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TEMA: PROTECCION DE CIRCUITOS ELECTRICOS CON INTERRUPTOR AUTOMATICOARIZA OLORTEGUI ROOSEVELTH Código: 1023120308

ZARATE MUÑOZ FERNANDOCódigo: 1023120478

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EL CODIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD

OBJETIVO:Establecer las reglas preventivas para salvaguardar las condiciones de seguridad de las personas, de la vida animal y vegetal, y de la propiedad, frente a los peligros derivados del uso de la electricidad; así como la preservación del ambiente y la protección del patrimonio Cultural de la Nación.Cumpliendo con las reglas del código, utilizando materiales y equipos eléctricas aprobados o certificados y efectuando la instalación, operación y mantenimiento apropiados, con personal calificado y autorizado, se lograra una instalación esencialmente segura.

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¿Qué protegemos?

En una instalación eléctrica se busca la mayor continuidad de servicio, es por ello que la elección de un aparato de protección contempla 2 objetivos obligatorias:

Proteger a las personas: se realiza contra contactos directos e indirectos. Proteger la instalación: destinada a protegerla contra sobrecarga y cortocircuito.

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DEFINICIONES

SOBREINTESIDAD: Corriente que excede la corriente nominal.Pueden estar motivados por: Sobrecargas Corto circuitosTodo circuito estará protegido contra los efectos de las sobreintensidades que puedan presentarse en el mismo, para lo cual la interrupción de este circuito se realizara en un tiempo conveniente.

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SOBRECARGA

Sobrecarga es el fenómeno que se presenta cuando en una instalación la cantidad de corriente demandad es superior a los limites de capacidad de conducción del conductor y/o interruptor termomagnetica. Corriente de sobrecarga:

sobreintensidad que ocurre en un circuito en ausencia de una falla eléctrica.

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EFECTOS DE LAS SOBRECARGAS

La corriente que fluye en un circuito esta determinada por las cargas alimentadas. Esta información se utiliza para seleccionar los conductores adecuados.

Si la carga en un circuito aumenta demasiado, se producirá una condición de sobrecarga, se generara un calentamiento mayor que el que puede soportar el aislante y puede dañarlo. Esto lleva a su vez a los cortocircuitos y a otros riesgos eléctricos, como incendios.

El punto al cual la corriente en un conductor excede la temperatura de régimen de su aislamiento es llamado punto critico.

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CORTOCIRCUITO

Es el fenómeno que se presenta cuando dos o mas fases se ponen accidentalmente en contacto entre si.

Cortocircuito en una red de distribución

Corriente de cortocircuito: sobre intensidad que se deriva de un cortocircuito debido a una falla o a una conexión incorrecta en un circuito eléctrico.

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EFECTOS DE LOS CORTOCIRCUITOS

Producen disturbios en los dispositivos electrónicos que se encuentran cerca de el

Pueden producir deformaciones o ruptura de partes

Durante un cortocircuito se producen aumentos de temperatura bruscos e intensos. Todos los equipos y conductores que son atravesados por las corrientes de cortocircuito se ven afectados, que pueden producir deformación de los dispositivos y destrucción del material aislante con riesgo a la producción de incendios y electrocuciones.

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CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO ICU

Máxima corriente cortocircuito que el interruptor puede soportar.La capacidad del interruptor debe ser mayor o igual a la capacidad de cortocircuito en el punto de instalación.

La capacidad de cortocircuito depende de: La impedancia de cortocircuito

del transformador. La distancia del punto de

instalación a este. La sección de cable.

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¿Qué dispositivos se utilizan para la protección?

FUSIBLES

Son dispositivos que tienen un elemento que se funde con el paso de la corriente y de este modo corta el circuito eliminando la falla (cortocircuito).

Se utilizan para la protección contra cortocircuitos.

INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS

Son aparatos que disponen de elementos que detectan los sobrecorrientes y abren automáticamente el circuito.

Se utilizan para la protección contra sobrecargas y cortocircuitos.

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¿Qué es un interruptor automático?

Un interruptor automático es un aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales y anormales del circuito ( cortocircuito y sobrecarga)

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Normativas a Nivel Mundial

IEC: COMISIÓN ELECTROTÉCNICA INTERNACIONAL.

Norma Europea que es aplicado en el Perú.

Es una organización de normalización en los campos eléctricos, electrónicos y tecnologías relacionadas. Numerosas normas se desarrollan conjuntamente con la ISO.

NEMA: ASOCIACIÓN NACIONAL DE FABRICANTES ELÉCTRICAS.

Es una asociación industrial estadunidense responsable de numerosos estándares industriales comunes usados en el campo de la electricidad.

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Interruptores Riel DIN¿Qué dice la norma IEC 60898?

Los interruptores de riel DIN cubiertos por esta norma están fabricados para trabajar en circuitos de tensión alterna menor o igual a 415 V, donde el corte de la corriente se hace en aire, y cuyos valores de corriente nominal son iguales o menores a 125 A.

Su uso es para instalaciones domesticas tal como es el caso de una casa. La norma 60898 tiene la responsabilidad de describir las exigencias de interruptores que, por estar instalados en residencias, van a estar bajo uso de personas no instruidas en temas de electricidad.Una de las consecuencias de esto es que a estos interruptores no se les permite tener accesible en su frente ningún tipo de regulación.

La dominación genérica internacional de los interruptores comprendidos en la norma 60898 es MCB ( miniature circuit-breaker)

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Partes de un Interruptor Automático

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Interruptores Caja Moldeada

Aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, así como establecer, soportar durante un tiempo determinado, e interrumpir corrientes en las condiciones anormales especificadas del circuito, tales como las de cortocircuito.

¿Qué dice la norma IEC 60947-2?Determina las características de fabricación y ensayos de los interruptores para uso industrial:Voltaje hasta 1000V AC o 1500V DCPersonas técnicamente capacitadas.

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Normativas de Interruptores.

IEC 60898/60947-2

Define las características y pruebas de los interruptores del tipo miniatura para uso domestico, comercial.

IEC 60947-2

Define las características y pruebas de los interruptores automáticos para uso industrial.

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Tipos de Interruptores

De acuerdo a su capacidad de ruptura. Baja capacidad de ruptura (Residencial) 3-6KA Capacidad de apertura Normal 10KA Alta capacidad de ruptura 20-25KA

Desde el punto de vista normativo Interruptores automáticos para uso residencial: que

están regidos por la Norma IEC 60898 y que incluye básicamente a los interruptores automáticos miniatura y son modulares (MCB)

Interruptores automáticos para uso industrial: que están regidos por la Norma IEC 60947-2 y que incluye a los interruptores de caja moldeada (MCCB) y a los interruptores automáticos en aire (ACB)

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De acuerdo a su tamaño y construcción Interruptores automáticos miniatura (Miniature Circuit

Breaker-MCB): son pequeños interruptores modulares(unipolares o multipolares), destinados a la protección de cables, especialmente para instalaciones residenciales.

Interruptores de caja moldeada (moldedCase CircuitBreaker-MCCB): son los que tienen una caja soporte de material aislante moldeado que forman una parte integral del interruptor automático.

Interruptores en aire (Air CircuitBreaker-ACB): son interruptores del tipo abierto para protección de instalaciones con rangos de corrientes mayormente desde 400A

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Tipos de curva

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Corrientes convencionales de disparo y no disparo

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Características NominalesPoder de corte: Los interruptores automáticos tienen dos poderes de corte que la caracterizan ambas indicadas en Amper:

ICU: PODER DE CORTE ULTIMO.

Es el máximo valor de corriente que el interruptor es capaz de interrumpir (por ejemplo 6000

ICS: PODER DE CORTE EN SERVICIO

Es expresado en porcentaje de Icu, representa la capacidad del interruptor de abrir una corriente de corto circuito tres veces seguidas, y a continuación de esto, poder brindar un servicio en idénticas condiciones a las normales.

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Características Nominales

TENSIÓN NOMINAL UN Ò UE Es la tensión a la que se

refieren sus características de funcionamiento ( 230 y 400V), mientras que la tensión de aislamiento UI es la de ensayo dieléctrico y de corrientes de fuga. Los catálogos de los fabricantes indican frecuentemente, el primero de los valores, llamándolo tensión nominal Un (Un=Ue ). En general, UI es el valor mayor admisible de Un.

CORRIENTE NOMINAL INCorriente que el interruptor puede soportar en régimen interrumpido ( es decir, sin dispararse) a una temperatura de referencia especificad de 30 °C. Como regla, los fabricantes de interruptores termo magnéticas indican, además de los valores de In a la temperatura de referencia, su variación con la temperatura.

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Marcas e indicaciones del producto

Según la IEC 60898, cada interruptor debe tener distintas indicaciones, pero merece la atención como debe ser identificado el valor de corriente nominal In, el tipo de Curva, el poder de corte Icn y la Clase de limitación de corriente.

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Selección

Para asegurar la correcta protección es necesario que se cumpla la siguiente regla:

IB Donde: IB :Corriente demandada por la carga circuito. In :Corriente nominal del interruptor. Iz :Capacidad de conducción del cable.

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Selección

Sabemos que un interruptor termomagnético; se debe de tener en cuenta la corriente que consume la carga.Por ejemplo una paliducha de 5000W, que interruptor ¿termomagnetico seleccionaríamos? P=5000W V=220V P=VxII=P/V = 5000/220= 22.73 ASelección del interruptor⇒ ITM=25A

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Aplicación del interruptor automático en residencial.

Se tiene una vivienda de alimentación monofásico 220 VAC con los siguiente datos:1. Se tiene una unidad de vivienda de 120, el área techada

es de 94.65 y área libre ( no techada) de 25.35. Además la carga unitaria por salida es de 25w/ para áreas techadas + 5w/ para áreas no techadas, para alumbrado.

Considerar factor de potencia de 0.852. La potencia por cada salida de tomacorriente es de 180VA

(considerar factor de potencia 0.8). El C.N.E. establece que se debe tener como máximo 12 salidas por circuito.

3. Se tiene una terma de 20 litros que consume 120w además se debe prender a las 5:30 am y apagar a las 6:00 am de lunes a viernes.

4. Se tiene un motor de bomba de agua de 1HP y eficiencia 0.98.

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Calculo del interruptor térmico para el circuito de alumbrado

Potencia para el área techada: 25w/x 94.65 =2,366.25wPotencia para área no techada: 5w/x 25.35 =126.75wPotencia total para alumbrado:P(alumbrado)=2.366.25w+126.75w=2.493wReemplazando en la formula P=V x I x cos∅ 2.493=220 x I X 0.85 I=2493/(220x0.85) = 13.33ª El interruptor termomagnetico será de 2x16A.

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Calculo del interruptor térmico para el circuito de tomacorrientes

Potencia activa será = 180x0.8 = 144w

Potencia aparente: 180VA

Potencia activa: 180 x cos∅

Potencia reactiva

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Reemplazando en la formula P = V x I x cos∅ 144=220xIx0.8 I= 144/(220x0.8) = 0.8181AConsiderando las 12 salidas: 0.8181 x 12 = 9.82APodemos elegir de 10 amperios pero es muy cercano al valor calculado. El interruptor termomagnetico será de 2x16A

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Calculo del interruptor para la terma:

Reemplazando en la formula P = V x I x cos∅ 1200=220xIxcos∅ I= 1200/(220x1) = 5.45A El interruptor seleccionado será de 2x10A

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Sabemos: 1HP = 746 w Para el motor la formula es : P = V x I x cos∅ x n n = es la eficacia I=746/(220x0.85x0.98) = 4.07ªConsiderando un factor del 25% debido a la corriente de arranque. I = 1.25 x 4.07 = 5.09ª El interruptor seleccionado será 2x10A

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GRACIAS