Kitabı oxu: «Sistema de protección en estaciones de transmisión»

TIPOS DE PROTECCIÓN

Existen muchos tipos de protecciones que pueden hacer a una instalación eléctrica completamente segura ante cualquier contingencia, pero hay cuatro que deben usarse en todo tipo de instalación a cualquier nivel de tensión. Estas cuatro protecciones eléctricas son:

a) Protección contra cortocircuito.

b) Protección contra sobrecarga.

c) Protección de la calidad del suministro.

d) Protección contra electrocución.

a) Protección contra cortocircuito

Se denomina cortocircuito a la unión de dos conductores o partes de un circuito eléctrico, con una diferencia de potencial o tensión entre sí, sin ninguna (o demasiado pequeña) impedancia entre ellos.

Según la Ley de Ohm, al ser el valor de impedancia cercano a cero, hace que la intensidad tienda a infinito ([no image in epub file]), con lo cual peligra la integridad de los conductores y máquinas debido al calor generado por dicha intensidad, debido al efecto Joule. En la práctica la intensidad producida por un cortocircuito, siempre queda amortiguada por la resistencia de los propios conductores que, aunque muy pequeña, nunca es cero.

Los cortocircuitos aumentan considerablemente la magnitud de la corriente que circula por los circuitos eléctricos. Este fenómeno representa la condición más severa a la que se puede someter una instalación ya que en su manifestación más acentuada produce efectos térmicos y efectos dinámicos.

Estadísticamente se observa que la mayoría de las fallas de este tipo tienen su origen en una falla fase-tierra.

Los dispositivos más empleados para la protección contra cortocircuito son:

En alta tensión

• Algunas funciones de relés de protecciones, como ser: sobrecorriente, distancia, diferencial de línea, barra o transformador.

• Dispositivos de protección electromecánicos específicos, como ser relé Buccholz, relé Jansen, sobrepresión.

• Fusibles.

En baja tensión

• Interruptores automáticos magnetotérmicos (termomagnéticas)

• Fusible

b) Protección contra sobrecarga

Entendemos por sobrecarga al exceso de intensidad en un circuito eléctrico, donde se supera la potencia nominal de un equipo.

La sobrecarga es una condición anormal (no una falla), generan calor, y de prolongarse excesivamente pueden dar lugar a la destrucción total de los aislamientos, de un cable, transformador, motor. Una sobrecarga no protegida degenera siempre en un cortocircuito.

La capacidad de sobrecarga de una instalación depende del medio refrigerante, la cantidad de corriente que se puede soportar es tanto mayor cuanto menor es la temperatura del medio y el tiempo transcurrido.

Para proteger las instalaciones de las sobrecargas, podemos emplear:

Ø Protecciones sensibles a las variaciones de corriente (dentro de los límites entre los cuales tales variaciones se encuentran dentro del concepto de sobrecarga)

Ø Protecciones sensibles a las variaciones de temperatura

Los dispositivos más empleados para la protección contra sobrecarga son:

• Funciones de sobrecarga.

• Interruptores guardamotores.

• Relés térmicos.

• Sondas térmicas.

c) Protección de la calidad del suministro y estabilidad del sistema

La energía eléctrica debe ser suministrada al cliente cumpliendo parámetros de calidad como ser:

• A determinada tensión con una variación acotada.

• A determinada frecuencia con una variación acotada.

• Con una determinada calidad de la forma de onda.

• Con determinada secuencia de fase.

Los dispositivos más empleados para la protección de estas situaciones son:

• Funciones de sobre y sub tensión.

• Función de sobre y sub frecuencia.

• Función secuencia de fase.

d) Protección contra electrocución

Frente a los peligros de la corriente eléctrica, la seguridad de las personas, ha de estar fundamentada en que nunca pueda estar sometida involuntariamente a una tensión peligrosa.

Debido a esto se clasifican las protecciones contra contactos indirectos en:

Clase A: Esta clase consiste en tomar medidas que eviten el riesgo en todo momento de tocar partes con tensión, o susceptibles ha estarlo y las medidas a tomar son:

• Separación de circuitos.

• Empleo de pequeñas tensiones de seguridad.

• Separación entre partes con tensión y masas metálicas, por medio de aislamientos.

• Inaccesibilidad simultanea entre conductores y masas.

• Recubrimiento de las masas con elementos aislantes.

• Conexiones equipotenciales.

Clase B: Este sistema es el más empleado, consiste en la puesta a tierra de las masas, asociadas a un dispositivo de corte automático (protección), que desconecte la instalación defectuosa.

• Puesta a tierra de las masas.

• Relés de control de aislamiento, que a su vez pueden ser:

• Interruptores diferenciales, para redes con neutro a tierra.

• Relés de aislamiento, para redes con neutro aislado.

Puesta a tierra de las masas

Se denomina puesta a tierra de las masas a la unión eléctrica, entre todas las masas metálicas de una instalación y un electrodo (jabalina de puesta a tierra o malla de puesta a tierra), enterrados en el suelo, con el fin de conseguir una perfecta unión eléctrica entre las masas y tierra, con la menor resistencia eléctrica posible. Con esto se consigue que en el conjunto de la instalación no puedan existir tensiones peligrosas entre masa y tierra.

Con la puesta a tierra se trata que las corrientes de defecto a tierra tengan un camino más fácil que el que tendría por el cuerpo de una persona que tocara una carcasa metálica con tensión (defecto del equipo).

Es necesario evitar que las masas aterradas formen una espira en cortocircuito por donde circule corrientes inducidas, por ejemplo los tejidos perimetrales son instalados y aterrados por tramos aislados entre sí.