Clase-Selectividad-y-Coodinacion-de-Las-Protecciones.

1. SELECTIVIDAD Y COORDINACIÓN
DE LAS PROTECCIONES
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

2. CONCEPTO DE SOBRECARGA
 SOBRECARGA ELÉCTRICA: Elevación de la corriente de trabajo de un circuito entre
uno a cinco veces la corriente nominal.
 SOBRECARGA DE MOTORES: Elevación de la corriente hasta máximo ciento
veinticinco por ciento de la corriente nominal y en un tiempo máximo de una hora.
 ELEMENTO DE PROTECCIÓN: El Interruptor termomagnético.
 PARTES DE UN INTERRUPTOR TERMOMGNÈTICO
 CURVA DE FUNCIONAMIENTO DE UN INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO

3. TIPOS DE PROTECCIÓN
 Interruptores Térmicos. Proteje contra sobrecarga debido a la dilatación del elemento
bimetálico.
 Interruptores Magnéticos: Proteje contra cortocircuito debido a la apertura rápida del
elemento magnético.
 Interruptores Termomagnéticos: Proteje contra sobrecarga y cortocircuito.
 Interruptores electrónicos.

4. El elemento térmico:
• Este dispositivo de la protección está formado por un bimetal,
mismo que se dilata con el calor que produce el exceso de
corriente, haciendo actuar el mecanismo de apertura del
interruptor, que desconecta el circuito.

5. El elemento magnético
• Esta parte de la protección está formada por una bobina, es decir,
un conductor enrollado con gran cantidad de vueltas alrededor de
un núcleo magnético, que al ser recorrido por una corriente
eléctrica genera una acción magnética.

6. INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO
• Dispositivo que se encarga de abrir el circuito de una instalación
eléctrica en caso de sobre corriente o como para la conexión y
desconexión de cargas eléctricas.
• A diferencia de los fusibles pueden volver a ser utilizados
manualmente después del despeje de una falla en los circuitos
alimentadores principales o en circuitos derivados.

7. CARACTERISTICAS
• Calibre: Es la corriente para la cual esta diseñada el dispositivo
• Voltaje máximo de trabajo
• Poder de corte: Intensidad máxima a la que el disyuntor puede
interrumpir.
• Poder de cierre: intensidad máxima que puede circular por el
dispositivo en el momento de cierre sin que este sufra daños por
choque eléctrico

8. • Numero de polos:
Numero máximo de
conductores que se
pueden conectar al
disyuntor

9. • Sistema de fijación:
Para corrientes nominales menores o
iguales a 100A los interruptores termo
magnéticos deberán permitir montarse
mediante riel DIN.
Para corrientes nominales mayores a
100A, los interruptores termo
magnéticos deberán
permitir montarse mediante tornillos.
Los interruptores termo magnéticos en
ambos casos irán montados en una
aislante envolvente.

10. • GRADO DE PROTECCION
El grado de protección del interruptor será al menos IP20, de acuerdo
con la norma UNE 20 324.
• BORNES DE CONEXIÓN
La conexión de los cables de alimentación y de salida deberá efectuarse
fácilmente con una sola herramienta y por la parte frontal.
Los bornes de los interruptores termo magnéticos serán bimetálicos y
estarán provistos para conectar los cables directamente. El tornillo
debe apretar directamente sobre la paleta del terminal del conductor
o, eventualmente, sobre el conductor mismo. Dichos conductores
serán de Cu y Al con secciones que varían entre Cu 6 mm2 y Al 95
mm2, según se indica en la siguiente tabla:

12. • Las normas técnicas para instalaciones eléctricas (NOM-
001-SEDE),establecen que las navajas del desconectado
estén colocadas en forma que cuando abran tiendan a caer
por efecto de gravedad.
La caja que contiene al disyuntor debe estar ubicada a mas
1.80 metros del suelo

13. PARTES DE UN INTERRUPTOR
TERMOMAGNÉTICO

14. • Los disyuntores mas utilizados son los que trabajan con corriente
alterna, aunque existen también para los que tienen corriente
continua.

15. ¿QUÉ HACER CUANDO SALTA
LA LLAVE TÉRMICA?
• Desconectar todos artefactos y verificar el estado de sus
enchufes si se presenta alguna anormalidad en estos , entonces
esto podría ser la causa del corto, dejándolo desenchufado
cerramos la llave para dar electricidad nuevamente.
• Si nuevamente la llave térmica salta, es el momento de contar
con un electricista, el problema puede estar en algún toma
corriente, en el recorrido de los cables o en algún empalme.

16. CURVAS DE DISPARO
Para los interruptores automáticos
divisionarios, la corriente magnética se
ajusta en fábrica según la norma
internacional EN 60898:
• Curva B: 3 a 5 In
• Curva C: 5 a 10 In
• Curva D: 10 a 20 In
Pueden utilizarse igualmente otros tipos de curvas:
• Curva Z: 2,4 a 3,6 In
• Curva MA: 12 a 14 In

17. Por regla
general,
se utilizan los
interruptores con
curva C para las
aplicaciones
usuales de
distribución.

18. RELE TERMICO
• Un relé térmico es un aparato diseñado para la protección de motores contra sobrecargas
débiles y prolongadas, fallo de alguna fase y diferencias de carga entre fases.
• Valores estándar: 660 Vc.a. para frecuencias de 50/60 Hz.
El aparato incorpora dos contactos auxiliares (NO-97-98 y NC-95-96), para su uso en el
circuito de mando.
• Dispone de un botón regulador-selector de la intensidad de protección.
• Ejemplo.- In: 1,6 hasta 3,2A.
• Además, incorpora un botón de prueba (STOP), y otro para RESET.

19. FUNCIONAMIENTO
Si el motor sufre una avería y se produce una sobre
intensidad, unas bobinas calefactoras (resistencias arrolladas
alrededor de un bimetal), consiguen que una lámina
bimetálica, constituída por dos metales de diferente
coeficiente de dilatación, se deforme, desplazando en este
movimiento una placa de fibra, hasta que se produce el
cambio o conmutación de los contactos.
El relé térmico actúa en el circuito de mando, con dos
contactos auxiliares y en el circuito de potencia, a través
de sus tres contactos principales.

20. SIMBOLOGÍA NORMALIZADA:

22. CARACTERÍSTICAS DEL DISPOSITIVO
DE LA PROTECCIÓN CONTRA
SOBRECARGAS
• Un dispositivo de protección debe ser instalado en cada punto
donde exista una reducción de la Corriente admisible del circuito
“Iz” (una reducción de la sección del cable, una reducción debida al
tipo de instalación o al tipo de cable, etc.), en particular en el
origen de cada circuito.
• El dispositivo de protección debe permitir el flujo de la corriente
de diseño del circuito protegido en forma indefinida.
• El dispositivo debe interrumpir las sobre corrientes en un tiempo
menor al dado por la característica térmica del cable.
• El dispositivo debe tener una Capacidad de Interrupción o Poder
de Interrupción corriente de cortocircuito presumida en el punto
donde se instale el mismo.

23. PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGAS

24. PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGAS
CON INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS:

25. SELECTIVIDAD

26. SELECTIVIDAD
Es el estudio de las
protecciones contra
sobre corrientes tal que
frente a un defecto
producido en un punto
cualquiera de la instalación, el defecto
sea eliminado por el
dispositivo de protección
situado inmediatamente por
encima del defecto y sólo por
él, asegurando la continuidad del
servicio del resto de la instalación.

27. Selectividad total:
La selectividad
entre dos
dispositivos D1 y
D2 es total, si para
cualquier corriente
en el circuito
protegido por D2
(sobrecarga o
cortocircuito hasta el
PdC del dispositivo
D2), sólo opera el
dispositivo D2.

28. Selectividad parcial:
La selectividad entre
dos dispositivos D1
y D2 es parcial
cuando sólo opera
el dispositivo D2 para
una corriente
(corriente límite de
selectividad), y en el
caso de corrientes
(operan ambos
dispositivos D1 y D2.

29. TABLAS DE SELECTIVIDAD ENTRE
INTERRUPTORES:
• Los proveedores entregan tablas que permiten determinar la selectividad entre los
distintos modelos de una misma marca de interruptores ubicados aguas arriba y
aguas abajo.
• En las tablas se indican en las filas los modelos y las corrientes nominales de la
unidad de disparo térmico de los interruptores ubicados aguas abajo y en las
columnas los modelos y las corrientes nominales de las unidades de disparo térmico
de los interruptores ubicados aguas arriba.

32. Características
 El interruptor termomagnético de la línea MBW protege
principalmente instalaciones eléctricas contra la sobrecarga
y el cortocircuito. Para corrientes de 2A hasta 63A , el MBW
son disponibles en 1 polo , 2 polos , 3 polos y 3 polos con
neutro.
 Posee mecanismo de " disparo libre " garantizando la
actuación del interruptor aún cuando en forma mecánica se
mantenga la palanca de accionamiento en posición de
conexión.
 Son utilizados contactos especiales de plata que ofrecen
seguridad contra soldadura.
Los terminales están protegidos
contra contacto directo
accidental.
 Posee cámara extintora del arco ,
 disparador térmico para
protección de sobrecarga y disparador
electromagnético
para protección de cortocircuitos.

33. CURVAS DE DISPARO
Los interruptores termomagnéticos MBW responden en sus
características de disparo a las curvas de disparo B y C, de la
norma IEC 60 898.
Curva B
El interruptor de curva B tiene como
característica principal el disparo
instantáneo para corrientes de 3 hasta
5 veces la corriente nominal.
Son empleados en la protección de
circuitos domiciliarios o comerciales.
Curva C
El interruptor de curva C tiene como
característica principal el disparo
instantáneo para corrientes de 5 hasta
10 veces la corriente nominal.
Son empleados en la protección de
circuitos con cargas inductivas.

35. CÁLCULO DE LA CORRIENTE DEL DISPOSITIVO
DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGA
1. Una línea.
• 𝐼𝑠𝑐 ≤ 1.25 𝑥 𝐼𝑛
2. Varias cargas en paralelo con todas las potencias iguales.
• 𝐼𝑛2 = 𝐼𝑖 , ∀ i = 1,2,3,…,k
• 𝐼𝑠𝑐2 ≤ 1.25 𝑥 𝐼𝑛2
3. Varias cargas en paralelo con una potencia máxima.
• 𝐼𝑛2 = 𝐼𝑖 + 0.25 𝑥 𝐼𝑛 , ∀ i = 1,2,3,…,k 𝐼𝑛 = carga de mayor potencia
• 𝐼𝑠𝑐2 ≤ 1.25 𝑥 𝐼𝑛2

36. COORDINACIÓN DE LA PROTECCIÓN

37. EJEMPLOS
• Definición y características de la selectividad y Coordinación de las protecciones
• Teoría de selectividad entre interruptores
• Ejemplo de selectividad entre interruptores
• Teoría de selectividad entre dos fusibles
• Teoría de selectividad entre un fusible y un interruptor termomagnético
• Ejemplo de selectividad entre un fusible y un interruptor termomagnético
• Teoría de selectividad entre dos protecciones diferenciales
• Ejemplo de selectividad entre dos protecciones diferenciales

38. SELECTIVIDAD Y COORDINACIÓN DE LAS
PROTECCIONES
Características principales:
• Debe delimitar la falla a la menor área
posible
• La protección que este más próxima debe
operar primero y si esta no opera, la que
sigue detrás debe operar inmediatamente y
así sucesivamente
• Su funcionamiento escalonado que
partiendo desde el punto de falla debe ir
acercándose al punto de alimentación si es
que fuera necesario.

39. SELECTIVIDAD ENTRE DOS DISYUNTORES
• Selectividad de corriente • Selectividad de tiempo

40. EJEMPLO DE SELECTIVIDAD ENTRE
INTERRUPTORES
Problema 1) En el siguiente diagrama seleccionar el interruptor termomagnético
adecuado, teniendo en cuenta solo la selectividad amperimétrica
3𝑥25𝐴
3𝑥15𝐴
3𝑥10𝐴
3𝑥35𝐴
3𝑥25𝐴
A
B
C
• 𝐴 > 10Amp + 15Amp + 25Amp
• B > 25Amp + 35Amp
• 𝐶 > 𝐴 + 𝐵
• A= 60Amp
• B= 70Amp
• C= 140Amp

41. Problema 2) En el siguiente diagrama seleccionar el interruptor termomagnético
adecuado, teniendo en cuenta la selectividad amperimétrica
3𝑥10𝐴
3𝑥25𝐴
3𝑥20𝐴
3𝑥15𝐴
3𝑥15𝐴
3𝑥10𝐴
3𝑥10𝐴
3𝑥15𝐴
3𝑥15𝐴
3𝑥30𝐴
3𝑥80𝐴
A
B
C
D
E
F
• 𝐴 > 10Amp + 25Amp + 20Amp
• B > 15Amp + 15Amp
• 𝐶 > 10𝐴𝑚𝑝 𝑥2 + 15𝐴𝑚𝑝 𝑥2 + 30𝐴𝑚𝑝
• D > A +B
• E > C + 80Amp
• F > D +E
• A= 60Amp
• B= 40Amp
• C= 90Amp
• D= 100Amp
• E= 200Amp
• F= 300Amp

42. Problema 3) En el problema 1 se hizo una selección amperimétrica ahora se escogerá
el interruptor termomagnético tomando en cuenta la selección cronométrica.
Seleccionar cual corresponde de las siguientes curvas
3𝑥25𝐴
3𝑥15𝐴
3𝑥10𝐴
3𝑥35𝐴
3𝑥25𝐴
A
B
C
𝑡1
𝑡2
𝑡3
𝑡1 < 𝑡2 < 𝑡3
𝑻𝒆𝒓𝒎𝒐𝒎𝒂𝒈𝒏é𝒕𝒊𝒄𝒐 𝟔𝟎 𝑨
𝐴
𝒄
𝐵
𝑡2
𝑡3
𝑡1

43. SELECTIVIDAD ENTRE DOS FUSILES
• El esfuerzo térmico de pre-arco del
fusible aguas arriba debe ser superior
al esfuerzo térmico total del fusible de
aguas abajo.
• Si el esfuerzo total de fusible aguas
abajo es superior al esfuerzo de pre-
arco del fusible aguas arriba, mala
selectividad.

44. SELECTIVIDAD ENTRE FUSIBLE Y UN
INTERRUPTOR
Hay selectividad entre fusible y
interruptor siempre que el esfuerzo
térmico de pre-arco del fusible sea
superior al esfuerzo térmico total de
ruptura del interruptor
La selectividad será por consiguiente
asegurada hasta el valor de corriente
llamado UMBRAL DE
SELECTIVIDAD (Punto de
intersección de las dos curvas).

45. FILIACIÓN
Muchos interruptores automáticos son limitadores de corriente y de energía, lo que
permite coordinar interruptores utilizando el concepto de Filiación.
• La norma IEC de instalaciones de baja tensión admite instalar un interruptor (D2)
con una capacidad de interrupción última (Icu) menor al valor de la máxima corriente
de cortocircuito presumida en el punto de instalación, con la condición de que otro
interruptor (D1) instalado aguas arriba cumpla las siguientes condiciones:
1) Tenga una capacidad de interrupción última mayor o igual a la máxima corriente de
cortocircuito presumida en el punto donde esté instalado: 𝐼𝐶𝑢(𝐷1) ≥ 𝐼"𝑘𝑀𝐴𝑋
2) Las características de ambos interruptores estén coordinadas de forma tal que la
energía específica que dejan pasar los mismos no sea mayor a la que puede resistir
sin sufrir daño el interruptor instalado aguas abajo (D2) y los cables protegidos por
estos interruptores

46. SELECTIVIDAD ENTRE DOS PROTECCIONES
DIFERENCIALES
• Selectividad amperimétrica • Selectividad cronométrica

47. EJEMPLO SELECTIVIDAD ENTRE DOS
PROTECCIONES DIFERENCIALES

48. PREGUNTAS
1)¿En qué consiste la coordinación de protecciones?
-Consiste en un estudio organizado tiempo vs corriente de todos los dispositivos en serie desde la
carga hasta la fuente. Este estudio es una comparación del tiempo que toma cada uno de los
dispositivos individuales para operar cuando ciertos niveles de corriente normal o anormal pasa a
través de los dispositivos de protección.
2)¿Qué es un sistema de combinación en serie de protección según CNE?
-Sistema de combinación en serie de protección: es aquel en la que un interruptor o un fusible se
conecta en serie con otro interruptor aguas abajo, que tiene una capacidad de interrupción menor
que la corriente de falla de la instalación donde se ubica el interruptor de mayor capacidad. La
capacidad de interrupción de este último es siempre por lo menos igual a la corriente de falla del
sistema.