UNIDAD N°5: INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Interruptor Termomagnético

Un interruptor termomagnético o llave térmica, es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga.

No se debe confundir con un interruptor diferencial o disyuntor.

Al igual que los fusibles, los interruptores termomagnéticos la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos.

Los disyuntores o interruptores diferenciales protegen a las personas al igual que la puesta a tierra, con mayor precisión y velocidad.

Al circular la corriente por el electroimán, crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico adecuado tiende a abrir el contacto, pero sólo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado.

Este nivel de intervención suele estar comprendido entre 3 y 20 veces la intensidad nominal (la intensidad de diseño del interruptor termomagnético) y su actuación es de aproximadamente unas 25 milésimas de segundo, lo cual lo hace muy seguro por su velocidad de reacción.

Esta es la parte destinada a la protección frente a los cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rápido y elevado de corriente.

La otra parte está constituida por una lámina bimetálica  que, al calentarse por encima de un determinado límite, sufre una deformación y, mediante el correspondiente dispositivo mecánico  provoca la apertura del contacto.

Bimetal: Se trata de una lámina metálica compuesta por dos metales con diferentes coeficientes de dilatación térmica lineales pegados a sándwich. La corriente de línea pasa por un bimetal que se calienta. A medida que se va calentando la lámina, esta se va alargando (el lado del metal con coeficiente de dilatación superior se alarga más), hasta que finalmente como resultado, la lámina se acaba doblando. De este modo acciona el mecanismo de levas que provoca la apertura del interruptor automático.

Esta parte es la encargada de proteger de corrientes que, aunque son superiores a las permitidas por la instalación, no llegan al nivel de intervención del dispositivo magnético. Esta situación es típica de una sobrecarga, donde el consumo va aumentando conforme se van conectando aparatos.

Ambos dispositivos se complementan en su acción de protección, el magnético para los cortocircuitos y el térmico para las sobrecargas. Además de esta desconexión automática, el aparato está provisto de una palanca que permite la desconexión manual de la corriente y el rearme del dispositivo automático cuando se ha producido una desconexión. No obstante, este rearme no es posible si persisten las condiciones de sobrecarga o cortocircuito.

Incluso volvería a saltar, aunque la palanca estuviese sujeta con el dedo, ya que utiliza un mecanismo independiente para desconectar la corriente y bajar la palanca.

El dispositivo descrito es un interruptor termomagnético unipolar, por cuanto sólo corta uno de los hilos del suministro eléctrico. También existen versiones bipolares y para corrientes trifásicas, pero en esencia todos están fundados en los mismos principios que el descrito.

Se dice que un interruptor es de corte omnipolar cuando interrumpe la corriente en todos los conductores activos, es decir las fases y el neutro si está distribuido.

Las características que definen un interruptor termomagnético son el amperaje, el número de polos, el poder de corte y el tipo de curva de disparo (B, C, D, MA). (Por ejemplo, Interruptor termomagnético C-16A-IV 4,5kA).

Un interruptor diferencial, también llamado disyuntor por corriente diferencial o residual, es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas de corriente alterna, con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos.

En esencia, el interruptor diferencial consta de dos bobinas, colocadas en serie (una en cada extremo de la carga) con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos.

Es un dispositivo de protección muy importante en toda instalación, tanto doméstico, como industrial, que actúa conjuntamente con el conductor de protección de toma de tierra que debe llegar a cada enchufe o elemento metálico de iluminación, pues así desconectará el circuito en cuanto exista cualquier derivación. Si no existe la toma de tierra, o no está conectada en el enchufe, el diferencial se activará cuando ocurra tal derivación en el aparato eléctrico a través por ejemplo de una persona que toca sus partes metálicas, y está sobre un suelo conductor, recibiendo la persona entonces un "calambrazo" o descarga, que será peligroso o incluso mortal si la corriente sobrepasa intensidades de alrededor de 30 mA. Los diferenciales que protegen hasta 300 miliamperios (mA) se denominan de alta sensibilidad.

La intensidad  que circula en los dos polos opuestos de la bobina debe ser igual y por tanto los campos magnéticos creados por ambas bobinas son iguales y opuestos, por lo que la resultante de ambos es nula. Éste es el estado normal del circuito.

El dispositivo se acciona si se presenta una derivación a tierra por la que circula una corriente de fuga.

Es aquí donde el dispositivo desconecta el circuito para prevenir electrocuciones, bien porque hay derivación de corriente hacia la toma de tierra que deben tener todos los aparatos metálicos, o bien porque hay contacto eléctrico con tierra a través del cuerpo de una persona o por cualquier otra causa.

La diferencia entre las dos corrientes de los hilos del suministro es la que produce un campo magnético resultante, que no es nulo y que por tanto producirá una atracción sobre una tercera bobina, provocando la apertura de los contactos  e interrumpiendo el paso de corriente hacia la carga, en tanto no se rearme manualmente el dispositivo. Antes de rearmar el dispositivo se recomienda examinar la causa de su actuación y corregirla o habrá riesgo de prolongar una grave situación de inseguridad.

Aunque existen interruptores para distintas intensidades de actuación, normalmente se colocan interruptores diferenciales que actúen con una corriente de fuga máxima de 30 mA y un tiempo de respuesta de 50 ms, lo cual garantiza una protección adecuada para las personas y cosas.

Se considera que un interruptor diferencial  es de alta sensibilidad cuando el valor de ésta es igual o inferior a 30 miliamperios.

Hay diferenciales con valores superiores, aunque el umbral de disparo en todos los casos es de entre 0,5 y 1 veces la intensidad nominal. Por ejemplo para el diferencial de 30mA sería correcto que disparase entre 15 y 30 mA

Las características que definen un interruptor diferencial son el amperaje, número de polos, y sensibilidad, por ejemplo: Interruptor diferencial 16A-IV-30mA