Especial Selectividad

Selectividad en las redes de baja tensión

Los dispositivos de protección en las redes tienen por misión evitar que se produzcan demandas inadmisibles en los medios y receptores eléctricos.
En caso de producirse una avería, sus consecuencias deben limitarse en lo posible a la parte defectuosa de la instalación. Si ello se consigue y pueden seguir trabajando normalmente el resto de la instalación, podremos entonces hablar de Selectividad.

Condiciones de selectividad


1- Los dispositivos de protección contra sobre intensidad, en caso de una avería en la instalación, deben interrumpir en el tiempo más breve únicamente el circuito averiado.


2- Los picos de intensidad usuales en el servicio, como por ejemplo los que se producen en el arranque de motores, no deberán conducir a una desconexión. En algunos casos se exige además una tercera condición para mayor seguridad.


3- En caso de fallo de un dispositivo deberá desconectar el dispositivo de protección inmediatamente anterior. Naturalmente en este caso no se obtiene la protección térmica inicial.

Selectividad por intensidad con interruptores automáticos

La selectividad por intensidad se alcanza con el escalonamiento de las intensidades de disparo de relés magnéticos no retardados.

Selectividad por intensidad en el caso de intensidades de cortocircuito diferentes


En las redes de distribución las intensidades de servicio son menores en las salidas que en la entrada. Asimismo disminuyen debido a las distancias las intensidades de cortocircuito.

 

Para verificar el comportamiento selectivo en el caso de interruptores de protección conectados en serie, se comparan entre sí las respectivas curvas de disparo. En el
ejemplo de la figura 2, la intensidad posible de cortocircuito es de 10 kA. En la distribución secundaria, el máximo cortocircuito que puede producirse es de una intensidad de 5,8 kA. Luego ajustando la intensidad de disparo en la
distribución principal por ejemplo a 7 kA, su interruptor actuará ante los 10 kA previstos y no actuará ante cortocircuitos en las salidas de la distribución secundaria.

Selectividad por intensidad en caso de intensidades de cortocircuito similares

En una distribución en que las distancias entre los interruptores de protección anterior y posterior sean cortas, las intensidades de cortocircuitos posibles en los
Este hecho ya conduce a la selectividad, entre el tablero principal de distribución y el tablero secundario, dado que lcc1 es grande frente a lcc2. Se consigue selectividad –y selectividad completa- en caso de cortocircuito cuando la intensidad máxima de cortocircuito a la salida del interruptor posterior (el situado aguas abajo) es inferior a la intensidad de disparo del interruptor de protección anterior (figura 2).
  
puntos de montaje, no serán lo suficiente diferentes entre sí, debido a la escasa amortiguación. En este caso para obtener una selectividad completa se requiere introducir un retardo en la respuesta del relé de sobreintensidad del interruptor anterior. Para la determinación de la selectividad se comparan entre sí las curvas de disparo. En los dominios de disparo por sobrecarga (disparo térmico) la selectividad se obtiene siempre por los diferentes tiempos de desconexión.


En el ejemplo de la figura 4 la intensidad máxima del cortocircuito que puede producirse en el interruptor de protección anterior es de 8,0 kA. Debido a la poca amortiguación entre ambos interruptores, en el punto de montaje del interruptor de protección posterior se da una intensidad máxima de cortocircuito de 6,2 kA.
El valor de respuesta del interruptor de protección anterior está regulado a 2,4 kA. En la comparación entre curvas de disparo (figura 5), este valor define el límite de selectividad. Entre ambas curvas de disparo antes no se llega a este límite, existe un suficiente margen de tiempo de modo que el interruptor posterior S2 desconecta en forma selectiva.

 

Selectividad natural


Este tipo de selectividad se obtiene por diferente construcción de los elementos de protección, especialmente por diferencias de tamaño y de masas, así como por diferencias en las intensidades nominales. Se determina de modo empírico mediante numerosas series de ensayos. Esta es una selectividad parcial que viene determinada por el valor de las intensidades de cortocircuito. Hay tablas de selectividad que ayudan al proyectista a encontrar o determinar la selectividad entre interruptores de protección anteriores y posteriores. Esto ahorra la comparación de curvas de disparo.

  

Selectividad por tiempo


Si en una distribución , los trayectos conductores entre los interruptores de protección anterior y posterior son tan cortos que los cortocircuitos puedan producirse son aproximadamente del mismo valor, debe incorporarse en el interruptor de protección anterior un retardo en su tiempo de respuesta.

lu =intensidad permanente
lr =ajuste del disparo por sobreintensidad
lrmv =ajuste del disparo por cortocircuito, corto retardo
lrm =ajuste del disparo por cortocircuito, sin retardo
t =tiempo de retardo

 

En caso de selectividad por tiempo, se emplean interruptores selectivos NZM… V e interruptores de potencia NZM como último interruptor antes del consumidor. Los interruptores selectivos van equipados con dispositivos de disparo por cortocircuito instantáneo y de corto retardo. El tiempo de retardo debe escogerse de forma que el interruptor posterior tenga tiempo suficiente para desconectar por sí solo.

  

- Los dispositivos de disparo por sobrecarga y por cortocircuito, con pequeño retardo, se ajustan a los valores del objeto a proteger (motor, cable, conductor,
etc.).


- El último interruptor antes del consumidor debe desconectar deforma inmediata en caso de cortocircuito. No requiere retardo alguno.

tA1 = Tiempo total de desconexión, interruptor S1
tMD1 = Duración mínima de mando, interruptor S1
tv = Tiempo de retardo
tA2 = Tiempo total de desconexión, interruptor S2
tM2 = Duración mínima de la señal de mando,
interruptor S2
t = Margen de seguridad

La condición general de selectividad por tiempo dice: Dos interruptores de protección S1 y S2 trabajan de forma selectiva entre sí, cuando el tiempo total de desconexión tA2 del interruptor S2 (posterior), es menor que el tiempo mínimo tMD1 de señal de mando del interruptor S1 (precedente).

tA2 < tMD1


Selectividad por tiempo con interruptores selectivos
NZM… V
(Interruptores automáticos de potencia con pequeño retardo en el disparo) La verificación de si existe selectividad, se efectúa mediante las gráficas de disparo. Las curvas tienen que guardar la suficiente distancia entre sí para la posible intensidad de fallo. Con el empleo de interruptores selectivos NZM… V, los dispositivos de disparo por circuito, tanto por lo que se refiere al valor de la respuesta como al tiempo de retardo, pueden adaptarse a la instalación. Al objeto de evitar sobrecargas térmicas en los componentes de la instalación, los interruptores selectivos NZM… V están también equipados con elementos de disparo por cortocircuito regulables y no retardados. Con ello se consigue alcanzar un nivel de cortocircuito máximo y controlado.
¿Cómo se ajustan los elementos de disparo de los interruptores selectivos?

- Todos los interruptores anteriores deben ser con retardo. El retardo debe aumentar en dirección a la alimentación o entrada a escalones de 50 ms. Los interruptores selectivos de KM permiten un escalonamiento selectivo absolutamente seguro de hasta 5 interruptores con tiempos de escalonado de 0…50, 100, 150, y 200 ms.

El tiempo total de retardo de 200 ms es tan pequeño que no presentan problemas de selectividad con el lado de alta tensión. Los tiempos de escalonado tan extremadamente reducidos tienen una influencia positiva sobre los efectos térmicos y dinámicos en barras, conductores, etc., pero también sobre los interruptores en sí, que durante el tiempo del retardo deben soportar la intensidad de cortocircuito. La selectividad realizada con interruptores selectivos mantiene sus escalones incluso después de la desconexión por cortocircuito.

Contrariamente a lo que ocurre con los fusibles, que para una misma intensidad dan distintos tiempos de desconexión, los interruptores selectivos mantienen los tiempos de desconexión ajustados y escalonados de forma reproducible.