente muy baja, ve sbitamente llegar unacorriente de cortocircuito. Esto es lo que sucede con un interruptor automtico de entrada, cerrado,sin corriente, cuando se cierra uno de los interruptores de distribucin aguas abajo sobre uncortocircuito. En este caso, el umbral DINF del interruptor automtico de cabeza, se activa sin motivoy perjudica la selectividad cuando el aparato sera suficientemente capaz de proteger con su margenDIN, 22. Una segunda solucin, ms satisfactoria, consiste en detectar el movimiento de cierre del aparato ytemporizar esta informacin el tiempo necesario para asegurar que el aparato est completamentecerrado, utilizando esta informacin en forma de contacto elctrico para hacer conmutar el rel delestado DINF al estado DIN. Esta solucin garantiza que el umbral bajo slo est activo en elmomento oportuno y no va a disminuir inadecuadamente la selectividad de un aparato ya cerrado.Importancia de la selectividad en caso de un cierre con defectoHay que decir por ltimo que despus del cierre de un interruptor automtico, la prdida deselectividad provocada por la proteccin DINF es una consecuencia limitada, puesto que el disparodel aparato no tiene el riesgo de desconectar una parte de la instalacin que anteriormente hubieraestado ya alimentada.Sin embargo, la selectividad sigue siendo til porque permite, al menos hasta el umbral DINF, cerrarel aparato aguas arriba y no dejar disparar el aparato aguas abajo afectado por el defecto, facilitandoas la localizacin del cortocircuito. 23. Caso de aplicacin: ejemplos de eleccin de interruptores automticos en una instalacin BTPresentacin de la instalacin estudiadaEl ejemplo que se estudia corresponde a la instalacin BT representada en la figura 20. Fig. 20: 1er ejemplo de instalacin (con transformadores MT/BT 1600 kVA)con indicacin del orden de estudio de la selectividadEste estudio incluye la coordinacin de las protecciones entre la BT y la proteccin situada aguasarriba de cada transformador de alimentacin MT/BT. La eleccin se refiere a los productos de lamarca Merlin Gerin.La instalacin tiene dos entradas MT de 20 kV protegidas por fusible, equipada cada una con untransformador MT/BT de caractersticas 20 kV/410 V, 1600 kVA y un interruptor automtico deentrada BT (A) o (B).Un interruptor automtico de acoplamiento (C) permite hacer funcionar las dos partes de lainstalacin conjunta o separadamente para optimizar la disponibilidad de la energa en caso de fallode una de las dos entradas. 24. Dimensionamiento de los aparatos de proteccinCalibre de los aparatos (A) y (B) instalados en las entradas BTDeterminacin de la corriente nominal en las entradas BT:1600 kVA en 410 V que corresponden a una corriente nominal deSe elegirn por tanto para la entrada aparatos de calibre 2 500 A.Calibre de los fusibles instalados en las entradas MTLa corriente nominal en las entradas MT es:Se elegirn por tanto de acuerdo con los cuadros de seleccin de los fabricantes, fusibles de calibre80 A (para tener en cuenta las corrientes de conexin y sobrecarga pero asegurando la proteccintrmica del transformador).Poder de corte de los diversos aparatosCorrientes de cortocircuito en diferentes puntos de la instalacinCada transformador tiene una corriente de cortocircuito Icc = 36 kA (corriente que depende de lapotencia y de la tensin de cortocircuito del transformador).Por tanto, cuando el interruptor de acoplamiento est cerrado, se tiene aguas abajo de los aparatos(A) y (B) un poder de cortocircuito de 2 x 36 = 72 kAef si se desprecian las impedancias del juego debarras. La corriente de cortocircuito que atraviesa los interruptores automticos situados en (F) y (G)no ser mayor que unos 50 kA, teniendo en cuenta las impedancias de los cables.Poder de corte de los aparatosEl poder de corte necesario para cada aparato se calcula despus de los valores de corriente decortocircuito en los diferentes puntos de la instalacin.Los interruptores (D) y (E) debern tener un poder de corte superior a 72 kA; para los interruptoresautomticos (A), (B) y (C) ser suficiente un poder de corte mayor que 36 kA; los interruptoresautomticos (F) y (G) debern tener como mnimo un poder de corte de 50 kA.Eleccin de los aparatos para asegurar la selectividadPrincipioLa determinacin de la selectividad se hace comparando las caractersticas de cada interruptorautomtico con las de la proteccin (interruptor automtico o fusible) situada inmediatamente aguasarriba.Los interruptores automticos de potencia situados en la parte ms baja de la instalacin se elegirny ajustarn para disparar lo ms rpidamente posible, de manera que limiten los sobreesfuerzosen la instalacin en caso de sobreintensidad.Una vez fijadas las caractersticas de estos interruptores automticos, se sube en la instalacinpara asegurar la selectividad de los interruptores de dos en dos (interruptor automticosuperior/interruptor automtico inferior).Selectividad entre los interruptores automticos (F) y (D) en (F): In = 185 A; Icc = 50 kASe podr utilizar un interruptor automtico de calibre 250 A, por ejemplo, un Compact NS 250 H (PdC70 kA a 415 V), en (D): In 700 A; Icc = 72 kASe podr utilizar un interruptor automtico de calibre 800 A, por ejemplo un Compact NS 800 L o unMasterpact NT 08 L1 (PdP 150 kA a 415 V).Mecanismo de selectividad 25. El aparato (F) es muy limitador (la corriente de cresta mxima que deja pasar es de 22 kA decresta para un cortocircuito presunto de 50 kAef); este interruptor automtico permitira por tanto unaselectividad de tipo pseudocronomtrica con el interruptor automtico (D).Sin embargo, el interruptor automtico (D) es tambin limitador, con una resistencia electrodinmicabaja para conseguir una limitacin muy buena. Por tanto, aqu se aplica el principio SELLIM, y seconsigue tener una selectividad total entre (F) y (D) (porque, segn el principio de selectividadSELLIM el rel de (D) no dispara con la primera onda de corriente).La funcin SELLIM se incorpora sistemticamente en los rels Micrologic y se activaautomticamente en los aparatos afectados.Selectividad entre los interruptores automticos (G) y (E) en (G): In = 330 A; Icc = 50 KaSe podr utilizar un interruptor automtico de calibre 400 A, por ejemplo un Compact NS 400 H (PdC70 kA a 415 V) en (E): In = 750 A; Icc = 72 kASe podr utilizar el mismo interruptor automtico (limitador) que en (D), pero, como la limitacin delNS 400 H es menor que la del NS 250 H, esta asociacin no ser totalmente selectiva.Para una selectividad aumentada, se podr utilizar un interruptor automtico selectivo y utilizar elpoder de limitacin del aparato (G) para conseguir, si es necesaria, la selectividad pseudo-cronomtrica.Por ejemplo, un Masterpact NW 10 H2 (In 1 000 A, PdC 100 kA en 415 V, Icw = 85 kAef /1 s).Mecanismo de selectividadPuesto que la Icw (85 kA) es inferior al PdC (100 kA), este aparato tiene un rel instantneo deautoproteccin con un umbral de disparo (DIN) en 170 kA de cresta.Con una Icc = 72 kAef, la corriente de cresta mxima en (E) es de 72 x 2,3 = 175 kA de cresta.Puesto que el umbral DIN no se alcanza nunca, no habr disparo producido por el DIN y quecomprometa la selectividad.Por otra parte, en caso de cortocircuito en (G), la corriente de cresta mxima, que corresponde a unaIcc de 50 kA, se limitar para (G) a 30 kA de cresta! Por tanto la selectividad ser total, con lacondicin de dotar siempre al aparato (E) de un rel con un umbral instantneo superior a 30 kA decresta, o sea,, y ajustar la temporizacin del rel de corto retardo al valor de 0,1 s.VarianteTambin se podra utilizar en (E) un aparato limitador, que tuviera una TED mayor que la de (D).Por ejemplo un NW 10 L1 (In 1000 A; PdC 150 kA en 415 V, Icw 30 kA/1s).Ventaja de esta varianteLa eleccin de este tipo de interruptor automtico reduce considerablemente los esfuerzoselectrodinmicos en los cables entre (E) y (G), Por su poder de limitacin (125 kA de cresta a 72kAef, frente a 165 kA de cresta sin limitacin). Este interruptor automtico est dotado de un relinstantneo de autoproteccin a 80 kA de cresta, que por tanto nunca ser solicitado en caso dedefecto aguas abajo de (G) (Icc limitada a 30 kA de cresta). Por tanto, se tendr tambin aquselectividad total, de tipo pseudocronomtrico, es decir, debida a la limitacin del aparato aguasabajo.(Nota: un aparato no limitador en (G) dejara pasar, en caso de cortocircuito, una intensidad de crestade 50 kA x 2,3 = 115 kA de cresta, lo que provocara el disparo del interruptor automtico (E).Selectividad entre los interruptores automticos (E) y (C) 26. Esta selectividad no es indispensable si las dos entradas estn operativas (porque la apertura delacoplamiento no interrumpe la alimentacin por (A) y (B)). Por el contrario, no se consigue si laentrada (B) est fuera de servicio.Valor de la corriente nominal In en (C):Para conseguir la mxima fiabilidad, los aparatos de acoplamiento se dimensionan de igual maneraque los aparatos de entrada, o sea, In = 2 500 A. Como que Icc = 36 kA, se podr utilizar uninterruptor automtico selectivo que permitir una selectividad cronomtrica con (E) (y con (D), quenecesariamente ha de ser limitador).Por ejemplo, un Masterpact NW 25 H1 (In 2 500 A, PdC 65 kA a 415 V, Icw 65 kA/1 s).Explicacin de esta eleccinPuesto que la Icw del aparato es igual a su PdC, esto no obliga a utilizar un rel instantneo deautoproteccin; la selectividad cronomtrica podr por tanto aplicarse sin restriccin hasta el PdC.Por tanto, el interruptor automtico (C) estar dotado de un rel selectivo, con los ajustes de disparoinstantneo en la posicin off y la temporizacin de corto retardo en la posicin 0,2 s (puesto quela temporizacin del rel de corto retardo del interruptor automtico (E) est ajustada en la posicin0,1 s).Selectividad entre el interruptor automtico (D) y (C)La solucin aplicada para la selectividad entre (E) y (C) es vlida tambin entre (D) y (C), puesto que(C) es totalmente selectivo hasta su PdC.Selectividad entre los interruptores automticos (C) y (B) o entre los interruptores automticos (C) y(A)Se trata de dos aparatos selectivos sin rel instantneo de autoproteccin. Aqu tambin se aplica laselectividad cronomtrica hasta su PdC.Para (A) y (B): rel selectivo, con el rel instantneo ajustado a la posicin off y la temporizacinde corto retardo ajustada en la posicin 0,3 s (puesto que la temporizacin del rel de corto retardodel interruptor automtico (C) est ajustada en la posicin 0,2 s).Selectividad entre los interruptores automticos (A) o (B) y los fusibles MTPara analizar esta selectividad, hay que comparar las curvas de disparo de los interruptoresautomticos BT y las de los fusibles MT.Para esto hay que transportar la curva del fusible MT a la grfica BT, multiplicando la escala decorriente por la razn de transformacin, en este caso:20000/410 = 48,8 (figura 21). Fig. 21: Anlisis de la selectividad entre un interruptor automtico BT y unos MT - aplicacin en el caso de la instalacin estudiada. 27. La selectividad se estudia con dos tipos de rels: primero para un rel selectivo estndar y segundopara un rel con curva IDMTL.Ajuste en el caso de rels selectivos estndarUmbral de largo retardoNo hay problema: la corriente lmite de no disparo del fusible est muy por encima de la corrientelmite de disparo del interruptor automtico; por tanto se podr ajustar el umbral de largo retardo a suvalor mximo (o sea, Ir = In).Temporizacin de largo retardo y umbral de corto retardoLa caracterstica de fusin de los fusibles MT tiene una pendiente mucho mayor que la del disparodel rel de largo retardo (LR), de pendiente I2t (figura 21).Por tanto ser necesario, para evitar la interseccin de ambas curvas, ajustar la temporizacin delargo retardo (tr), o el umbral de corto retardo (Isd) a valores suficientemente bajos.En este caso, un buen compromiso consiste en ajustar tr = 12 s (para 6 Ir, con un margen que vageneralmente de 1 a 24 s), e Isd = 4 Ir (con un margen de 1,5 a 10 Ir).Estos valores permitirn dejar pasar sin desconexin intempestiva los picos de conexin o decorriente de arranque de los receptores situados aguas abajo; el estudio detallado hay que hacerlo 28. en funcin de estos receptores. Con un umbral mayor de corto retardo, 5 Ir por ejemplo, habr quedisminuir tr a 4 s.Temporizacin de corto retardoPuesto que la temporizacin de corto retardo est ajustada en la posicin 0,3 s para garantizar laselectividad con los aparatos aguas abajo, como se ha indicado anteriormente, las curvas del fusibley del interruptor automtico se cortan hacia 10 In (figura 21). Por tanto, la selectividad entre elinterruptor automtico y el fusible MT quedar limitada a aproximadamente 25 kAef para unacorriente de cortocircuito mxima Icc de 36 kAef.Ajuste en el caso de rels con curva IDMTL (ver Rels con curva IDMTL)Con estos rels, se puede adaptar la pendiente de la curva de largo retardo. En este caso, se podroptar por la pendiente HVF (Hig Voltage Fuse), que es la que ms se acerca a la del fusible(pendiente en I4t).Con una temporizacin de 6 Ir de 2 s, se obtiene una insensibilidad mejor a las corrientes transitoriasde valor elevado (picos de conexin o de arranque) en la zona de las curvas comprendida entre 5 y10 Ir y el umbral de corto retardo puede ajustarse a cualquier valor deseado hasta 10 Ir (figura 21).Variante con selectividad lgicaEsta variante necesita en (A), (B), (C), (D) y (E) la utilizacin de rels que tengan esta funcin (tipoMicrologic 5.0 A).DescripcinRecordemos que cada rel tiene dos bornes de entrada (IN), para conectar a los aparatos aguasabajo y dos bornes de salida (OUT) para conectar a los aparatos aguas arriba (figura 22). Fig. 22: Instalacin de la selectividad lgica:grfico del ajuste de temporizaciones y cableado de los rels. 29. Cuando un rel detecta un defecto superior a su umbral de corto retardo, cortocircuita los bornes desalida. Cuando un rel ve sus bornes de entrada cortocircuitados, activa la temporizacin de cortoretardo. Si no, dispara instantneamenteInstalacin en este casoLos primeros aparatos (D) y (E) tendrn sus entradas cortocircuitadas permanentemente para queest activa la temporizacin de corto retardo. Esto garantiza la selectividad con el nivel inferior(interruptores automticos Compact NS).A continuacin se llevar a cabo el cableado y el ajuste de las temporizaciones de corto retardosegn se ve en la figura 22.El cableado directo entre (E) y (B) por una parte y (D) y (A) por otra, permite asegurar la selectividadentre estos aparatos cuando el interruptor automtico de acoplamiento (C) est abierto. Los diodosgarantizan la independencia de las dos mitades de la instalacin: en este caso, evitan que (D) actesobre (B) y que (E) acte sobre (A).FuncionamientoEn caso de defecto aguas abajo de (G) (figura 20), (G) disparar instantneamente, y (E) quedartemporizado en 100 ms, por tanto no disparar y enviar una seal a (C), que quedar por tantotemporizado 200 ms (no disparo) y retransmitir la seal a (A) y (B) (temporizaciones ajustadas a 200ms nodisparo) y por tanto slo (G) disparar. 30. En caso de defecto entre (G) y (E) E disparar al llegar a 100 ms, enviar una seal a (B) y (C) quesern temporizadas en 200 ms (no disparo), y (C) enviar una seal a (A), temporizacin ajustada a200 ms no disparo).Si (C) est abierto no enviar seal a (A), pero ste no ver el cortocircuito.En caso de defecto entre (E) y (C) si (C) est cerrado, (C) disparar instantneamente, y enviar seal a (A) y a (B)(temporizaciones ajustadas a 200 ms).Puesto que el defecto est alimentado por dos entradas en paralelo, (C) cortar la corrienteentregada por el transformador de la izquierda y (A) permanecer cerrado, dejando la parte de laizquierda de la instalacin en servicio. (B), al cabo de 200 ms, interrumpir la corriente entregada porel transformador de la derecha. si (C) est abierto, no enviar seal a (B), que por tanto disparar instantneamente.En caso de defecto entre (C) y (B), (B) disparar instantneamente.Nota: un defecto entre (E) y (C) o entre (C) y (B) es muy poco probable, puesto que estos aparatosestn situados normalmente en un mismo cuadro.De este modo, la selectividad lgica permite limitar mucho los esfuerzos sobre la instalacin, tantoms cuanto ms cerca estn las salidas de la fuente de alimentacin de la red. Sin este artificio, undefecto inmediatamente aguas abajo de (A) o (B) provocara un disparo en ms de 300 ms, frente alo conseguido aqu, que es de solamente algunas decenas de milisegundos.Por otra parte, puesto que el disparo de los aparatos es instantneo en la casi totalidad de los casos,la selectividad con los fusibles MT ser total, puesto que estar limitada a 25 kAef debido a latemporizacin de 300 ms de corto retardo de los aparatos (A) y (B).Variante con dos entradas ms potentesSea un esquema como el anterior, pero con: la potencia de los transformadores llega hasta 2500 kVA y la intensidad del circuito de derivacin (E) hasta 2200 A, la proteccin MT se ha hecho con interruptores automticos MT (figura 23).Fig. 23: 2 ejemplo de instalacin (potencia de los transformadores MT/BT 2500 kVA). 31. La corriente nominal en (A) y (B) pasa a ser de 3520 A y la Icc 54 kA. En el juego de barras principalIcc pasa a ser de 108 kA.Eleccin del interruptor automtico MTPara una tensin MT de 20 kV, se podr utilizar un interruptor automtico tipo MC-Set de la marcaMerlin Gerin, con un rel de proteccin Sepam de tipo transformador.Este rel tiene 2 umbrales de disparo (figura 24). Fig. 24. 32. El primero sirve de proteccin en caso de cortocircuito entre el transformador y el interruptorautomtico BT, o en caso de fallo de la proteccin BT. El segundo sirve de proteccin en caso decortocircuito por encima del transformador.Eleccin de los interruptores automticos BTInterruptor automtico (E)Puesto que la Icc es superior a 100 kA, no se podr utilizar un NW 25H2 (PdC 100 kA). Ya no sepuede utilizar un interruptor automtico limitador cuya corriente nominal no supere los 2000 A (NW20L1)!La solucin consiste en utilizar un interruptor automtico selectivo de alto poder de corte, como elNW 25H3, que proporciona un PdC de 150 kA con una Icw de 65 kA/3 s.Interruptores (A), (B) y (C)Para In = 3 520 A, se elegirn interruptores automticos del tipo NW 40H1 (In 4 000 A, PdC 65 kA,Icw 65 kA/1 s.Ajuste de los aparatos para asegurar la selectividadNo hay que hacer ningn cambio fundamental.El aparato (E) se temporizar en la posicin 0,1 s; el aparato (C) se temporizar en la posicin 0,2 s;y los aparatos (A) y (B) se temporizarn en la posicin 0,3 s.En caso de utilizacin de la selectividad lgica, seguir siendo vlido el esquema de la figura 22.Ajuste del rel de proteccin del interruptor MTEl primer umbral debe ser inferior a la corriente de cortocircuito aguas abajo del transformador, o sea,54 kA lado BT, que equivalen a 1100 A lado MT. Debe de ser selectivo con el umbral de corto retardo 33. de los interruptores automticos (A) o (B). Si se ajusta a 5 In, el valor correspondiente mximo serIn veces su umbral de tolerancia, por tanto: 4 000 x 5 x 1,1 = 22 kA, o sea, 450 A lado MT.El primer umbral MT podr por tanto ajustarse a 600 A.Para evitar la interferencia con la temporizacin de corto retado de 0,3 s, la temporizacin ligada aeste primer umbral se ajustar, por ejemplo, a 0,6 s.El segundo umbral deber ser superior a la corriente de cortocircuito citada (1100 A) e inferior a lacorriente de cortocircuito aguas arriba del transformador. Suponiendo que la red tenga una potenciade cortocircuito de 150 MVA, la corriente correspondiente ser de 4 kA lado MT.El segundo umbral podr ajustarse a 1400 A.