Clculo y seleccin de protecciones elctricasCircuit Breakers Enero 2009 Ing. Braulio R. Duarte

Circuit Breakers Dispositivosmecnicos cuya funcin es proteger algn circuito elctrico, abriendo el mismo ante la presencia de niveles de corriente superiores a los permisibles en el sistema.

Circuit Breakersterminales internas al ser desconectadas es dependiente del voltaje. El tamao de las terminales es dependiente de la cantidad de corriente. Se tienen nicamente 2 estados en el dispositivo, asistidos por un resorte y una palanca, no hay posiciones intermedias. El resorte y la palanca tambin son dependientes de la corriente.

El espacio necesario entre

Tipos de Circuit BreakersMagnetic-Trip Instantaneous Magnetic-Trip-Only: Estos no proveen proteccin de sobrecarga, son usados comnmente para la proteccin de motores, donde la proteccin de sobrecarga esta hecha por los contactos de arranque, donde, al tener un sobrecalentamiento, dichos contactos se abrirn, cortando la alimentacin del motor.

Tipos de Circuit Breakers Thermal-Magnetic: ThermalResponden tanto a la sobrecarga por medio de calor como de corriente. Al tener un exceso de corriente, sta generar calor, el cual es detectado por el circuit breaker; de la misma forma, al tener un corto circuito, el circuit breaker responde instantneamente desconectando el circuito.

Tipos de Circuit Breakers Interchangeable Trip:Estn diseados para tener la opcin de cambiar la unidad de interruptor de un nivel de corriente determinado a otro deseado, sin necesidad de cambiar el dispositivo completo si es que ya se encuentra completamente instalado.

Tipos de Circuit BreakersSon usados para proteger equipo de alto costo, ya que, a diferencia de otros dispositivos, ste reduce el flujo de corriente que se tiene durante un fallo de manera considerable. Una forma de cumplir con la rpida apertura del circuito es teniendo un par de brazos mviles en lugar de uno slo como comnmente se utiliza. Los contactos dobles son conectados en serie con el contacto simple.

Current Limiting:

Tipos de Circuit Breakers La corriente fluye a travsde los brazos, creando un campo magntico; al momento de que la corriente sobrepasa el nivel deseado, el campo aumenta de tal manera que existe una repulsin mayor en el punto de contacto de los mismos, abriendo as el sistema.

Tipos de Circuit Breakers En un corto circuito se generanarcos de alta impedancia, siendo ms rpida la generacin de la misma en los contactos dobles, una vez que el arco es eliminado, los contactos se cierran por s mismos debido a la tensin del resorte que poseen.

En los contactos simples, se

debe de hacer manualmente el cierre del contacto.

Tipos de Circuit Breakers Solid State Circuit Breakers:Tienen una funcin similar a los Thermal Circuit Breakers. Siemens tiene una categora para este tipo de CB: Sensitrip circuit breakers, los cuales cuentan con 3 funciones: 1.- Sensan la magnitud del flujo de corriente. 1.2.- Determinan cuando la corriente es excesiva 2.3.- Determinan cuando enviar una seal de 3.corte al mecanismo del CB.

Tipos de Circuit Breakers Los Sensitrip CB utilizanun microprocesador para realizar las funciones programadas, son mas exactos y cuentan con una alta repetibilidad. Los ajustes de usuario son numricos, permitiendo as un mejor manejo de los valores deseados para proteccin del sistema

Seleccin de CB Por Amperaje:Es la corriente mxima que el CB puede soportar. De acuerdo al consumo que se tiene en el circuito a proteger (ampacidad), ser el valor seleccionado para el CB. Existen varios mtodos para su seleccin con un valor mayor al consumido, dependiendo que es lo que se esta protegiendo; por ejemplo, motores, mquinas para soldar pueden superar la ampacidad que se debe usar (corrientes de arranque, duty cycle,etc) NEC. NEC. Generalmente los CB son seleccionados a un 125% de la carga que se va a manejar en el circuito.

Seleccin de CB Por VoltajeEL valor de voltaje del CB debe ser al menos el valor de voltaje manejado en el circuito, puede ser ms alto pero nunca debe de ser menor a dicho valor.

TimeTime-Current Curves Son utilizadas paradeterminar que tan rpido se abre un breaker a cierta magnitud de corriente. Entre ms alta la corriente, menor ser el tiempo de respuesta.

TimeTime-Current CurvesType / Curve Short Circuit response Applications Circuits with moderate inrush, mixed lighting heaters and other resistive loads. Overcurrent protection for sensitive equipment (CPUs, electronic devices, etc) ratings 1 to 63 A @25C Higher inrush mildly inductive loads, motor drives, ballast lamps or large amounts of switching. Over current protection for all applications. Ratings:0.5 to 63 A@25C Abnormally high inrush due to highly inductive loads, transformers, motors and non power factor corrected thyristor drives. Ratings: 0.5 to 63 A@25C.

B/2

3-5 times current rating

C/3

5-10 times current rating

D/4

10-20 times current rating

Coordinacin de CB Es la aplicacin de losCB para formacin en serie, haciendo que solamente el CB correspondiente al error se abra, dejando los otros sistemas cerrados y sin ser afectados. Las curvas de corriente son tiles para esta coordinacin,

Coordinacin de CB Ejm.CB C se abrir a los 400amp en 0.04s,CB B lo har a los 0.15s, mientras que CB A a los 0.8s. Si el error de 400amp sucede, el CB C se abrir y el problema se detiene. CB A y B quedan cerrados.