lunes, 2 de diciembre de 2019

INGENIERÍA ELECTRICA


Micro cinta de 36 pines macho en cable
Micro cinta de 36 pines hembra en una placa de circuito
El conector de cinta micro o cinta miniatura es un tipo común de conector eléctrico para una variedad de aplicaciones, como en equipos informáticos y de telecomunicaciones que tienen muchos contactos.
El conector contiene dos filas paralelas de contactos dentro de una caja blindada que tiene una característica forma de D similar a la utilizada en los conectores D-subminiatura . Los contactos no son pines, sino pequeñas bandas planas de metal, llamadas contactos de cinta. Los conectores se fabrican en muchas capacidades, incluidas las variedades de 14, 24, 36, 50, 64 y 100 pines. Pueden montarse en tableros , paneles o pueden terminar cables . Los cables se unen mediante soldadura , engarzado o desplazamiento de aislamiento . Los conectores hembra tienen cerrojos para una conexión resistente al macho.conector Los tornillos también pueden emplearse para asegurar las conexiones.
Este tipo de conector es también conocida como la compañía de telecomunicaciones , de 25 pares , cinta delta miniatura , mini cinta D , cinta delta , MDR , Amphenol , o CHAMP conector de cinta en miniatura. Aunque fue inventado por Amphenol , [ cita requerida ] muchas compañías ahora lo producen, como 3M , TE Connectivity (anteriormente Tyco Electronics, anteriormente AMP) y Hirose Electric Group .
Dos tamaños principales están disponibles. [ cita requerida ] El tamaño más grande tiene un paso de contacto de 0.085 pulgadas. Este tamaño, con 36 pasadores y cerraduras de fianza, también se conoce como un Centronics conector a causa de su introducción por Centronics para uso con el puerto paralelo de impresoras, y está estandarizado como IEEE 1284 tipo B . Otros conectores de este tamaño también se denominan conectores Centronics. El tamaño más pequeño tiene un paso de 0.050 pulgadas. Este tamaño, con 36 pines, es también conocida como una mini-Centronics conector, y está estandarizado como IEEE 1284 tipo C .

Aplicaciones [ editar ]

  • Conector de 24 pines: interfaz IEEE 488 (GPIB)
  • Conector de 36 pines: interfaz paralela IEEE 1284
  • Conector de 50 pines: interfaz SCSI-1 ( conector SCSI )
  • Conector de 50 pines: " conector telco " RJ21X (sistemas telefónicos)













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Diagrama de corte de un cable multinúcleo blindado con cuatro núcleos, cada uno con tres conductores individuales
Un cable multinúcleo es un tipo de cable eléctrico que combina múltiples señales o alimentaciones de energía en un solo cable con camisa. [1] El término normalmente solo se usa en relación con un cable que tiene más núcleos de los que se encuentran comúnmente. [2] No todos los cables con múltiples conductores aislados se denominan cables multipolares - el núcleo en múltiples núcleos se refiere al número de conexiones utilizables hecho, no el número de conductores o cables . En la mayoría de los casos, una "conexión utilizable" requiere múltiples conductores, como los conductores positivos y negativos utilizados para la alimentación de CC .
Por ejemplo, un cable de red estándar de tres conductores nunca se conoce como multinúcleo, pero un cable que comprende cuatro cables coaxiales en una sola cubierta se consideraría multinúcleo. Confusamente, el término multinúcleo se usa ocasionalmente para referirse al número de conductores individuales en lugar del número de conexiones, especialmente en Europa. [3] [4] Un cable con múltiples conductores, pero no un cable multiconductor, generalmente se llama un multi-conductor o de múltiples hilos cable.

Construcción [ editar ]

Consulte también: Cable de audio multinúcleo § Construcción de cable
Por definición, los cables multinúcleo tienen una cubierta externa que rodea a todos los conductores internos. Esto generalmente tiene la forma de una camisa de PVC extruido o de polietileno reticulado , a menudo combinado con una cubierta de aluminio debajo de la superficie para el blindaje electromagnético . [6] En muchas aplicaciones, esta cubierta agrega una protección mecánica significativa, haciendo que el cable sea mucho más resistente. A veces, cada conexión o canal individual también tiene su propia cubierta para ayudar a la protección mecánica o electromagnética. [7]
Algunos cables multinúcleo terminan en un conector multipin, a menudo circular . Otros dividen los núcleos en cables separados en los extremos, que terminan en una masa de conectores. Este tipo de extremo a menudo se llama abanico o cola . [8]

Aplicaciones [ editar ]

Un cable de audio multinúcleo y una caja de escenario
Los cables multinúcleo se pueden usar para señales analógicas y digitales , así como para la distribución de energía. A menudo se usan para simplificar la configuración física de un sistema y proporcionar una conexión más ordenada entre dos equipos. [9] Por ejemplo, en el refuerzo de sonido , a menudo se usa un cable multinúcleo para conectar todos los micrófonos del escenario a la mesa de mezclas . Esto es mucho más fácil que pasar muchos cables individuales, que pueden volverse desordenados y llevar mucho tiempo.
Algunos cables multinúcleo combinan diferentes tipos de conexiones, como un cable siamés que generalmente consta de conductores de alimentación y coaxiales. [10] Este tipo de multinúcleo a menudo es ventajoso en el cableado doméstico ya que minimiza la cantidad de cables que atraviesan el subsuelo o la cavidad del techo de un edificio. [11]
Algunas aplicaciones comunes de cables multinúcleo son:












Un convertidor en cascada es un tipo de motor-generador que fue patentado en 1902 por JL la Cour y OS Bragstad .
Consiste en un motor de inducción que conduce una dinamo a través de un eje. Además, el rotor del motor de inducción está conectado eléctricamente a la armadura de la dinamo.
Cuando la máquina está funcionando, la mitad de la potencia se transmite mecánicamente a través del eje, mientras que la otra mitad se transmite eléctricamente.
La ventaja de esta disposición es que la máquina puede ser más pequeña que un motor-generador convencional de la misma potencia.
Los británicos derechos de fabricación para el convertidor en cascada se llevaron a cabo por Bruce Peebles & Co. Ltd. de Edimburgo .









Un dinamómetro de chasis , a veces llamado camino rodante [1] , es un dispositivo utilizado para pruebas y desarrollo de vehículos. Utiliza un conjunto de rodillos para simular una carretera en un entorno controlado, generalmente dentro de un edificio.

Tipos de dinamómetro de chasis [ editar ]

Existen muchos tipos de dinamómetro de chasis de acuerdo con la aplicación de destino; por ejemplo, medición de emisiones, dinamómetro de chasis de acumulación de millas (MACD), aplicación de ruido-vibración-dureza (NVH o "acústica"), pruebas de compatibilidad electromagnética (EMC), final de pruebas de línea (EOL), medición de rendimiento y ajuste. Otra división básica es por tipo de vehículo: motocicletas, automóviles, camiones, tractores o el tamaño del rodillo, principalmente 25 ", 48", 72 ", pero también cualquier otro. [2]Los dinamómetros modernos utilizados para el desarrollo son principalmente un rodillo para la construcción de la rueda y la rueda del vehículo se coloca en la parte superior del rodillo. Las soluciones de construcción más antiguas son dos rodillos por rueda y el vehículo se coloca entre estos rodillos; sin embargo, esta solución de diseño es más barata y simple, debido a los requisitos de precisión y límites estrictos ya no se usa para el desarrollo de vehículos nuevos, sino solo como un pruebe el dinamómetro al final de la línea o mida el rendimiento del motor sin desmantelarlo [3] o ajustar el rendimiento en las empresas de "garajes". [4]

Modos básicos [ editar ]

Saab 96 en dinamómetro móvil
  • Control de fuerza de tracción / Fuerza constante : en este modo, el dinamómetro mantiene la fuerza establecida independientemente de la velocidad u otros parámetros. La fuerza especificada se puede distribuir uniformemente entre los ejes o en diferentes cantidades entre diferentes ejes en el caso de dinamómetros de chasis de múltiples ejes.
  • Control de velocidad / Velocidad constante : el dinamómetro mantiene la velocidad establecida independientemente de la fuerza u otros parámetros. Por ejemplo, si un vehículo intenta acelerar en este modo, el dinamómetro aplica una fuerza opuesta para mantener la velocidad constante establecida. Este modo se utiliza, por ejemplo, en la medición de potencia estática.
  • Simulación de carga en carretera : el dinamómetro simula la carretera según los parámetros establecidos (según los parámetros de simulación deseados = F0, F1, F2 o ABC, inercia y gradiente simulados).

Variables medidas en un dinamómetro de rodillos [ editar ]

Las variables medidas directamente son solo la fuerza en el transductor de par (es decir, la celda de carga) y las revoluciones medidas en el dinamómetro codificador de funciones. Todas las demás variables se calculan en función del diseño conocido (es decir, radio del rodillo y montaje de la celda de carga).

Medición de potencia en dinamómetro de chasis [ editar ]

Debido a la fricción y a las pérdidas mecánicas en varias partes del tren de fuerza, la potencia medida en las ruedas es aproximadamente un 15 a 20 por ciento menor que la potencia medida directamente en la salida del cigüeñal del motor (el dispositivo de medición con este propósito se denomina banco de pruebas del motor). [5]

Principio de simulación de carga en carretera en dinamómetro de chasis [ editar ]

El vehículo no se comporta de la misma manera en el dinamómetro de chasis que en la carretera. Por ejemplo, la forma aerodinámica del vehículo no importa. La suma de todas las fuerzas en el vehículo en una carretera real se simula mediante neumáticos en el dinamómetro del chasis. El aumento de la resistencia del aire con la velocidad en la carretera se manifiesta como una mayor fuerza de frenado de las ruedas del vehículo. El objetivo es hacer que el vehículo en el dinamómetro acelere y desacelere de la misma manera que en una carretera real. Primero debe conocer los parámetros del "comportamiento" del vehículo en una carretera real. Para obtener los "parámetros del camino", el vehículo debe conducir en un camino plano ideal sin viento de ninguna dirección, la marcha puesta en punto muerto y el tiempo necesario para reducir la velocidad sin frenar se mide en ciertos intervalos, por ejemplo, 100–90 km / h, 90 –80 km / h, 80–70 km / h 70–60 km / h, etc. Disminuir la velocidad de una velocidad más alta toma menos tiempo, principalmente debido a la resistencia del aire. Esos parámetros se configuran más tarde en la estación de trabajo del dinamómetro, junto con la inercia del vehículo. El vehículo está sujeto y se debe realizar la llamada adaptación del vehículo. Durante la adaptación del vehículo, el dinamómetro desacelera automáticamente desde la velocidad establecida, cambia sus propios "parámetros de dinamómetro" e intenta obtener la misma desaceleración en intervalos dados que en la carretera real. Esos parámetros son válidos para este tipo de vehículo. El cambio de la inercia simulada establecida es posible simular la capacidad del vehículo para acelerar si está completamente cargado, con el gradiente de ajuste es posible simular la fuerza si el vehículo va cuesta abajo, etc. Existen dinamómetros de chasis para cámara climática, donde es posible cambiar la temperatura en un momento dado. rango es decir

Fabricantes de dinamómetros de chasis [ editar ]














Un interruptor de circuito es un interruptor eléctrico operado automáticamente diseñado para proteger un circuito eléctrico del daño causado por el exceso de corriente de una sobrecarga o cortocircuito . Su función básica es interrumpir el flujo de corriente después de detectar una falla. A diferencia de un fusible , que funciona una vez y luego debe reemplazarse, se puede reiniciar un interruptor automático (ya sea manual o automáticamente) para reanudar el funcionamiento normal.
Los disyuntores se fabrican en diferentes tamaños, desde pequeños dispositivos que protegen los circuitos de baja corriente o electrodomésticos individuales, hasta grandes aparamentas diseñados para proteger los circuitos de alto voltaje que alimentan a toda una ciudad. La función genérica de un disyuntor, o fusible , como un medio automático de desconectar la alimentación de un sistema defectuoso a menudo se abrevia como OCPD (Dispositivo de protección contra sobrecorriente).

Orígenes [ editar ]

Thomas Edison describió una forma temprana de disyuntor en una solicitud de patente de 1879, aunque su sistema comercial de distribución de energía utilizaba fusibles . [1] Su propósito era proteger el cableado del circuito de iluminación de cortocircuitos y sobrecargas accidentales. Brown, Boveri & Cie, en 1924 , patentó un disyuntor moderno en miniatura similar a los que están en uso . Hugo Stotz, un ingeniero que había vendido su compañía a la BBC , fue acreditado como el inventor de DRP ( Deutsches Reichspatent ) 458392. [ 2] El invento de Stotz fue el precursor del moderno interruptor magnetotérmico comúnmente utilizado en los centros de carga domésticos hasta el día de hoy.
La interconexión de múltiples fuentes generadoras en una red eléctrica requería el desarrollo de interruptores automáticos con valores nominales de voltaje crecientes y una mayor capacidad para interrumpir de manera segura las corrientes de cortocircuito crecientes producidas por las redes. Los interruptores manuales de corte de aire simples produjeron arcos peligrosos al interrumpir altos voltajes; Estos dieron paso a contactos encerrados en aceite, y varias formas que usan el flujo dirigido de aire a presión, o de aceite a presión, para enfriar e interrumpir el arco. Para 1935, los interruptores automáticos especialmente construidos utilizados en el proyecto Boulder Dam utilizan ocho interrupciones en serie y flujo de aceite presurizado para interrumpir fallas de hasta 2.500 MVA, en tres ciclos de la frecuencia de alimentación de CA. [3]

Operación [ editar ]

Todos los sistemas de disyuntores tienen características comunes en su funcionamiento, pero los detalles varían sustancialmente según la clase de voltaje, la clasificación de corriente y el tipo de disyuntor.
El disyuntor primero debe detectar una condición de falla. En pequeños interruptores de red y baja tensión , esto generalmente se hace dentro del propio dispositivo. Típicamente, se emplean los efectos de calentamiento o magnéticos de la corriente eléctrica. Los interruptores automáticos para corrientes grandes o altos voltajes generalmente están dispuestos con dispositivos piloto de relé de protección para detectar una condición de falla y operar el mecanismo de apertura. Por lo general, requieren una fuente de alimentación separada, como una batería , aunque algunos disyuntores de alto voltaje son independientes con transformadores de corriente , relés de protección y una fuente de alimentación de control interno.
Una vez que se detecta una falla, los contactos del interruptor deben abrirse para interrumpir el circuito; Esto se hace comúnmente utilizando energía almacenada mecánicamente dentro del interruptor, como un resorte o aire comprimido para separar los contactos. Los disyuntores también pueden usar la corriente más alta causada por la falla para separar los contactos, como la expansión térmica o un campo magnético. Los interruptores automáticos pequeños generalmente tienen una palanca de control manual para desconectar la carga o restablecer un interruptor disparado, mientras que las unidades más grandes usan solenoides para disparar el mecanismo y motores eléctricos para restaurar la energía a los resortes.
Los contactos del interruptor automático deben transportar la corriente de carga sin calentamiento excesivo y también deben soportar el calor del arco producido al interrumpir (abrir) el circuito. Los contactos están hechos de cobre o aleaciones de cobre, aleaciones de plata y otros materiales altamente conductores. La vida útil de los contactos está limitada por la erosión del material de contacto debido al arco eléctrico mientras se interrumpe la corriente. Los interruptores automáticos en miniatura y de caja moldeada generalmente se desechan cuando los contactos se han desgastado, pero los interruptores automáticos y los interruptores automáticos de alto voltaje tienen contactos reemplazables.
Cuando se interrumpe una alta corriente o voltaje, se genera un arco . La longitud del arco es generalmente proporcional al voltaje, mientras que la intensidad (o calor) es proporcional a la corriente. Este arco debe estar contenido, enfriado y extinguido de manera controlada, de modo que el espacio entre los contactos pueda resistir nuevamente el voltaje en el circuito. Diferentes disyuntores utilizan vacío , aire, gas aislante o aceite como medio en el que se forma el arco. Se utilizan diferentes técnicas para extinguir el arco, que incluyen:
  • Alargar o desviar el arco.
  • Enfriamiento intensivo (en cámaras de chorro)
  • División en arcos parciales
  • Apagado del punto cero (los contactos se abren en el cruce de tiempo de corriente cero de la forma de onda de CA , rompiendo efectivamente la corriente sin carga en el momento de la apertura. El cruce de cero ocurre al doble de la frecuencia de la línea; es decir, 100 veces por segundo durante 50 Hz y 120 veces por segundo para 60 Hz AC.)
  • Conexión de condensadores en paralelo con contactos en circuitos de CC .
Finalmente, una vez que se ha borrado la condición de falla, los contactos deben cerrarse nuevamente para restablecer la alimentación al circuito interrumpido.

Interrupción de arco [ editar ]

Los disyuntores en miniatura de bajo voltaje (MCB) usan aire solo para extinguir el arco. Estos disyuntores contienen los llamados conductos de arco, una pila de placas de metal paralelas mutuamente aisladas que dividen y enfrían el arco. Al dividir el arco en arcos más pequeños, el arco se enfría mientras se aumenta el voltaje del arco y sirve como una impedancia adicional que limita la corriente a través del interruptor de circuito. Las partes portadoras de corriente cerca de los contactos proporcionan una desviación fácil del arco hacia las rampas del arco por la fuerza magnética de una ruta de corriente, aunque las bobinas de escape magnético o los imanes permanentestambién podría desviar el arco hacia el conducto del arco (usado en interruptores de circuito para clasificaciones más altas). El número de placas en el conducto de arco depende de la clasificación de cortocircuito y el voltaje nominal del interruptor automático.
En clasificaciones más grandes, los interruptores automáticos de aceite dependen de la vaporización de parte del petróleo para hacer explotar un chorro de aceite a través del arco. [4]
Los disyuntores de gas (generalmente hexafluoruro de azufre ) a veces estiran el arco usando un campo magnético, y luego dependen de la fuerza dieléctrica del hexafluoruro de azufre (SF 6 ) para apagar el arco estirado.
Los disyuntores de vacío tienen un arco mínimo (ya que no hay nada más que ionizar que el material de contacto). El arco se apaga cuando se estira una cantidad muy pequeña (menos de 2–3 mm (0.08–0.1 pulg.)). Los interruptores automáticos de vacío se utilizan con frecuencia en equipos de conmutación modernos de media tensión a 38,000 voltios.
Los disyuntores de aire pueden usar aire comprimido para soplar el arco o, alternativamente, los contactos se introducen rápidamente en una pequeña cámara sellada, y el escape del aire desplazado expulsa el arco.
Los interruptores automáticos generalmente pueden terminar toda la corriente muy rápidamente: típicamente el arco se extingue entre 30 ms y 150 ms después de que el mecanismo se haya disparado, dependiendo de la antigüedad y la construcción del dispositivo. El valor de corriente máximo y la energía de paso determinan la calidad de los interruptores automáticos.

Cortocircuito [ editar ]

Los interruptores automáticos están clasificados tanto por la corriente normal que se espera que lleven, como por la corriente máxima de cortocircuito que pueden interrumpir de manera segura. Esta última cifra es la capacidad de interrupción de amperios ( AIC ) del interruptor.
En condiciones de cortocircuito, la corriente de cortocircuito potencial máxima calculada o medida puede ser muchas veces la corriente nominal normal del circuito. Cuando los contactos eléctricos se abren para interrumpir una corriente grande, existe la tendencia de que se forme un arco entre los contactos abiertos, lo que permitiría que la corriente continúe. Esta condición puede crear gases ionizados conductivos y metal fundido o vaporizado, lo que puede causar una mayor continuación del arco o la creación de cortocircuitos adicionales, lo que podría provocar la explosión del interruptor automático y el equipo en el que está instalado. Por lo tanto, el circuito Los interruptores deben incorporar varias características para dividir y extinguir el arco.
La corriente máxima de cortocircuito que un interruptor puede interrumpir se determina mediante pruebas. La aplicación de un interruptor en un circuito con una posible corriente de cortocircuito mayor que la capacidad nominal de interrupción del interruptor puede provocar que el interruptor no interrumpa de manera segura una falla. En el peor de los casos, el interruptor puede interrumpir con éxito la falla, solo para explotar cuando se reinicia.
Los interruptores de circuito de panel doméstico típicos están clasificados para interrumpir 10  kA (10 000  A ) corriente de cortocircuito.
Los interruptores automáticos en miniatura utilizados para proteger los circuitos de control o los electrodomésticos pequeños pueden no tener suficiente capacidad de interrupción para usar en una placa de panel; Estos disyuntores se denominan "protectores de circuito suplementarios" para distinguirlos de los disyuntores de distribución.

Calificaciones actuales estándar [ editar ]

Tiempo hasta el viaje versus la corriente como múltiplo de la corriente nominal
Los interruptores automáticos se fabrican en tamaños estándar, utilizando un sistema de números preferidos para cubrir un rango de clasificaciones. Los interruptores automáticos en miniatura tienen una configuración de disparo fija; cambiar el valor de la corriente de operación requiere cambiar todo el interruptor automático. Los interruptores automáticos más grandes pueden tener configuraciones de disparo ajustables, lo que permite la aplicación de elementos estandarizados pero con una configuración destinada a mejorar la protección. Por ejemplo, un disyuntor con un "tamaño de trama" de 400 amperios puede tener su detección de sobrecorriente configurada para funcionar a solo 300 amperios, para proteger un cable de alimentación.
Las Normas Internacionales , IEC 60898-1 y la Norma Europea EN 60898-1, definen la corriente nominal I n de un interruptor automático para aplicaciones de distribución de bajo voltaje como la corriente máxima que el interruptor está diseñado para transportar continuamente (a una temperatura ambiente de 30 ° C). ° C). Los valores preferidos comúnmente disponibles para la corriente nominal son 1  A, 2  A, 4  A, 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A, 100 A, [5] y 125 A (similar a la serie R10 Renard , pero usando 6, 13 y 32 en lugar de 6.3, 12.5 y 31.5; incluye el límite de corriente de 13 A de la BS 1363 británicaenchufes). El interruptor automático está etiquetado con la corriente nominal en amperios , pero excluyendo el símbolo de la unidad, A. En cambio, la cifra de amperios está precedida por una letra, B , C o D , que indica la corriente de disparo instantánea , es decir, el mínimo Valor de la corriente que hace que el disyuntor se dispare sin retraso de tiempo intencional (es decir, en menos de 100 ms), expresado en términos de I n :
TipoCorriente de disparo instantánea
siPor encima de 3 I n
doPor encima de 5 I n hasta 10 I n inclusive
rePor encima de 10 I n hasta 20 I n inclusive
KPor encima de 8 I n hasta 12 I n inclusive
Para la protección de cargas que causan picos de corriente frecuentes de corta duración (aproximadamente 400 ms a 2 s) en funcionamiento normal.
ZPor encima de 2 I n hasta 3 I n inclusive por períodos del orden de decenas de segundos.
Para la protección de cargas como dispositivos semiconductores o circuitos de medición con transformadores de corriente.
Los interruptores automáticos también están clasificados por la corriente de falla máxima que pueden interrumpir; Esto permite el uso de dispositivos más económicos en sistemas que probablemente no desarrollen la alta corriente de cortocircuito que se encuentra, por ejemplo, en un gran sistema de distribución de edificios comerciales.
En los Estados Unidos, Underwriters Laboratories (UL) certifica clasificaciones de equipos, denominadas clasificaciones de serie (o "clasificaciones de equipos integrados") para equipos de interruptores de circuito utilizados para edificios. Los disyuntores de potencia y los disyuntores de media y alta tensión utilizados para sistemas de energía eléctrica o industrial están diseñados y probados según las normas ANSI o IEEE de la serie C37.

Tipos [ editar ]

Panel frontal de un disyuntor de aire de 1250 A fabricado por ABB. Este disyuntor de potencia de bajo voltaje puede retirarse de su carcasa para su mantenimiento. Las características de disparo se pueden configurar mediante interruptores DIP en el panel frontal.
Se pueden hacer muchas clasificaciones de interruptores automáticos, en función de sus características, tales como clase de voltaje, tipo de construcción, tipo de interrupción y características estructurales.

Bajo voltaje [ editar ]

Los tipos de bajo voltaje (menos de 1,000 V CA ) son comunes en aplicaciones domésticas, comerciales e industriales, e incluyen:
  • Disyuntor en miniatura (MCB): corriente nominal de hasta 125 A. Características de disparo que normalmente no son ajustables. Funcionamiento térmico o termomagnético. Los interruptores ilustrados arriba están en esta categoría.
  • Interruptor automático de caja moldeada (MCCB): corriente nominal de hasta 1,600 A. Funcionamiento térmico o termomagnético. La corriente de disparo puede ser ajustable en clasificaciones más grandes.
  • Los interruptores automáticos de bajo voltaje se pueden montar en múltiples niveles en tableros de distribución de bajo voltaje o gabinetes de aparamenta .
Las características de los interruptores automáticos de bajo voltaje están dadas por estándares internacionales como IEC 947. Estos interruptores automáticos a menudo se instalan en recintos extraíbles que permiten la extracción y el intercambio sin desmontar la celda.
Los interruptores automáticos grandes de caja moldeada de bajo voltaje y de potencia pueden tener operadores de motores eléctricos para que puedan abrirse y cerrarse bajo control remoto. Estos pueden formar parte de un sistema de interruptor de transferencia automática para energía de reserva.
Los interruptores automáticos de bajo voltaje también están hechos para aplicaciones de corriente continua (CC), como CC para líneas de metro. La corriente continua requiere interruptores especiales porque el arco es continuo, a diferencia de un arco de CA, que tiende a apagarse en cada medio ciclo. Un disyuntor de corriente continua tiene bobinas de escape que generan un campo magnético que estira rápidamente el arco. Los interruptores automáticos pequeños se instalan directamente en el equipo o se colocan en un panel de interruptores .
Dentro de un interruptor de circuito
El disyuntor en miniatura termomagnético montado en riel DIN es el estilo más común en las unidades de consumo domésticas modernas y los cuadros de distribución eléctrica comercial en toda Europa . El diseño incluye los siguientes componentes:
  1. Palanca del actuador : se utiliza para disparar y restablecer manualmente el disyuntor. También indica el estado del interruptor automático (encendido o apagado / disparado). La mayoría de los interruptores están diseñados para que puedan dispararse incluso si la palanca se mantiene o se bloquea en la posición "on". Esto a veces se denomina operación de "viaje libre" o "viaje positivo".
  2. Mecanismo del actuador: fuerza los contactos juntos o separados.
  3. Contactos: permite la corriente al tocar y rompe la corriente cuando se separa.
  4. Terminales
  5. Tira bimetálica: separa los contactos en respuesta a sobrecorrientes más pequeñas a largo plazo
  6. Tornillo de calibración : permite al fabricante ajustar con precisión la corriente de disparo del dispositivo después del ensamblaje.
  7. Solenoide: separa los contactos rápidamente en respuesta a sobrecorrientes altas
  8. Divisor / extintor de arco

Estado sólido [ editar ]

Los disyuntores de estado sólido , también conocidos como disyuntores digitales, son una innovación tecnológica que promete tecnología avanzada de disyuntores desde el nivel mecánico, hacia el eléctrico. Esto promete varias ventajas, como cortar el circuito en fracciones de microsegundos, un mejor monitoreo de las cargas del circuito y una vida útil más larga. [6]

Magnético [ editar ]

Los disyuntores magnéticos utilizan un solenoide ( electroimán ) cuya fuerza de tracción aumenta con la corriente . Ciertos diseños utilizan fuerzas electromagnéticas además de las del solenoide. Los contactos del interruptor automático se mantienen cerrados mediante un pestillo. A medida que la corriente en el solenoide aumenta más allá de la clasificación del interruptor de circuito, la tracción del solenoide libera el pestillo, lo que permite que los contactos se abran por acción del resorte. Son los interruptores automáticos más utilizados en los Estados Unidos.

Térmico-magnético [ editar ]

Shihlin Electric MCCB con SHT
Disyuntores magnetotérmicos , que son del tipo que se encuentra en la mayoría de los cuadros de distribución.En Europa y países con una disposición de cableado similar, incorpore ambas técnicas con el electroimán respondiendo instantáneamente a grandes sobretensiones en la corriente (cortocircuitos) y la tira bimetálica respondiendo a condiciones de sobrecorriente menos extremas pero a más largo plazo. La parte térmica del disyuntor proporciona una característica de respuesta de tiempo, que dispara el disyuntor antes para sobrecorrientes más grandes, pero permite que persistan sobrecargas más pequeñas durante más tiempo. Esto permite picos de corriente cortos como los que se producen cuando se enciende un motor u otra carga no resistiva. Con sobrecorrientes muy grandes durante un cortocircuito, el elemento magnético dispara el disyuntor sin demora adicional intencional. [7]

Hidráulico-magnético [ editar ]

Un disyuntor magnético-hidráulico utiliza una bobina solenoide para proporcionar fuerza operativa para abrir los contactos. Los interruptores magnético-hidráulicos incorporan una función de retardo de tiempo hidráulico que utiliza un fluido viscoso. Un resorte restringe el núcleo hasta que la corriente excede la clasificación del interruptor. Durante una sobrecarga, la velocidad del movimiento del solenoide está restringida por el fluido. El retraso permite breves sobretensiones de corriente más allá de la corriente de funcionamiento normal para el arranque del motor, la activación del equipo, etc. Las corrientes de cortocircuito proporcionan suficiente fuerza de solenoide para liberar el pestillo independientemente de la posición del núcleo, evitando así la función de retraso. La temperatura ambiente afecta el retraso de tiempo pero no afecta la clasificación actual de un interruptor magnético. [8]
Los grandes interruptores de potencia, aplicados en circuitos de más de 1000 voltios, pueden incorporar elementos hidráulicos en el mecanismo de operación de contacto. La energía hidráulica puede ser suministrada por una bomba o almacenada en acumuladores. Estos forman un tipo distinto de los interruptores automáticos llenos de aceite donde el aceite es el medio de extinción del arco. [9]

Disyuntores comunes (agrupados) [ editar ]

Interruptor de disparo común tripolar para suministrar un dispositivo trifásico. Este interruptor tiene una calificación de 2 A.
Para proporcionar la interrupción simultánea en múltiples circuitos de una falla en cualquiera, los interruptores automáticos se pueden hacer como un conjunto agrupado. Este es un requisito muy común para los sistemas trifásicos, donde la ruptura puede ser de 3 o 4 polos (neutro sólido o conmutado). Algunos fabricantes hacen kits de agrupamiento para permitir que grupos de interruptores monofásicos se interconecten según sea necesario.
En los EE. UU., Donde los suministros de fase dividida son comunes, en los circuitos derivados con más de un conductor con corriente, cada conductor con corriente debe estar protegido por un polo interruptor. Para garantizar que todos los conductores activos se interrumpan cuando se dispara un poste, se debe usar un interruptor de "disparo común". Estos pueden contener dos o tres mecanismos de disparo dentro de un caso, o para pequeños interruptores, pueden unir externamente los polos a través de sus manijas de operación. Los interruptores de disparo comunes de dos polos son comunes en los sistemas de 120/240 voltios donde las cargas de 240 voltios (incluidos los electrodomésticos principales o las placas de distribución adicionales) abarcan los dos cables con corriente . Los interruptores de disparo comunes de tres polos se utilizan generalmente para suministrar energía eléctrica trifásica a motores grandes o cuadros de distribución adicionales.
Los interruptores automáticos separados nunca deben usarse para vivo y neutro, porque si el neutro se desconecta mientras el conductor vivo permanece conectado, surge una condición muy peligrosa: el circuito parece desenergizado (los electrodomésticos no funcionan), pero los cables permanecen activos y algunos dispositivos de corriente residual (RCD) pueden no dispararse si alguien toca el cable con corriente (porque algunos RCD necesitan energía para dispararse). Es por eso que solo se deben usar interruptores de disparo comunes cuando se necesita la conmutación de cable neutro.

Unidades de disparo en derivación [ editar ]

Una unidad de disparo en derivación parece similar a un interruptor normal y los actuadores móviles están 'unidos' a un mecanismo de interruptor normal para operar juntos de manera similar, pero el disparo en derivación es un solenoide destinado a ser operado por una señal de voltaje constante externo, en lugar de una corriente, comúnmente la tensión de red local o  CC. A menudo se usan para cortar la energía cuando ocurre un evento de alto riesgo, como una alarma de incendio o inundación, u otra condición eléctrica, como la detección de sobretensión. Los disparos de derivación pueden ser un accesorio instalado por el usuario para un interruptor estándar, o suministrarse como parte integral del interruptor automático.

Media tensión [ editar ]

Un disyuntor de aire de la marca Siemens montado en una cabina de control del motor.
Los disyuntores de media tensión con una capacidad de entre 1 y 72  kV pueden ensamblarse en líneas de aparamenta de metal para uso en interiores, o pueden ser componentes individuales instalados al aire libre en una subestación . Los interruptores automáticos de corte de aire reemplazaron las unidades llenas de aceite para aplicaciones en interiores, pero ahora están siendo reemplazados por interruptores de circuito de vacío (hasta aproximadamente 40.5  kV). Al igual que los interruptores automáticos de alto voltaje descritos a continuación, estos también son operados por relés de protección de detección de corriente operados a través de transformadores de corriente . Las características de los interruptores de MT están dadas por estándares internacionales como IEC 62271. Los interruptores de circuito de media tensión casi siempre usan sensores de corriente y relés de protección separados., en lugar de confiar en sensores de sobrecorriente térmicos o magnéticos incorporados.
Los disyuntores de media tensión se pueden clasificar por el medio utilizado para extinguir el arco:
  • Disyuntores de vacío: con corriente nominal de hasta 6.300  A, y superior para la aplicación de disyuntores de generador (hasta 16.000  A y 140  kA). Estos interruptores interrumpen la corriente creando y extinguiendo el arco en un recipiente de vacío, también conocido como "botella". Los fuelles de larga duración están diseñados para recorrer los 6–10 mm de los contactos deben separarse. Generalmente se aplican para voltajes de hasta aproximadamente 40,500  V [10], lo que corresponde aproximadamente al rango de media tensión de los sistemas de energía. Los interruptores de circuito de vacío tienen una mayor esperanza de vida entre revisiones que otros interruptores de circuito. Además, su potencial de calentamiento global es mucho menor que el interruptor automático SF 6 .
  • Disyuntores de aire: corriente nominal de hasta 6.300  A y superior para disyuntores de generador. Las características del viaje a menudo son completamente ajustables, incluidos los umbrales y retrasos configurables del viaje. Generalmente controlado electrónicamente, aunque algunos modelos son controlados por microprocesador a través de una unidad de disparo electrónica integral. A menudo se utiliza para la distribución de energía principal en grandes plantas industriales, donde los interruptores están dispuestos en recintos extraíbles para facilitar el mantenimiento.
  • Los disyuntores SF 6 extinguen el arco en una cámara llena de gas hexafluoruro de azufre .
Los disyuntores de media tensión se pueden conectar al circuito mediante conexiones atornilladas a barras colectoras o cables, especialmente en patios de maniobra exteriores. Los disyuntores de media tensión en las líneas de aparamenta a menudo se construyen con una construcción extraíble, lo que permite la extracción del disyuntor sin alterar las conexiones del circuito de alimentación, utilizando un mecanismo accionado por motor o manual para separar el disyuntor de su caja.

Alto voltaje [ editar ]

Artículo principal: Aparamenta de alta tensión
Tres interruptores automáticos monofásicos soviéticos / rusos de 110 kV
Interruptores automáticos de tanque vivo de 400 kV SF 6
Las redes de transmisión de energía eléctrica están protegidas y controladas por interruptores de alto voltaje. La definición de alto voltaje varía, pero en el trabajo de transmisión de energía generalmente se cree que es 72.5 kV o más, según una definición reciente de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Los interruptores de alto voltaje casi siempre funcionan con solenoide , con relés de protección de detección de corriente operados a través de transformadores de corriente . En las subestaciones, el esquema de relé de protección puede ser complejo, protegiendo equipos y buses de varios tipos de sobrecarga o falla a tierra / tierra.
Los interruptores de alto voltaje se clasifican en términos generales por el medio utilizado para extinguir el arco:
Debido a las preocupaciones ambientales y de costos por los derrames de petróleo aislantes, la mayoría de los nuevos interruptores usan gas SF 6 para apagar el arco.
Los disyuntores se pueden clasificar como tanque vivo , donde el recinto que contiene el mecanismo de ruptura está en potencial de línea, o tanque muerto con el recinto en potencial de tierra. Los disyuntores de CA de alto voltaje están disponibles habitualmente con valores nominales de hasta 765 kV.  Siemens lanzó 1.200 kV en noviembre de 2011 [11], seguido por ABB en abril del año siguiente. [12]
Los disyuntores de alto voltaje utilizados en los sistemas de transmisión pueden estar dispuestos para permitir que se dispare un solo polo de una línea trifásica, en lugar de disparar los tres polos; Para algunas clases de fallas, esto mejora la estabilidad y disponibilidad del sistema.
Los interruptores automáticos de corriente continua de alto voltaje siguen siendo un campo de investigación a partir de 2015. Estos interruptores serían útiles para interconectar sistemas de transmisión HVDC. [13]

Hexafluoruro de azufre (SF 6 ) de alto voltaje [ editar ]

Artículo principal: disyuntor de hexafluoruro de azufre
Un disyuntor de hexafluoruro de azufre usa contactos rodeados por gas de hexafluoruro de azufre para apagar el arco. Se usan con mayor frecuencia para voltajes de nivel de transmisión y pueden incorporarse en celdas compactas con aislamiento de gas. En climas fríos, puede ser necesario un calentamiento adicional o una reducción de la capacidad de los disyuntores debido a la licuefacción del gas SF6.

Desconexión del disyuntor (DCB) [ editar ]

El disyuntor de desconexión (DCB) se introdujo en 2000 [14] y es un disyuntor de alto voltaje modelado a partir del disyuntor SF 6 . Presenta una solución técnica donde la función de desconexión está integrada en la cámara de ruptura, eliminando la necesidad de seccionadores separados. Esto aumenta la disponibilidad , ya que los contactos principales del interruptor de desconexión al aire libre necesitan mantenimiento cada 2–6 años, mientras que los interruptores automáticos modernos tienen intervalos de mantenimiento de 15 años. La implementación de una solución DCB también reduce los requisitos de espacio dentro de la subestación y aumenta la confiabilidad , debido a la falta de seccionadores separados. [15] [16]
Para reducir aún más el espacio requerido de la subestación, así como para simplificar el diseño y la ingeniería de la subestación, se puede integrar un sensor de corriente de fibra óptica (FOCS) con el DCB. Un DCB de 420 kV con FOCS integrado puede reducir la huella de una subestación en más del 50% en comparación con una solución convencional de interruptores de tanque con desconectadores y transformadores de corriente , debido a la reducción de material y a la falta de medio de aislamiento adicional. [17]

Dióxido de carbono (CO 2 ) de alto voltaje [ editar ]

En 2012, ABB presentó un  interruptor de alto voltaje de 75 kV que utiliza dióxido de carbono como medio para extinguir el arco. El interruptor de dióxido de carbono funciona según los mismos principios que un interruptor de SF 6 y también se puede producir como un interruptor de circuito de desconexión. Al cambiar de SF 6 a CO 2 , es posible reducir las emisiones de CO 2 en 10 toneladas durante el ciclo de vida del producto.
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