CIRCUITOS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS Grupo 1 Arenas Pariona, Ángel León Fernández, Luis Quispe Ticona, Juan Rios Sánchez, Leopoldo

Introducción: El interruptor gobierna el paso de la corriente de este circuito, ya que permite o evita que la corriente pase por el conductor hacia la lámpara. Un interruptor cuádruple es una ampliación del dispositivo anterior, pues puede abrir o cerrar cuatro líneas a la vez. Esto puede ser útil, por ejemplo, para poner en marcha líneas eléctricas de motores.

Ahora presentamos un interruptor cuádruple con dos contactos abiertos y dos cerrados. En este caso, no todas las líneas pueden abrirse o cerrarse al mismo tiempo. El relé es un interruptor cuya conexión se realiza y se mantiene por medio de corriente eléctrica y un electroimán.

Principio de Funcionamiento del Electroimán: El electroimán está formado por una barra de hierro llamada núcleo y rodeado por una bobina de hilo de cobre. Al pasar la corriente eléctrica por la bobina, el núcleo se magnetiza por efecto del campo magnético producido por la bobina y se convierte en un imán. Cuando deja de pasar corriente, el campo magnético desaparece y deja de ser un imán.

Relé: Componente de maniobra usado en automatismos y para mandos indirectos como barrera de seguridad. Este tipo de relé tiene un contacto móvil (polo) y un contacto fijo. Para simbolizar el relé se usa un rectángulo con una línea que está inclinada 45° en su parte central. Las líneas punteadas significan que el interruptor se cierra por efecto de la bobina.

Existen varios tipos de relé, entre ellos los relés que funcionan como conmutador, porque disponen de un contacto fijo (polo) y dos contactos fijos. También existen relés con más de un contacto móvil (polo): Relé con dos polos Relé con cuatro polos

Puesta en Marcha de un Relé con Contactos Conmutados

Clases de Relés: Las clases y características de los relés varían según la función a realizar y fabricante. Entre ellos tenemos: 1.- Relé Térmico: Son los aparatos más utilizados para proteger los motores contra las sobrecargas débiles y prolongadas. Este dispositivo de protección impide que los motores funcionen en condiciones de calentamiento anómalas. Evitan paradas imprevistas y vuelven a arrancar después de un disparo con la mayor rapidez y las mejores condiciones de seguridad para los equipos y las personas.

2.- Relé Temporizado: Abre o cierra sus contactos en función de un tiempo predeterminado que se puede controlar con un potenciómetro frontal o remoto. Los relés temporizados pueden trabajar a la conexión o a la desconexión. Si trabaja a la conexión, entonces el temporizador recibe tensión y después de un tiempo conmuta los contactos. Si trabaja a la desconexión entonces conmuta los contactos después de que ha pasado un tiempo sin recibir tensión.

3.- Relé Magnetotérmico: Es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos. Al circular la corriente por el electroimán, crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico, tiende a abrir el contacto C, pero sólo podrá abrirlo si la intensidad que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado.

4.- Relé Diferencial: Es un dispositivo que se coloca en las instalaciones eléctricas de corriente alterna, con el fin de proteger a las personas de contactos eléctricos directos e indirectos. También es llamado disyuntor por corriente diferencial o residual. Tiene un botón característico tipo TEST, que tiene en su exterior y que permite comprobar su estado de funcionamiento. Un interruptor diferencial se define por el amperaje, número de polos, y sensibilidad. Por ejemplo:  Interruptor diferencial 16A -IV-30mA

5.- Relé de Medida y Monitorización: Los relés de medición y control permiten supervisar fuentes de alimentación (fases, voltaje, corriente, frecuencia) para proteger los motores o otros equipos, también permiten controlar valores físicos como el nivel, la velocidad y la temperatura. Las industrias que realizan procesos automatizados no pueden permitirse paros en las cadenas de producción. Con el fin de evitar posibles averías de consecuencias costosas, es necesario supervisar los equipos con estos dispositivos.

Relés Dispositivos de Control Industrial Interruptores de Funcionamiento Mecánico Interruptores Detectores Posición de Funcionamiento Manual (Finales de Carrera) Interruptores de mercurio Pulsadores Int. Palanca Relés Conmutadores INT. ESTÁTICOS (Relés Estado Sólido)

de Funcionamiento Manual Interruptores de Funcionamiento Manual Pulsadores Interruptores Conmutadores

Funcionan automáticamente ante algún factor medioambiental (Tª, posición, presión, etc.) Interruptores de Funcionamiento Mecánico Detectores Posición (Finales de Carrera) Interruptores de mercurio

Térmicos Magnéticos, Diferenciales. INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS Los interruptores automáticos son aparatos destinados a establecer e interrumpir circuitos eléctricos, con la particularidad de que precisan una fuerza exterior que los conecte pero que se desconectan por sí mismos, sin deteriorarse, cuando el circuito en que se hallan presenta ciertas anomalías a las que son sensibles. Normalmente dichas anomalías son: - Sobreintensidades. - Cortocircuito. - Sobretensiones o bajas tensiones. - Descargas eléctricas a las personas. Los automáticos que reaccionan ante estas anomalías se denominan : Térmicos Magnéticos, Diferenciales.

INTERRUPTORES TÉRMICOS Son interruptores automáticos que reaccionan ante sobreintensidades ligeramente superiores a la nominal, asegurando una desconexión en un tiempo lo suficientemente corto para no perjudicar ni a la red ni a los receptores asociados con él. Para provocar la desconexión, aprovechan la deformación de una lámina bimetálica, que se curva en función del calor producido por la corriente al pasar a través de ella.

INTERRUPTORES MAGNÉTICOS Son interruptores automáticos que reaccionan ante sobreintensidades de alto valor, cortándolas en tiempos lo suficientemente cortos como para no perjudicar ni a la red ni a los aparatos asociados a ella. Para iniciar la desconexión se sirven del movimiento de un núcleo de hierro dentro de un campo magnético proporcional al valor de la intensidad que circula. La curva característica de un disparo magnético es la representada en la figura siguiente. El dispositivo permite trabajar en la zona A pero no en la B. La desconexión se efectúa cuando las condiciones del circuito llegan a la zona rayada de separación entre ambas. El límite inferior de la curva (unos 4 milisegundos), viene determinado por el tiempo que transcurre desde el instante de establecimiento de la intensidad, hasta la extinción del arco. Este tiempo marca la inercia mecánica y eléctrica propia de estos aparatos

INTERRUPTORES MAGNETO-TÉRMICOS Poseen tres sistemas de desconexión: manual, térmico y magnético. Cada uno puede actuar independientemente de los otros, estando formada su curva de disparo por la superposición de ambas características, magnética y térmica. En el gráfico de la figura puede verse la curva de desconexión de un magneto-térmico, en la que se aprecia una zona A, claramente térmica, una zona B que corresponde a la reacción magnética, y la zona de solape C, en donde el disparo puede ser provocado por el elemento magnético o térmico indistintamente. Mecánicamente, podemos decir que estos interruptores disponen de desconexión libre, es decir, que cuando se produce una desconexión, ya sea por sobrecarga o cortocircuito, el aparato desconecta aunque se sujete la manecilla de conexión.

INTERRUPTORES DIFERENCIALES Son interruptores automáticos que evitan el paso de corriente de intensidad peligrosa por el cuerpo humano. La peligrosidad de los efectos que se pueden producir depende de la intensidad de la corriente y de su duración. Si este punto se halla en la zona A, los efectos que se producirán serán inofensivos para personas normales. Si se halla en la zona B, ocasionará molestias que pueden ser peligrosas, y si se halla en la zona C podrá resultar mortal, ya que puede ocasionar inconsciencia o fibrilación ventricular. Los diferenciales se basan en una característica de los circuitos bifásicos o trifásicos, en los que la suma de las intensidades debe ser cero cuando no existen fugas. Cuando por algún motivo la suma de intensidades no es cero, en la bobina auxiliar aparece una tensión que aplicada a una pequeña bobina, acciona un pivote que a su vez acciona el dispositivo mecánico que abre los contactos principales del circuito. Según sea el valor de la intensidad de desequilibrio que acciona el diferencial, así se definirá su sensibilidad. Normalmente se fabrican de dos sensibilidades, 30 y 300 mA. La intensidad nominal que puede controlar un diferencial, depende de las dimensiones de los contactos principales, y se fabrican con intensidades comprendidas entre 25 y 63 A.

Interruptores de Posición o Final de Carrera (Limit Switch): Los contactos de mando mecánico son utilizados para controlar la posición de una máquina, permitiendo la puesta en marcha, la disminución de velocidad o la parada en un sitio determinado o para mandar ciclos de funcionamiento automático en las máquinas modernas.

Los interruptores de posición o final de carrera son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil (como por ejemplo una cinta transportadora) con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NO), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado. Los finales de carrera están fabricados en diferentes materiales tales como metal, plástico o fibra de vidrio.

Fusible: Es un dispositivo, constituido por un soporte adecuado, un filamento o lámina de 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 un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación por un cortocircuito o un exceso de carga) con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.  

Fusibles de pólvora de alta tensión en un poste en plena calle.   Tres fusibles de rosca para proteger la instalación eléctrica de una residencia.

Clasificación de los Fusibles: Los fusibles pueden clasificarse empleando diversas características constructivas u operativas, existiendo numerosos antecedentes con distintos criterios. Por ejemplo si se dividen en base a su propiedad de ser reutilizables, se pueden clasificar en: Descartable Renovable Inteligente, se reutiliza solo la porción no usada. Además se pueden clasificar de acuerdo a su tamaño y en función a su clase de servicio.

Fusibles de acuerdo al tamaño: Cartuchos cilíndricos: Tipo CI00, de 8,5 x 31,5 mm, para fusibles de 1 a 25 A. Tipo CI0, de 10 x 38 mm, para fusibles de 2 a 32 A. Tipo CI1, de 14 x 51 mm, para fusibles de 4 a 40 A. Tipo CI2, de 22 x 58 mm, para fusibles de 10 a 100 A. Cartucho fusible 14 x 51 mm, 25 A. Fusibles tipo D: Tamaño de 25 A, para fusibles de 2 a 25 A. Tamaño de 63 A, para fusibles de 35 y 50 A. Tamaño de 100 A, para fusibles de 80 y 100 A. Fusible y portafusible tipo D.

Fusibles tipo de cuchillas o también llamados NH de alto poder de ruptura (APR): Tipo CU0, para fusibles desde 50 hasta 1250 A. Tipo CU1, para fusibles desde 160 hasta 250 A. Tipo CU2, para fusibles desde 250 hasta 400 A. Tipo CU3, para fusibles desde 500 y 630 A. Tipo CU4, para fusibles desde 800 hasta 1250 A. Fusible NH00 o de cuchillas, 40 A

Fusibles de acuerdo al servicio: En cuanto a la clase de servicio los fusibles vienen designados mediante dos letras; la primera nos indica la función que va a desempeñar, la segunda el objeto a proteger: Primera Letra: Función. Categoría “g”: Fusibles de uso general. Categoría “a”: Usibles de acompañamiento. Segunda Letra: Objeto a proteger. Objeto “I”: Cables y conductores. Objeto “M”: Aparatos de conexión. Objeto “R”: Semiconductores. Objeto “B”: Instalaciones de minería. Objeto “Tr”: Transformadores.

La combinación de ambas letras nos da múltiples tipos de fusibles; pero entre los más habituales tenemos: Tipo gF: Fusible de fusión rápida. Protege contra sobrecargas y cortocircuitos. Tipo gT: Fusible de fusión lenta. Protege contra sobrecargas sostenidas y cortocircuitos. Tipo gB: Fusibles para la protección de líneas muy largas. Tipo aD: Fusibles de acompañamiento de disyuntor. Tipo aM: Fusibles de acompañamiento de motor, es decir, para protección de motores contra cortocircuitos y por tanto deberán ser protegido el motor contra sobrecargas con un dispositivo como podría ser el relé térmico.

Pulsadores: Son dispositivos auxiliares de mando provistos de un elemento destinado a ser accionado por la fuerza ejercida por una parte del cuerpo humano, generalmente el dedo o la palma de la mano y que tiene una energía de retorno acumulada (resorte). Hay pulsadores que sólo conectan o desconectan durante el impulso, tomando después su posición original (contactos momentáneos); mientras que existen otros que quedan en posición a la hora de actuar sobre la cabeza de mando (contactos mantenidos o de enganche); en este caso, es preciso una segunda intervención para anular la anterior.

Tipos de Pulsadores: Pasante: evita toda la maniobra inesperada. Saliente: intervención rápida, parada de urgencia. De varilla: maniobra de la varilla en cualquier dirección (caja de pulsadores colgantes).

Botoneras: Los pulsadores e indicadores se emplean para controlar y operar circuitos en forma directa y remota, vitales para industrias, comercios e instalaciones en general. En general, las botoneras ofrecen gran solidez y confiabilidad, gracias a una construcción robusta.