Interruptores bipolares y tripolares: finalidad, características, aspectos del montaje

La función de los interruptores automáticos incorporados en los esquemas de redes eléctricas se refiere a funciones de protección. Si se utiliza un dispositivo manual en modo de sobrecarga de la red, la probabilidad de sufrir daños significativos en el equipo aumenta considerablemente.

Los interruptores automáticos bipolares y tripolares reducen estos riesgos al mínimo, ya que garantizan una ruptura instantánea de los circuitos en caso de accidente.

Analicemos las particularidades de los interruptores automáticos eléctricos y ofrezcamos consejos para la selección, instalación y uso de estos dispositivos.

Ejecución de los interruptores automáticos

En la práctica del uso de este tipo de equipos, se observa la aplicación frecuente de tres tipos de dispositivos: unipolares, bipolares y tripolares.

¿En qué se manifiesta la diferencia entre estos tres tipos de interruptores automáticos? Intentemos entenderlo.

La comunidad de estos dispositivos eléctricos es más que diversa. La imaginación no abarca la variedad. Sin embargo, la gran cantidad de dispositivos de protección está completamente justificada, ya que deben utilizarse en las más variadas configuraciones de esquemas.

Un dispositivo unipolar, en general, no plantea dudas especiales. Si se incorpora un interruptor unifásico en el esquema, el dispositivo funcionará como un interruptor manual normal, pero en modo de reacción automática – es decir, sin intervención del usuario, cortará el circuito en caso de que se incumplan las condiciones de trabajo establecidas.

Breve característica del bipolar

Un dispositivo similar, pero diseñado como interruptor automático bipolar, difiere algo en funcionalidad.

La circuitería del dispositivo bipolar está diseñada teniendo en cuenta el control y la comparación de las condiciones de funcionamiento de dos líneas de corriente independientes.

La configuración bipolar del interruptor está diseñada para la protección y bloqueo de dos líneas diferentes de un mismo circuito eléctrico. Estos dispositivos, además del bloqueo de fase, también se utilizan para la ruptura del circuito del conductor neutro.

Los interruptores automáticos bipolares se utilizan, por lo general, para incorporarse en proyectos de construcción de redes eléctricas, cuando se requiere controlar y comparar las condiciones de funcionamiento de dos secciones de una misma red eléctrica. En esencia, la configuración bipolar del dispositivo representa un tándem de un par de dispositivos unipolares.

Sin embargo, el esquema de protección y bloqueo del bipolar funciona según el principio de comparación de los parámetros de cada dispositivo individualmente, en tiempo real. Si en cualquiera de las dos secciones de control los parámetros salen de los límites establecidos, ambas líneas se rompen inmediatamente.

Este punto importante muestra: el reemplazo de un interruptor bipolar por un par de dispositivos unipolares comunes es imposible en principio. En caso de sobrecarga de uno de los circuitos (o cortocircuito), solo se disparará un interruptor.

Configuración del bipolar: 1 – cuerpo de plástico de buena calidad; 2 – se permite el funcionamiento de -25 a +60 ºC; 3 – montaje en carril DIN; 4 – mecanismo de armado rápido; 5 – indicación de disparo; 6 – panel de información; 7 – marcas técnicas (+)

Pero teniendo en cuenta que la red eléctrica es única, la electricidad continuará fluyendo a través del segundo dispositivo, que alimenta otra sección. Esta situación conduce a graves consecuencias.

Mientras tanto, existen dos subtipos de dispositivos bipolares:

• con protección de un polo y conmutación normal del neutro;
• con protección de ambos polos y conmutación simultánea de los mismos.

Los primeros se usan normalmente como interruptores de entrada, mediante los cuales se conmutan los conductores de fase y neutro. Además, este esquema de conexión prevé el uso de una línea adicional PE – el cable de tierra.

Este dispositivo estructuralmente también se ve como un bipolar. Sin embargo, en realidad el aparato es un interruptor automático de protección unipolar con soporte de la función de bloqueo (conmutación) de la línea neutra de la red eléctrica.

Los segundos encuentran aplicación en esquemas de una sola red, donde se alimentan dos secciones que operan en condiciones de diferentes cargas de corriente.

Particularidades del dispositivo tripolar

El propósito principal del interruptor automático tripolar es su uso en esquemas de redes trifásicas. Las características constructivas de este tipo de aparatos consisten en la presencia de funciones de protección en cada polo individual.

La activación de la protección en cualquiera de los polos provoca la apertura de todos los polos.

Construcción para trabajar con una red trifásica. Interruptor automático de tres polos independientes con bloqueo común. Como se ve en el diagrama del dispositivo, la protección se realiza mediante la acción de placas bimetálicas, así como de disparadores electromagnéticos (+).

A pesar del propósito específico de los interruptores de este tipo, es perfectamente aceptable usarlos en líneas monofásicas o bifásicas.

Estructuralmente, el interruptor tripolar contiene los siguientes elementos:

• mecanismo de control;
• sistema de contactos;
• módulo de extinción del arco eléctrico;
• dispositivo de disparo.

Los contactos libres generalmente se montan dentro de la tapa del aparato. El sistema de contactos se conecta con el travesaño de los contactos principales de manera cinemática.

Los módulos funcionales del aparato están montados dentro del cuerpo. La tapa y el cuerpo del interruptor automático están fabricados con materiales no conductores de corriente eléctrica (plástico, textolita, etc.).

Contenido interno de las construcciones clásicas de los tripolares: 1, 6 – cámara de extinción del arco eléctrico; 2, 6 – disparador de acción electromagnética (bobina con núcleo); 3, 4 – disparador de acción térmica (placa bimetálica) (+)

El mecanismo de protección de los tripolares proporciona una desconexión instantánea, tanto en modo «automático» como en caso de acción manual. Además, si se produce una sobrecarga en el circuito eléctrico, la desconexión instantánea ocurre independientemente de la fuerza ejercida sobre la palanca de control.

Es decir, incluso si el usuario mantiene la palanca en la posición de encendido, el interruptor automático en modo de sobrecarga igualmente abrirá todos los polos.

Existen modificaciones de los tripolares en las que se ha añadido un polo adicional para el conductor neutro. En esencia, se trata de una ejecución tetrapolar desde el punto de vista de los detalles constructivos.

Dispositivo modificado con tres polos de fase y un polo neutro adicional. A menudo, este tipo de interruptores automáticos se denomina tetrapolar, lo que en principio corresponde plenamente a la realidad desde el punto de vista constructivo.

Funcionalmente, el interruptor automático de cuatro polos se asemeja a un sistema bipolar. La tarea del dispositivo es la misma, pero aplicada a una red trifásica.

Características técnicas generales de los interruptores automáticos

La información sobre los parámetros principales de los interruptores automáticos se indica en su carcasa. Para entender las designaciones alfanuméricas, es necesario saber “leer” el marcado de los dispositivos.

Se destacan como ampliamente utilizados en el hogar y la industria los dispositivos que corresponden a las siguientes características técnicas principales, dependiendo de su configuración constructiva:

Los dispositivos se seleccionan según ciertos criterios, entre los que se incluyen la tensión, el valor de la corriente nominal y los indicadores de temperatura.

Para más información sobre la selección de interruptores automáticos, lea los artículos:

1. Selección del interruptor automático: tipos y características de los disyuntores eléctricos
2. Selección del interruptor automático según la potencia de carga, sección del cable y corriente: principios y fórmulas para los cálculos

Detalles de montaje de los interruptores

Para todos los dispositivos eléctricos de este tipo, se ha establecido un orden de integración en el circuito eléctrico.

La instalación de interruptores automáticos – a primera vista es un procedimiento técnicamente sencillo. Sin embargo, si se tienen en cuenta con exactitud todas las reglas de instalación existentes, el proceso de montaje de los interruptores automáticos se puede comparar con el trabajo de creación de software informático.

Según el procedimiento establecido, en particular, se esperan las siguientes acciones de los instaladores antes de que se instalen los interruptores bipolares y tripolares:

• el dispositivo debe corresponder a la ejecución según el esquema actual;
• la carcasa del interruptor no tiene deformaciones ni daños;
• la palanca de encendido/apagado funciona claramente en modo de activación manual.

La base sobre la que se prevé instalar el dispositivo debe verificarse en cuanto a la nivelación de la superficie. No se permite la instalación sobre bases donde, debido a una superficie irregular, después de la fijación la carcasa del interruptor esté sometida a tensiones de flexión.

Conexión con los conductores de la red

La conexión de conductores de cobre con sección de 16 – 25 mm² se realiza mediante terminales de cable (GOST 9688-82). Si es necesario hacer una conexión con conductores de cobre de sección 4 – 16 mm², se utilizan terminales de cable de otro tipo (GOST 7386-80).

En cuanto a las conexiones de cables de aluminio, se utilizan elementos terminales análogos a TAM-7, que corresponden a los parámetros de GOST 9581-80.

Los terminales de los conductores que se conectan a las bornes de contacto de los interruptores automáticos. A menudo se ignora este punto, los conductores simplemente se retuercen y se conectan al dispositivo en ese estado. En esencia, este enfoque ya se considera una infracción. La excepción son los cables de sección inferior a 4 mm.

Los conductores de red que suministran tensión desde la fuente de alimentación se conectan al grupo superior de contactos fijos de los interruptores automáticos. Los conductores deben ser introducidos y conectados de manera que no ejerzan fuerza sobre las bornes del interruptor.

Los terminales deben apretarse con las bornes de contacto firmemente, pero sin esfuerzos críticos que puedan provocar el desprendimiento de la rosca. Se debe prestar mucha atención al sellado de los conductores en los terminales de cable. Es obligatorio utilizar tubos aislantes y cinta como envoltura protectora.

Matices de disposición y fijación

Cuando se realiza la instalación de varias unidades de equipo, es necesario cumplir con las reglas de disposición de los dispositivos entre sí. Así, la distancia entre dispositivos cercanos debe mantenerse al menos 5 mm.

Instalación de interruptores en grupo. Se ve bastante bonito y ordenado. Sin embargo, en este caso el proceso de montaje se realiza con errores. Según las normas, al instalar en grupo, la distancia entre las paredes de los dispositivos adyacentes debe ser de al menos 5 mm.

Distancias mínimas desde las partes metálicas de los dispositivos de distribución: superior 30-50 mm, lateral 5-10 mm, dependiendo de la magnitud del voltaje aplicado.

Si en la instalación se utilizan aparatos fabricados con una envoltura adicional, todas las manipulaciones de montaje con ellos se realizan con la tapa de la envoltura retirada. La colocación de la tapa se realiza teniendo en cuenta la correcta entrada del varillaje del mecanismo de accionamiento. La fijación de la tapa con tornillos se realiza de manera uniforme.

Al finalizar el montaje, los interruptores automáticos se verifican obligatoriamente para comprobar la nitidez del momento de encendido/apagado.

Los esquemas de montaje y las reglas de conexión del interruptor se describen detalladamente en este artículo.

Mantenimiento técnico durante el período de operación

Las condiciones normales de funcionamiento de los interruptores automáticos bipolares y tripolares permiten dedicar tiempo a la inspección técnica de los dispositivos no más de un mantenimiento preventivo cada tres años de trabajo. Este hecho confirma una vez más la alta calidad de fabricación de prácticamente cualquier interruptor automático.

Mantenimiento técnico de los dispositivos. Este procedimiento incluye la prueba de la integridad de los dispositivos y la fiabilidad de los grupos de contacto. Dentro del mantenimiento técnico, se realiza la limpieza de los dispositivos y sus lugares de ubicación. Se verifica la calidad de funcionamiento de los mecanismos automáticos.

Mientras tanto, según las instrucciones, la inspección técnica se realiza obligatoriamente si el interruptor automático ha disparado debido a una corriente de cortocircuito.

Para cualquier motivo, ya sea el disparo del dispositivo en condiciones de emergencia o el mantenimiento programado, la inspección técnica de los dispositivos incluye:

• diagnóstico del mecanismo de encendido/apagado en modo manual sin carga;
• verificación del apriete de los tornillos de los contactos principales y libres;
• fiabilidad de la fijación del dispositivo a la base;
• limpieza de suciedad y objetos extraños;
• simulación de disparo mediante acción mecánica sobre el elemento sensible;
• verificación del funcionamiento en modo operativo.

La práctica de uso de las redes eléctricas destaca el manejo de dispositivos de diferentes fabricantes, incluyendo nacionales y extranjeros.

La mayoría de todos los dispositivos de protección automática en funcionamiento se caracterizan por un trabajo impecable en cuanto a calidad.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Qué son los interruptores automáticos y en qué se diferencian, se puede conocer en el siguiente video:

Acerca de los criterios de selección de dispositivos de protección:

La fiabilidad de funcionamiento de los dispositivos de bloqueo automático a menudo no la determina la marca, sino la selección correcta teniendo en cuenta la carga de trabajo. También influye significativamente en el funcionamiento de los dispositivos el cálculo preciso de la sección de los conductores que alimentan la carga desde el interruptor automático y el cálculo de la sección del cable de entrada.

Cuando se tienen en cuenta todos los detalles del montaje, incluso los dispositivos chinos, que son varias veces más baratos que los de marca, funcionan durante un período de tiempo bastante largo sin quejas particulares.

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