Sea en el hogar o en el negocio, muchas veces se presentan fallas eléctricas repentinas que, si no se atienden rápidamente, pueden ocasionar daños importantes en la infraestructura eléctrica del lugar, llegando en ocasiones a ocasionar peligrosos accidentes e incendios que pueden terminar con efectos devastadores.
Para prevenir estas situaciones, existen varios sistemas de protección utilizados en las instalaciones eléctricas como el fusible, el pararrayos y el interruptor, siendo este último el componente central de un sistema eléctrico bien protegido.
En este blog, conocerás más sobre el funcionamiento de este aparato, su importancia y los tipos que existen en el mercado, entre otros detalles útiles para la seguridad de tus instalaciones eléctricas y tu propia seguridad.
¿Qué hace un Interruptor?
Utilizando el ejemplo de una casa, tiene un circuito eléctrico principal, que se compone de varios circuitos secundarios. Este circuito dentro de su casa funciona con electricidad que proviene de la planta de energía. En condiciones normales, la corriente eléctrica se regula dentro de límites seguros o límite de voltaje (presión eléctrica), que en EEUU es de 120 voltios ± 6%. Esto es necesario ya que un exceso en la carga eléctrica podría dañar los diferentes componentes de la estructura.
Pero en ocasiones y por diversas razones, la carga eléctrica puede aumentar a niveles superiores a los que un circuito puede tolerar, lo que puede provocar daños en el circuito y en los dispositivos conectados a él, así como provocar un incendio. La función fundamental de los interruptores automáticos es “verificar” constantemente que la carga eléctrica no exceda los límites de seguridad y, de ser así, detener automáticamente el funcionamiento del circuito eléctrico, con el fin de evitar daños a la instalación eléctrica en general.
Principio de Funcionamiento de los Interruptores
Internamente, los interruptores automáticos se componen básicamente de pares de contactos metálicos, tanto fijos como móviles, además de una bobina de operación. En condiciones normales, circuito cerrado, estos contactos se tocan entre sí, lo que permite el flujo de corriente eléctrica. Estos contactos móviles se mantienen unidos gracias a la presión mecánica ejercida por otro mecanismo, por ejemplo, un resorte o aire comprimido.
Esta presión sobre los contactos móviles es posible gracias a la energía potencial almacenada en dicho mecanismo de presión. Cuando ocurre una sobrecarga en el circuito eléctrico, la bobina de operación se carga de energía y un émbolo conectado al mecanismo de los contactos móviles, permite liberar la energía almacenada en este mecanismo, permitiendo que los contactos móviles también se separen.
A medida que los contactos móviles se separan, el circuito dentro del interruptor se abre, interrumpiendo el flujo de corriente y protegiendo el sistema de daños mayores. Sin embargo, es importante que también entiendas el concepto de “arco”.
Cuando la corriente eléctrica pasa a través de un espacio de aire desde un componente energizado a un componente neutral, se produce una descarga de plasma conocida como arco. Como ejemplo, un rayo es un arco muy grande que atraviesa el espacio atmosférico desde una nube hasta el suelo o hacia otra nube.
La formación de arcos también puede ocurrir en el cableado eléctrico doméstico, pero también dentro de los interruptores automáticos durante el funcionamiento, lo que puede dañarlos y provocar incendios si no se controla el arco. Por lo tanto, el mecanismo de los interruptores automáticos también busca prevenir o controlar, en la medida de lo posible, la generación de estos arcos eléctricos.
Tipos de Interruptores
Existen diferentes tipos de interruptores en el mercado, pero en general todos funcionan bajo el mismo principio básico ya explicado anteriormente. La diferencia entre los modelos consiste básicamente en el tipo de mecanismo utilizado para activar la separación de los contactos móviles y controlar la generación del arco eléctrico.
- Interruptores de Caja Moldeada (MCCB)
Los interruptores de caja moldeada se utilizan principalmente en circuitos de baja tensión. En este modelo, todas las partes que conducen la corriente, mecanismos y dispositivos de maniobra, están embebidos dentro de una caja moldeada o disyuntora de material aislante. Los MCCB se utilizan con frecuencia como la primera opción en sistemas de corriente alterna (CA) o continua (CC) en la industria, y sus principales ventajas son su versatilidad para integrarse con otros dispositivos de control, su bajo costo de mantenimiento y su tamaño pequeño.
- Interruptores de Vacío (VCB)
En VCB, la interrupción de la corriente eléctrica ocurre dentro de una estructura normalmente hecha de cerámica conocida como “botellas de vacío”. Este blíster está completamente aislado y permite una alta tasa de vacío en su interior. Dentro de este blíster se encuentran los contactos fijos y móviles. El arco eléctrico se inicia cuando los contactos se separan y gracias al vacío y la rigidez dieléctrica (aislamiento eléctrico) en la estructura, el calor generado durante el arco se extingue rápidamente. La principal ventaja de los VCB es que reducen considerablemente el riesgo de incendio y requieren menos mantenimiento.
- Interruptores de Aire (ACB)
El interruptor de aire tiene un almacenamiento de aire comprimido en el interior. Este aire se libera a través de una boquilla y produce un chorro de aire de alta velocidad. Este aire es el que se utiliza para extinguir el arco. Los ACB se utilizan generalmente en servicios de campo de alta y media tensión, generalmente hasta voltajes de 15 KV o para líneas exteriores de hasta 220 KV o más, según el tipo. Sus principales ventajas son su pequeño tamaño, la gran velocidad de respuesta, el escaso mantenimiento que necesitan y la considerable reducción del riesgo de incendio.
- Interruptores en Aceite (OCB)
Los OCB son los tipos de interruptores automáticos más antiguos y utilizan aceite como medio aislante para la extinción del arco. En este modelo, los contactos del interruptor están dentro del aceite aislante y cuando ocurre una falla en el sistema, los contactos del interruptor se abren dentro del aceite. El arco en desarrollo forma una burbuja de hidrógeno a su alrededor y la presión generada evita que el arco se vuelva a encender por accidente. Su principal ventaja es que no requiere dispositivos especiales para controlar el arco eléctrico, además de que el aceite proporciona aislamiento entre los contactos después de que el arco ha sido extinguido.
- Interruptores de Hexafluoruro de Azufre (SF6CB)
La principal característica de los SF6CB es que utilizan gas hexafluoruro de azufre (SF6) en su funcionamiento. Este gas tiene una excelente propiedad aislante que hace que los dispositivos SF6CB sean muy efectivos. Además, el SF6 tiene la propiedad de recombinarse rápidamente después de extinguir el arco, siendo un medio refrigerante mucho más efectivo que el aire. Debido a estas propiedades, los SF6CB son dispositivos muy efectivos en sistemas de media y alta tensión, ya que el gas utilizado tiene excelentes propiedades dieléctricas, además de ser no inflamable.
Consejos de Seguridad Eléctrica
Es de vital importancia recordar que al trabajar con electricidad siempre existe el riesgo de accidentes por descargas eléctricas, que en determinadas ocasiones pueden ser mortales. Por lo tanto, siempre debe tener en cuenta las siguientes medidas de seguridad.
Revisa el funcionamiento de tu interruptor hogar o negocio por lo menos una vez al mes. Para ello, los disyuntores cuentan con un botón de prueba, sin importar su marca u origen. Si al presionar el botón no se activa la palanca, está dañada. Nunca opere un aparato eléctrico con los pies descalzos ni opere un interruptor con las manos o los pies mojados. Cuando vaya a realizar cualquier tipo de reparación, asegúrese de haber desconectado la alimentación eléctrica en el cuadro y durante el trabajo, y utilice siempre herramientas con algún tipo de material aislante.
En instalaciones que tengan cierta antigüedad, se recomienda que un electricista profesional realice trabajos de revisión y mantenimiento para prevenir futuros accidentes. Evite trabajar en el techo cerca de conductores de energía eléctrica en días ventosos y tormentosos para evitar accidentes.
Trate de usar, en la medida de lo posible, un tomacorriente para cada aplicación, no T-Taps o similares para evitar sobretensiones eléctricas.
Si tiene pensado manipular una instalación por su cuenta, primero debe cortar la corriente eléctrica en el interruptor y comprobar la ausencia de tensión en el circuito. Nunca intente utilizar cables que estén muy dañados, ya que el más mínimo daño en un cable puede provocar un accidente por descarga eléctrica, o incluso un incendio, por lo que se debe sustituir lo antes posible por uno nuevo.
Resumen
Ahora ya sabes más sobre el funcionamiento de los interruptores automáticos, además de su importancia para la protección de un sistema eléctrico, pero también es importante que sepas elegir el tipo de interruptor automático más adecuado según tus necesidades.
Sin embargo, en muchos casos, los interruptores automáticos por sí solos no pueden garantizar el 100% de la seguridad de un sistema eléctrico. Por esa razón, también hay componentes que pueden, y algunas veces deben, agregarse a los circuitos eléctricos para mejorar aún más el nivel general de protección. De hecho, uno de los mejores mecanismos es el pararrayos, un dispositivo apropiado para proteger tus equipos eléctricos de picos de tensión.