mi electronica

Observe que los rectificadores tiene transformadores con alambre de varias capas y esto se hace para atender el efecto piel, en los cálculos de teoría no tomamos en cuenta esas capas, observe que había un condensador muy grande físicamente y que ya no los hacen más en Colombia debido a su costo, en los cálculos hallamos un condensador pero nunca tomamos en cuenta su forma física como de grande tiene que ser, se usa disipadores por convección forzada en la teoría no tenemos en cuenta la temperatura en la cual los dispositivos van a estar sometidos.

Las láminas de los transformadores tienen que estar muy bien pegadas unas a las otras, el fabricante de esas plaquetas tiene que hacer unos granos orientados para que circule el campo magnético. En teoría nunca tomamos en cuenta en que nos puede afectar el campo magnético ya que en teoría no se puede abarcar todos los aspectos naturales porque nunca terminaría de hacer el diseño.

La ups esta echa por partes y lo importante es que tiene tarjetas en caso de que se dañe una se retira y se coloca otra mientras le dan solución, comparándolo con las ups chinas que esas vienen de un solo paquete si se daña algo ya no tiene arreglo. En nuestros proyectos se hace por partes para economizar material en caso de un daño.

El costo de una ups de un kva es 1 millón de pesos y con los cálculos que hacemos no tenemos en cuenta ese factor económico. Teniendo este dato puedo observar que la electrónica de potencia tiene un precio elevado debido a la calidad y al servicio que ofrece.

La salida de la ups es una onda senoidal pero antes era una onda digital y por medio de rectificadores se convierte en seno. Esto me da la idea que lo digital que se maneja es de pocos vatios y se puede combinar con sistemas de altos vatios para alimentar cargas grandes.

Al construir un circuito en los cálculos es fácil, en la implementación en el laboratorio todo es distinto por la calidad de los dispositivos ya que de estos dependen del desempeño del proyecto.

La importancia de la vista fue para ver que otros circuitos acompañan a la electrónica de potencia, como son de grandes los materiales que se usan ya que en el cuaderno lo dibujamos en miniatura, ver como se puede vender un sistema a varias compañías y como se puede crear artefactos para abastecer una necesidad electrónica a la industria.

Lo que se aprendió fue, como se cuida los circuitos por medio de varios sistemas de extracción de calor, por medio de ventilación convección forzada y por radiación, ya que manteniendo el calor en el exterior el sistema trabajara en buenas condiciones, también que todo sistema debe tener un control digital para detectar fallas en el encendido del artefacto y así evitar daños en los componentes.

Aplicar la electrónica de potencia en la vida cotidiana nos ayuda mucho a economizar y cuidar los equipos ya que la mayoría de los artefactos que usamos requieren de altos voltajes y la mejor forma de economizar energía es por medio de circuitos electrónicos que permiten de un pequeño voltaje elevarlo o al contrario.

Lo aprendido en la práctica se relaciona mucho con los conmutadores de la materia industriales 1, ya que el dispositivo más usado en la visita era el igbt por que se usa en bajas frecuencias y altos voltajes en la teoría usamos el mosfet altas frecuencias y bajos voltajes, fue bueno ver en la práctica como el ibgt puede soportar tanto voltaje y la cantidad de calor que este puede emitir.

La visita me dio muchas ideas y ver como la electrónica de potencia se usa a diario y uno no se da cuenta porque está acostumbrado en observarla, una idea que me dio fue que por medio de conmutadores alimentar un bombillo y hacer que la pérdida de potencia se recupere para realimentar el circuito de esta forma se economizaría más energía.

En conclusión la teoría requiere de lo práctico y de forma inversa; de esta forma se puede construir un equipo a partir de técnicas aprendidas en clases y de la visita a la empresa.

jueves, 19 de mayo de 2011

correintes de fuga

Disparos Intempestivos en interruptores diferenciales en instalaciones de oficinas

Corrientes de fuga permanentes y transitorias producen disparos no previstos en los diferenciales

La norma internacional de instalaciones eléctricas (IEC 60364) define como corriente de fuga, a la corriente que circula hacia tierra directamente, o a través de elementos conductores, en un circuito eléctricamente sano. Existen 2 tipos de corrientes de fuga, no peligrosas, que no son debidas a defectos de aislamiento:

a) Corrientes de fuga permanente.

Estas corrientes son debidas a:

– Las características de los aislantes.

– Las frecuencias de las corrientes empleadas.

– Los condensadores de los filtros capacitivos.

b) Corrientes de fuga transitorias o debidas a perturbaciones.

Estas corrientes son generadas principalmente por:

– Sobretensiones de maniobra.

– Sobretensiones atmosféricas (rayos).

– Puesta en tensión de circuitos que poseen una elevada capacidad respecto a tierra.

Cuando un diferencial dispara debido a que ha detectado uno de estos defectos, que no suponen ningún peligro, se habla de disparos intempestivos o funcionamientos anómalos.

Además, alguna de estas corrientes de fuga también pueden producir el efecto contrario, es decir, puedeinsensibilizar y bloquear al diferencial haciendo imposible su disparo si simultáneamente se produce un defecto de aislamiento que sí suponga peligro.

A continuación se verán los diferentes tipos de corrientes de fuga, qué problemas producen sobre los diferenciales y cómo solucionar dichas anomalías.

Corrientes de fuga permanente.

En el proceso de estudio de una instalación, conviene considerar las longitudes de las diferentes salidas y los equipos que dispongan de elementos capacitivos conectados a tierra. Así mismo, es deseable dividir la instalación con objeto de reducir la importancia de ambos

parámetros. Cabe considerar que los filtros antiparásitos capacitivos, obligatorios según la Directiva Europea sobre la CEM, (Compatibilidad Electromagnetica), dispuestos sobre los microordenadores y otros aparatos electrónicos, generan (en monofásico) corrientes de fuga permanentes a 50 Hz, del orden de 0,3 a 1,5 mA por aparato. Estas corrientes de fuga se suman si estos aparatos están conectados sobre una misma fase. Sólo si los aparatos están conectados sobre las tres fases, estas corrientes se anularán mutuamente cuando estén equilibradas (suma vectorial).

Esta reflexión es tanto más importante cuando los diferenciales instalados son de alta sensibilidad. Para evitar los disparos intempestivos, la corriente de fuga permanente no debe rebasar el 30 % de la sensibilidad del diferencial (es decir, 9 mA para un diferencial de 30 mA) en esquema TT y TN, y el 17 % en esquema IT.

En la tabla siguiente se da el valor de la corriente de fuga permanente aproximada para cada tipo de aparato:

Tipo de aparato	Valor
Fax	0,5 a 1 mA
Impresora	< 1 mA
Estación de trabajo Informática	1 a 2 mA
Terminal informático	0,3 a 1,5 mA
Fotocopiadora	0,5 a 1 mA
Aparato electrodoméstico clase 1	< 0,75 mA
Aparato de iluminación clase 1	< 1 kVA < 1 mA

De cara a limitar la influencia estas corrientes de fuga permanente en las protecciones diferenciales, hay que tener en cuenta los consejos siguientes:

Utilizar aparatos que incorporen una separación galvánica en su alimentación eléctrica, como por ejemplo, un transformador separador.
En el momento de realizar el diseño de la instalación hay que efectuar un balance de las corrientes de fuga previstas en cada circuito, y limitar el número de tomas de corriente protegidas por un sólo dispositivo diferencial. En definitiva hay que fraccionar la instalación en partes lo suficientemente pequeñas para que la corriente de fuga acumulada en ellas sea inferior al 30 % de la sensibilidad de los diferenciales que la protejan. (Recordar que, por norma de fabricación, las protecciones diferenciales pueden empezar a disparar con valores de fuga superiores al 50% de su sensibilidad)
Si hemos de proteger una línea con un interruptor diferencial, limitar el numero de computadoras conectadas al mismo diferencial a 6.

Corrientes de fuga transitorias

Se habla de selectividad horizontal, en una instalación que posee interruptores diferenciales, cuando se pretende garantizar que únicamente dispare el diferencial que se ve sometido al defecto o fuga, sin perturbar el comportamiento de los restantes diferenciales que estén en paralelo con éste. Estos dispositivos diferenciales pueden tener unos tiempos de retardo tr idénticos entre sí. No obstante, la selectividad horizontal puede verse perturbada por los efectos de las capacidades en las instalaciones que originan los disparos por “simpatía”.

Ejemplos:

Caso 1 (fig. 1) La apertura de Db (diferencial b), situado sobre el circuito de alimentación de un receptor R que pueda generar una sobretensión (ej.: equipo de soldadura), provoca una sobretensión transitoria sobre la red.

Esta sobretensión en el punto común de alimentación implica sobre la salida A, protegida por Da (diferencial a), la aparición de una corriente capacitiva a tierra, de mayor valor que el permanente. Esta corriente puede deberse a las capacidades parásitas de los cables o a un filtro capacitivo puesto a tierra.

figura 1: La presencia de capacidades de fuga bajo la salida A provoca problemas

También puede llegar a suceder que en la puesta en tensión de la salida A, vuelva a accionarse Da.
(El diferencial de Db puede ser instantáneo y el de Da debe ser temporizado)

El empleo de los diferenciales temporizados es necesario muchas veces para paliar los disparos intempestivos provocados por las sobretensiones generadas por rayos o por maniobras de aparatos.

Se debe considerar que, para una configuración tal, la temporización del diferencial (Da) es indispensable puesto que, a la puesta en tensión del circuito A, las capacidades (parásitas o no) provocan la aparición de una corriente diferencial oscilatoria amortiguada.

A título indicativo, una medida efectuada sobre un gran ordenador que dispone de un filtro antiparásitos pone de manifiesto una corriente de estas características:

40 A (primera cresta).
f = 11,5 kHz.
Tiempo de amortiguamiento (66 %):5 períodos.

Este ejemplo, y otros, demuestran que es necesario temporizar los diferenciales de las salidas de gran longitud o que alimenten gran cantidad de equipameinto electrónico.

En resumen, para evitar estos problemas es muy recomendable tomar las siguientes precauciones a varios niveles:

* Cuando se esté proyectando una nueva instalación donde vayan a tener que repartirse líneas de cable muy largas para poder llegar hasta los receptores (iluminación, tomas de corriente, alimentación directa de receptores, etc.), es muy conveniente realizar la máxima subdivisión posible de circuitos a fin de acumular el menor número de metros de cable por debajo de un solo diferencial, pudiéndose llegar a tener en muchos casos un diferencial para proteger cada circuito.

* Limitar, en la medida de lo posible, el número de receptores electrónicos que incluyan filtros capacitivos conectados a tierra, por debajo de cada diferencial.

* En circuitos para alimentar tomas informáticas, por ejemplo, hay que minimizar el número de líneas por debajo de cada diferencial.

* Para disminuir o eliminar el número de disparos intempestivos en instalaciones ya existentes, en la mayoría de ocasiones no es posible tomar las precauciones anteriores. Una solución es instalar un interruptor diferencial moderno, que posea filtros de alta frecuencia e inmunizados contra sobtenesiones transitorias.

Autor: Ing. Alberto Mikalaiunas

Fuentes: IEC 61008, IEC 61009, Guía de protección de personas de Schneider Electric.