El documento describe diferentes tipos de desconectadores (switches) y fusibles utilizados en instalaciones eléctricas de baja tensión. Explica que existen desconectadores para corriente alterna y directa, y que la mayoría son para corriente alterna. También describe diferentes clasificaciones y aplicaciones de fusibles, como fusibles limitadores y no limitadores de corriente de acuerdo a normas UL. Finalmente, cubre conceptos como cálculo de componentes de alimentadores y protección contra cortocircuitos.

2. Los Desconectadores o Switches
Existe un gran número de componentes eléctricos que se usan en las instalaciones eléctricas, como
son: las tapas, los contactos, los desconectadores, los fusibles, los contactos, los interruptores, los
conductores eléctricos, etc. Los desconectadores o switches, forman parte de estos componentes y
están diseñados para cumplir funciones específicas, como por ejemplo, si van sobrepuestos en muro
o embebidos en las paredes, si son tipo sencillo o para funciones de dos o tres vías, etcétera.
Hay dos tipos de desconectadores básicamente, unos para ser usados en corriente alterna
exclusivamente y otros en corriente directa, pero debido a que la corriente directa no es tan común,
aproximadamente el 95% de la producción de los switches es en corriente alterna. El tamaño de los
switches está en función de su aplicación (accionan motores, lámparas, etc) o de su capacidad de
corriente en amperes, aún cuando para los propósitos de especificación, se requiere indicar la
corriente y el voltaje, por ejemplo, para aplicaciones en instalaciones residenciales. o comerciales en
baja tensión, se pueden tener las características indicadas en la tabla siguiente:

3. En el caso de aplicación de los desconectadores para motores en baja tensión, se relaciona la potencia
en HP con el voltaje de operación, de acuerdo a la tabla siguiente:

4. El Principio de Los Desconectadores (Switches)
Un desconectador no es una carga, y por lo mismo, no requiere de corriente o potencia eléctrica.
Siempre se conecta en serie con la línea de alimentación y nunca en paralelo. Una carga requiere
de potencia eléctrica y siempre se conecta en paralelo con la línea de alimentación, de aquí que
con frecuencia las cargas y los desconectadores se consideran elementos opuestos.
ASPECTO DE UN DESCONECTADOR SENCILLO

5. Los Fusibles
En las instalaciones eléctricas, se pueden presentar corrientes que sean mayores que los
valores nominales o máximos de operación de los cables o conductores, o bien, de los
equipos. Estas sobrecorrientes se pueden presentar básicamente por dos causas:
sobrecargas y cortocircuito. Para proteger a los equipos y las instalaciones contra estas
sobrecorrientes, se usan dispositivos que las detecten y puedan operar en un cierto tiempo,
tal es el caso de los fusibles o los interruptores termomagnéticos usados en instalaciones
residenciales, industriales o comerciales.
Los fusibles son, de hecho, los más viejos dispositivos de protección contra sobrecorrientes
y su desarrollo original se debe a Edison, por la misma época en que inventó otros
componentes eléctricos; cuando se comenzó a desarrollar la industria eléctrica hacia finales
de los 1800's, todo esto como resultado del descubrimiento de la lámpara eléctrica, que fue
el inicio formal de la utilización de la energía eléctrica y de todo tipo de instalaciones
eléctricas.

6. El principio de operación de los fusibles se podría decir que es el mismo, con algunas pequeñas
variantes. También existen diferencias desde el punto de vista constructivo, las cuales se presentan
principalmente dependiendo de si se trata de fusibles en baja tensión (menores de 1000 volts) o en
alta tensión, para aplicaciones residenciales o industriales, para ser coordinados con otros
elementos de protección que no son fusibles, o con fusibles. Los tipos básicos de fusibles son el
cartucho, el de navaja y el tipo rosca.

8. Clasificación de Los Fusibles
Existen distintos tipos de clasificación de los fusibles, la mayoría está en función de su aplicación y
se hacen generalmente basadas en aspectos normativos, de aquí que una clasificación muy conocida
es la que se realiza por parte de la UL (Underwriters Laboratories) en los Estados Unidos. Esta
clasificación agrupa a los fusibles en dos categorías básicas:
Fusibles no limitadores de corriente
Que son aquellos tipo tapón (con rosca) o de tipo cartucho, denominados clase H y que tienen
capacidad para interrumpir corrientes de falla en forma segura hasta unos 10,000 A, pero no son
limitadores de corriente. Generalmente su aplicación se encuentra entre los 250 y 600 V,
concorrientes hasta 600 A.
Fusibles limitadores de corriente
Se clasifican de acuerdo a una letra de identificación como: Clase J, H y L, A y T.

9. Clase J
Los fusibles clase J son limitadores de corriente y están diseñados para operar a 600 V o menos;
tienen capacidad para interrumpir corrientes de falla hasta de 20,000 Amperes; su valor de corriente
nominal puede llegar a ser hasta 600 A.
Clase MH
Estos son fusibles limitadores de corriente con tres designaciones: H-1, K-5 y K-9, cada clasificación
tiene límites específicos de corrientes pico que circulan por ellos y de valores I²t, las capacidades
interruptivas para los K-1, K-5 y K-9 son 50,000, 100,000 y 200,000 A respectivamente. Estos Fusibles
se designan como con "retardo de tiempo” si son capaces de conducir hasta cinco veces sus corrientes
nominales por al menos 10 segundos.
Clase L
Este tipo de fusibles son ampliamente usados y se encuentran disponibles en capacidades de 601
Amperes hasta 6,000 Amperes, con voltajes de 600 volts o menores; tienen capacidad de interrupción
de corrientes de falla de hasta 200,000 amperes y generalmente son del tipo atornillable.

10. Clase A
Estos fusibles se encuentran disponibles en los rangos de voltaje de 250 y 600 V, y hay dos
subclasificaciones basadas en el nivel de las corrientes de pico y el valor térmico (1%), estas dos
subclasificaciones son: RK-1 y RK-5. Sus capacidades nominales son hasta 600 Amperes, Son del tipo
acción retardada Y pueden conducir hasta el 500% del valor nominal de su corriente durante al
menos 10 segundos.
Clase T
Estos son relativamente nuevos dentro de la familia de los fusibles y están diseñados para ser usados
en instalaciones compactadas. Su capacidad interruptiva llega hasta los 200,000 amperes, con
corrientes nominales hasta 600 amperes, en los rangos de voltaje de 250 y 600 volts.

12. La protección contra fallas de los fusibles tiene la misma función que la de los interruptores, y en
aquellas aplicaciones de los fusibles, es necesario que se coordinen sus características con las de los
dispositivos de control empleados para proteger adecuadamente los circuitos y componentes. Los
fabricantes proporcionan tres tipos de datos básicos para los fusibles, que son:
• Las curvas tiempo-corriente: Muestran los tiempos de fusión a distintos valores de corriente.
• Las curvas corriente-limitación: Muestran los picos de corriente para distintos valores de
corrientes simétricas.
• Las curvas o tablas: Muestran el valor de I²t y los niveles de daño para diferentes fusibles a
valores específicos de corrientes de fallo.
Dentro de las aplicaciones típicas de los fusibles, se tiene la protección de circuitos derivados para
motores, para alumbrado, o bien, para otro tipo de cargas.

13. Calculo de las Componentes del Alimentador
El método de cálculo de las componentes del alimentador es el mismo que se usa para calcular las
componentes del circuito derivado de un motor.
• La capacidad de conducción de corriente (ompacidad) de los conductores del alimentador se
calcula con 1.25 veces la corriente a plena carga del motor de mayor capacidad, más la suma de
las corrientes a plena carga de los motores restantes. Cargas adicionales, o bien, otros motores,
se agregan a esta suma en forma directa.
• El dispositivo de protección del alimentador, para protegerlo contra cortocircuito y fallas a
tierra, se calcula agregando la suma de las cargas adicionales a la corriente máxima para el
dispositivo de protección del motor contra corto circuito o falla a tierra, que se obtiene de la
tabla correspondiente para el motor mayor.

14. • Cuando se consideren cargas adicionales para el futuro, se incluyen en los
cálculos para determinar la capacidad apropiada de los alimentadores y los
dispositivos de protección.
El circuito alimentador que alimenta la potencia desde el servicio hasta el circuito
derivado de un motor se puede realizar en distintas formas, de hecho, el diseñador
debe seleccionar el arreglo que sea más fácilmente realizable, evaluando algunas
consideraciones, como son: costo, voltaje de alimentación, disponibilidad de
espacio, forma de control de los motores, etcétera.

15. Centro de Control de Motores (CCM)
Un centro de control de motores (CCM) es esencialmente un tablero que se usa en
primer término para montar las componentes del alimentador de los motores y de sus
circuitos derivados. Desde luego que no necesariamente todas las componentes se deben
incluir en el centro de control, por ejemplo, la protección del alimentador se puede
instalar en el tablero principal, o bien, la estación de botones se puede localizar en algún
lugar más conveniente.
El número de secciones en un centro de control de motores depende del espacio que
tome cada una de sus componentes, de manera que si el diseñador sabe qué
componentes se incluirán, se puede diseñar el centro de control de motores.

16. El centro de control de motores ofrece las siguientes ventajas:
• Permite que los aparatos de control se alejen de lugares peligrosos.
• Permite centralizar al equipo en el lugar más apropiado.
• Facilita el mantenimiento y es menor el costo de la instalación.

17. Para diseñar el centro de control de motores, se debe tomar en consideración la
siguiente información:
• Elaborar una lista de los motores que estarán contenidos en el CCM, indicado para cada
motor:
Potencia en HP o kW
Voltaje de operación
Corriente nominal a plena carga.
Forma de arranque (tensión plena o tensión reducida).
Si tiene movimiento reversible.
Lámparas de control e indicadoras.
• Elaborar un diagrama unifilar simplificado de las conexiones de los motores, indicando la
información principal referente a cada uno
• Tomando como referencia los tamaños normalizados para centros de control de motores, se
puede hacer un arreglo preliminar de la disposición de sus componentes, de acuerdo con el
diagrama unifilar y considerando ampliaciones futuras.

18. • Las especificaciones principales para un centro de control de motores (CCM), son las
siguientes:
Características del gabinete y dimensiones principales
Generalmente son del tipo autosoportado de frente muerto para montaje en piso, con puertas al
frente para permitir el acceso al equipo.
Arrancadores.
Normalmente son del tipo magnético, con control remoto y/o local por medio de botones y
elementos térmicos para protección de los motores.
Interruptores.
Por lo general son del tipo termomagnético en caja moldeada de plástico con operación manual y
disparo automático que pueden ser accionados exteriormente por medio de palancas.
Frecuentemente se instala para cada motor una combinación del interruptor y arrancador.

19. Barras y conexiones.
Cada centro de control de motores tiene sus barras alimentadoras, que son
normalmente de cobre electrolítico. Estas barras se encuentran en la parte
superior y las conexiones se hacen en la parte inferior.

20. Capacidad de Corriente de Cortocircuito para Conductores
Las condiciones de cortocircuito pueden imponer un tremendo esfuerzo sobre el sistema eléctrico. En
el caso de los alimentadores, las corrientes de cortocircuito resultantes pueden causar una rápida
elevación de temperatura del conductor, el dispositivo que protege al alimentador requiere de algún
tiempo finito antes que pueda detectar y desconectar las corrientes de falla. Los conductores de los
alimentadores deben estar dimensionados lo suficientemente grandes como para transportar las
corrientes de falla por este intervalo de tiempo, sin que alcance una temperatura que pueda dañar en
forma permanente al aislamiento.
La máxima temperatura transitoria permisible en un cable es mucho mayor que la máxima temperatura
de operación del mismo, debido a que la duración de un cortocircuito es muy corta. Esta máxima
temperatura, debida al cortocircuito, depende del tipo de material usado en el aislamiento del cable.

21. También se debe retomar, en esta parte, los conceptos de corriente de cortocircuito simétrica y
asimétrica, ya que con una corriente asimétrica el calentamiento de los conductores es mayor que
aquel que se tendría con una corriente de cortocircuito simétrica. La relación entre las corrientes
asimétrica y simétrica depende del indice de decaimiento de la componente de corriente directa
(C.D.), después de que ocurre la falla. Si se designa por Ko esta relación, entonces se puede
expresar:

22. El valor de Ko, depende del voltaje del sistema y del tipo de dispositivo de
sobrecorriente usado para el alimentador, de acuerdo a lo indicado en la tabla siguiente:

23. El cálculo preciso para determinar la capacidad de corriente de cortocircuito de un
cable es normalmente complejo, por fortuna existen gráficos que han sido preparadas
y que simplifican el proceso; en ellas se muestra la corriente de cortocircuito en el eje
de las ordenadas y el tamaño del conductor en el eje de las abscisas, con una serie de
líneas diagonales que indican la duración de la falla (el tiempo total de interrupción del
dispositivo de protección que protege a los conductores).

28. Aplicación de Interruptores en B.T.
Para un diseñador eléctrico, una de las primeras decisiones que tiene que tomar cuando calcula la
protección de los circuitos derivados o de los alimentadores, es la selección entre los interruptores
en “caja moldeada” o los interruptores de potencia. Por interruptor de potencia, se quiere decir los
interruptores de ciclo pesado montados en gabinetes y que normalmente se aplican en el rango de
hasta 600 V.
Por razones económicas, los interruptores en: caja moldeada se usan normalmente en los circuitos
de alumbrado o en: circuitos derivados de cargas consideradas como no esenciales. Cuando es
económicamente justificable, se usan los interruptores de potencia, especialmente cuando
también es requerida la selectividad.
Dado que las altas capacidades de cortocircuito y la selectividad no son las principales ventajas en
los interruptores de caja moldeada, se diseñan para operar en forma muy rápida por medio de
contactos de operación rápida, por ejemplo 0.001 seg. Existen ciertos casos en que la combinación
fusible/interruptor pueden prorcionar la protección que ninguno por separado puede dar.

29. En las instalaciones de baja tensión (menores de 1000 V) los interruptores en
“caja moldeada” son el principal tipo usado, se pueden dividir en dos categorías: el
tipo magnético y el llamado tipo electromagnético.
 Interruptores magnéticos (con disparo instantáneo).
Estos interruptores pueden ser del tipo magnético. Sin elemento térmico, responden a
valores instantáneos de corriente, producto del arranque de motores o de corrientes de
cortocircuito o tierra. No están equipados con protección térmica. Disparan a un valor de
aproximadamente tres (3) veces su capacidad en su valor de ajuste bajo y hasta diez (10)
veces en su ajuste alto. Algunos interruptores de disparo instantáneo tienen valores
ajustables de disparo.

30. INTERRUPTOR DE DISPARO INSTANTANEO

31. Los ajustes del circuito de disparo instantáneo son modificados para permitir la corriente
de arranque de motores, se usan por lo general cuando los fusibles con retardo de tiempo
ajustados a cinco (5) veces la corriente nominal, o el valor bajo del ajuste del interruptora 3
veces, no soportan la corriente de arranque del motor.
Cuando se usan interruptores con disparo instantáneo, se debe proveer al motor con
protección de sobrecarga, para que se cubra el requisito de protección por sobrecarga del
mismo.
En los interruptores con circuito de disparo instantáneo, sólo se abre en forma instantánea
para cortocircuito entre fases o de fase a tierra. Nunca operan con elevaciones de
temperatura lentas debido a calentamientos en los devanados. En estos casos, se debe
proveer una protección contra sobrecarga.

32.  Interruptores termomagnéticos (de tiempo inverso).
Los interruptores de tiempo inverso tienen disparo instantaneo y térmico. La acción térmica
de estos interruptores responde al calor, por ejemplo, si el sistema de ventilación no opera
en forma adecuada y el motor se calienta, entonces opera la protección térmica. Cuando
ocurre un cortocircuito, entonces la acción magnética del interruptor detectará el valor
instantáneo de corriente y dispará al interruptor. Este es el tipo de interruptor que se usa en
forma más común para aplicaciones comerciales e industriales.
Un interruptor de 100 A o menos, soporta un 300% de sobrecarga por 4 segundos a 220
volts. Un interruptor puede permitir una sobrecarga del 300% durante 9 segundos en 480
volts o 440 volts.