Disyuntor
La utilización de este término puede variar en distintas regiones para referirse a interruptores automáticos accionados por sobrecargas de un circuito o para interruptores automáticos accionados por pérdidas de energía fuera del circuito. Para este último caso véase Interruptor diferencial.
Un disyuntor (Argentina), interruptor automático (España), automático (Chile), diferencial o taco[1] (Colombia y Nicaragua), breaker o pastilla (México, Venezuela, Ecuador, Costa Rica y Panamá), o flipon (Guatemala) es un aparato capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico cuando ocurren fallas de aislación en un equipo o instalación eléctrica. No debe confundirse con un interruptor termomagnético pues, a diferencia de este, el disyuntor abre el circuito cuando existe una diferencia entre las corrientes entrantes y salientes del circuito. Su principal objetivo es la seguridad de las personas, evitando que las mismas puedan ser afectadas por corrientes eléctricas al entrar en contacto con el equipo en falla. A diferencia de los fusibles, que deben ser reemplazados tras un único uso, el disyuntor puede ser rearmado una vez localizado y reparado el problema que haya causado su disparo.
Los disyuntores se fabrican en diferentes tamaños y características, lo cual hace que sean ampliamente utilizados en viviendas, industrias y comercios.
El primer disyuntor fue diseñado por Thomas Edison en 1879. El ingeniero eléctrico William Stanley Jr. mejoró el diseño en 1890. Granville Woods inventó el disyuntor automático en 1900.
Descripción
El disyuntor diferencial es un elemento de protección para las personas. Tiene un transformador diferencial (es decir que detecta diferencias de intensidad de corriente), tiene un núcleo magnético sobre el cual está arrollada la fase (por ejemplo, en sentido horario) y el neutro (en sentido contrario a la anterior), además de una bobina de detección, que alimenta un pequeño electroimán, que efectúa el disparo. Cuando por la fase circula la misma cantidad de corriente que por el neutro (funcionamiento normal) el flujo magnético es nulo, por lo que en la bobina de detección el voltaje inducido vale 0 V; en cuanto hay una fuga a tierra (puede ser a través del tercer hilo o de una persona) por la fase circula el total de la corriente, pero por el neutro solo «sale» el total menos la cantidad que se está desviando a tierra (dicha cantidad depende de cada caso), por lo que si la diferencia es mayor que la de disparo, el voltaje en los extremos del arrollamiento detector es suficiente para activar el electroimán que efectúa la desconexión.
- Diferencia con una llave térmica
La térmica, sólo protege la instalación; en su interior tiene un par bimetálico (dos metales con distinto coeficiente de dilatación) remachados en uno de sus extremos; al circular una corriente superior a la calibrada (circula a través del par), un metal se dilata más que el otro, curvando el par bimetálico, lo que hace activar el mecanismo de disparo.
Siempre se aconseja colocar una térmica «aguas arriba» del disyuntor diferencial, y que esta sea de menor calibre, ya que el disyuntor es un elemento más caro que la térmica.[cita requerida] Además de esto, es aconsejable tener uno en toda instalación eléctrica y que una vez por mes se presione el botón de prueba para verificar su correcto funcionamiento.
Características
Los parámetros más importantes que definen un disyuntor son:
- Calibre o corriente nominal: corriente de trabajo para la cual está diseñado el dispositivo. Existen desde 5 hasta 64 amperios.
- Tensión de trabajo: tensión para la cual está diseñado el disyuntor. Existen monofásicos (110-220 V) y trifásicos (300-600 V).
- Poder de corte: intensidad máxima que el disyuntor puede interrumpir. Con mayores intensidades se pueden producir fenómenos de arcos eléctricos o la fusión y soldadura de materiales que impedirían la apertura del circuito.
- Poder de cierre: intensidad máxima que puede circular por el dispositivo al momento del cierre sin que este sufra daños por choque eléctrico.
- Número de polos: número máximo de conductores que se pueden conectar al interruptor automático. Existen de uno, dos, tres y cuatro polos.
Tipos
Los disyuntores más comúnmente utilizados son los que trabajan con corrientes alternas, aunque existen también para corrientes continuas. Los tipos más habituales de disyuntores son:
- Interruptor automático o disyuntor magnetotérmico:
- Interruptor automático o disyuntor magnético
- Interruptor automático o disyuntor térmico
- Interruptor automático o disyuntor diferencial
- Guardamotor
También es usada con relativa frecuencia, aunque no de forma completamente correcta, la palabra relé para referirse a estos dispositivos, en especial a los dispositivos térmicos.
Coloquialmente se da el nombre de «automáticos», «fusibles», «tacos» o incluso «plomos» a los disyuntores magnetotérmicos y al diferencial instalados en las viviendas.
En el caso de los ferrocarriles, se utiliza un disyuntor para abrir y desconectar la línea principal de tensión, cortando la corriente directamente a partir del pantógrafo al resto del tren.
Funcionamiento
Dispositivo térmico
Presente en los disyuntores térmicos y magnetotérmicos. Está compuesto por un bimetal calibrado por el que circula la corriente que alimenta la carga. Cuando ésta es superior a la intensidad para la que está construido el aparato, se calienta, se dilata y provoca que el bimetal se arquee, con lo que se consigue que el interruptor se abra automáticamente. Detecta las fallas por sobrecarga.
Está conformado por un solenoide o electroimán, cuya fuerza de atracción aumenta con la intensidad de la corriente. Los contactos del interruptor se mantienen en contacto eléctrico por medio de un pestillo, y, cuando la corriente supera el rango permitido por el aparato, el solenoide libera el pestillo, separando los contactos por medio de un resorte. Algunos tipos de interruptores incluyen un sistema hidráulico de retardo, sumergiendo el núcleo del solenoide en un tubo relleno con un líquido viscoso. El núcleo se encuentra sujeto con un resorte que lo mantiene desplazado con respecto al solenoide mientras la corriente circulante se mantenga por debajo del valor nominal del interruptor. Durante una sobrecarga, el solenoide atrae al núcleo a través del fluido para así cerrar el circuito magnético, aplicando fuerza suficiente como para liberar el pestillo. Este retardo permite breves alzas de corriente más allá del valor nominal del aparato, sin llegar a abrir el circuito, en situaciones como por ejemplo, arranque de motores. Las corrientes de cortocircuito suministran la suficiente fuerza al solenoide para liberar el pestillo independientemente de la posición del núcleo, evitando, de este modo la apertura con retardo.
Dispositivo magnético
Presente en los disyuntores magnéticos y magnetotérmicos, se compone de una bobina, un núcleo y una parte móvil. La intensidad que alimenta la carga atraviesa dicha bobina, y en el caso de que ésta sea muy superior a la intensidad nominal del aparato, se crea un campo magnético que es capaz de arrastrar a la parte móvil y provocar la apertura del circuito de forma casi instantánea. Detecta las fallas por cortocircuito que pueda haber en el circuito eléctrico.
Bajo condiciones de cortocircuito, circula una corriente muchísimo mayor que la corriente nominal; cuando un contacto eléctrico abre un circuito en donde hay gran flujo de corriente, generalmente se produce un arco eléctrico entre dichos contactos ya abiertos, que permite que la corriente siga circulando. Para evitarlo los interruptores incorporan características para dividir y extinguir el arco eléctrico. En pequeños interruptores se implementa una cámara de extinción del arco, la cual consiste en varias placas metálicas o crestas de material cerámico, que ayudan a bajar la temperatura del arco. El arco es desplazado hasta esta cámara por la influencia de una bobina de soplado magnético. En interruptores de mayor tamaño, como los utilizados en subestaciones eléctricas se usa el vacío, gases inertes como el hexafluoruro de azufre o aceite para hacer más débil el arco.
La capacidad de ruptura o poder de corte de un interruptor es la máxima corriente de cortocircuito que es capaz de interrumpir con éxito sin sufrir daños mayores. Si la corriente de cortocircuito se establece a un valor superior al poder de corte de un interruptor, este no podrá interrumpirla, y se destruirá.
Los pequeños interruptores pueden ser instalados directamente junto al equipo a proteger, aunque generalmente se disponen en un tablero diseñado para tal fin. Los interruptores de potencia se emplazan en gabinetes o armarios eléctricos, mientras que los de alta tensión se pueden ubicar al aire libre.
Véase también
Referencias
- «Definición disyuntor». The Free Dictionary. Consultado el 2 de enero de 2021.