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Su estudio de cortocircuito muestra una corriente de defecto prospectiva de 31,2 kA en el bus principal. La hoja de datos de la aparamenta indica dos valores nominales: Icw = 31,5 kA (3s) y Poder de corte = 40 kA. ¿Qué número determina si este martillo se adapta a su aplicación?
Ambos son importantes, pero protegen contra modos de fallo totalmente distintos.
Confundir Icw con kA de interrupción conduce a uno de estos dos costosos resultados: equipos infradimensionados que fallan durante eventos de coordinación o equipos sobredimensionados que agotan innecesariamente los presupuestos de adquisición. Esta guía separa los dos parámetros a nivel físico, muestra exactamente qué valores de estudio de averías corresponden a cada clasificación y proporciona reglas de margen probadas en instalaciones industriales, comerciales y de servicios públicos.
Icw (corriente de corta duración) representa la corriente máxima que un disyuntor cerrado puede soportar durante un tiempo determinado sin sufrir daños térmicos o mecánicos. El dispositivo permanece cerrado durante todo el tiempo; no se produce ninguna interrupción. Según la norma IEC 62271-200, los conjuntos de aparamenta de media tensión deben soportar la Icw nominal durante 1 segundo o 3 segundos, en función de los requisitos de coordinación de la protección. Los valores típicos oscilan entre 16 kA y 50 kA.
El centro de física de Acumulación de energía I²t. Una corriente de 31,5 kA mantenida durante 3 segundos deposita nueve veces más energía en los conductores y contactos que la misma corriente durante 1 segundo. Las barras conductoras se dilatan. Las juntas se aflojan. Los contactos se sueldan si la presión del muelle resulta insuficiente.
Interrupción kA (poder de corte) define la corriente de defecto máxima que el dispositivo puede interrumpir con seguridad mientras se abre bajo carga. Esta capacidad dinámica tiene en cuenta la separación de contactos, la formación de plasma de arco superior a 10.000 K y la recuperación dieléctrica tras la extinción del arco. La norma IEC 62271-100 especifica secuencias de prueba para disyuntores de vacío con capacidad de corte nominal, con valores comunes que van de 20 kA a 63 kA.
Los regímenes de tensión difieren fundamentalmente. Icw implica segundos de castigo térmico. La interrupción implica milisegundos de violencia de arco.
El cuadro comparativo que figura a continuación recoge las distinciones esenciales que rigen disyuntor de vacío decisiones de especificación:
| Parámetro | Icw | Capacidad de ruptura |
|---|---|---|
| Estado del interruptor | Cerrado (conducción) | Apertura (interrupción) |
| Tipo de estrés | Fuerzas térmicas (I²t), electromagnéticas | Energía del arco, tensión transitoria de recuperación |
| Duración | 1s, 3s o 4s (según IEC 62271-1) | 50-100 ms (3-5 ciclos) |
| Proporción típica | Valor de base | 1,25-1,6× Icw |
| Norma de ensayo | IEC 62271-1 | IEC 62271-100 |
| Consecuencia del fracaso | Soldadura por contacto, daños en las barras colectoras | Interrupción fallida, arco eléctrico |
¿Por qué la capacidad de ruptura a menudo supera la Icw en el mismo interruptor? Los interruptores en vacío extinguen los arcos en 30-50 ms, mucho menos tiempo que la ventana de exposición Icw de 1-4 segundos. Menos tiempo significa menos acumulación térmica durante la propia operación de corte.
Advertencia crítica: Un poder de corte de 40 kA no garantiza una capacidad de resistencia de 40 kA. Muchos disyuntores de media tensión tienen un poder de corte entre 1,25 y 1,6 veces superior a su capacidad de Icw. Nunca asuma equivalencia sin comprobar la hoja de datos.
[Visión experta: Prácticas de verificación sobre el terreno]
- Solicite siempre tanto el Icw como la capacidad de rotura en las solicitudes de presupuesto; a veces los vendedores omiten el Icw.
- Verificar la acreditación de los laboratorios de ensayo (KEMA, CESI, XIHARI) en los certificados de ensayo de tipo.
- Compruebe que la relación X/R comprobada se ajusta a las características de su sistema (IEC asume X/R = 17)
- Para aplicaciones de generador, confirme que la duración de Icw cubre su tiempo de coordinación de protección
Los estudios de averías generan múltiples valores de corriente. Si se selecciona el incorrecto, se producen errores de especificación que pasan desapercibidos hasta que la puesta en marcha revela el desajuste.
| Resultados del estudio | Descripción | Uso Para |
|---|---|---|
| Pico de primer ciclo (asimétrico) | Incluye DC offset, valor instantáneo más alto | Sólo verificación de picos de resistencia (Ip) |
| Corriente de interrupción (3-5 ciclos) | RMS simétrico en el momento de la separación del contacto | Selección de la capacidad de rotura |
| 30 ciclos en estado estacionario | Totalmente simétrico tras el decaimiento de CC | Selección Icw |
El pico asimétrico de primer ciclo -a menudo el número más grande de su estudio- sólo se aplica a los arriostramientos mecánicos y a las clasificaciones de picos de resistencia. Su uso para seleccionar la capacidad de rotura sobredimensiona el equipo en 50-100%.
Las relaciones X/R altas cerca de grandes transformadores o generadores ralentizan el decaimiento de la componente de CC, produciendo picos asimétricos más altos y niveles de corriente sostenidos. Los procedimientos de ensayo IEC 62271-100 asumen X/R = 17. Si su sistema supera este valor, solicite certificados de prueba ajustados o aplique factores de corrección según la metodología IEEE C37.010.
Antes de especificar cualquier aparamenta, confirme que su estudio incluye:
Para comprender mejor cómo interactúan estos valores con Parámetros de clasificación VCB, La documentación técnica completa ayuda a salvar la distancia entre los resultados de los estudios y el lenguaje de las especificaciones.
El poder de corte domina la mayoría de las discusiones sobre especificaciones. Pero Icw se convierte en el valor crítico cuando el disyuntor debe transportar la corriente de defecto sin dispararse, esperando a que la protección aguas arriba despeje primero el defecto.
El interruptor de enlace permanece cerrado mientras un interruptor de alimentador despeja una falta aguas abajo. Si el tiempo del relé del alimentador más el tiempo de funcionamiento del interruptor suman 600 ms, el interruptor de enlace experimenta corriente de falta durante todo ese tiempo. Su Icw debe superar la contribución de la falta pasante durante al menos 1 segundo.
Durante el funcionamiento en paralelo de un transformador, un fallo en la barra requiere que los disyuntores del acoplador transporten las contribuciones de la fuente combinada hasta que funcione el enclavamiento selectivo de zona. El acoplador nunca se dispara, simplemente sobrevive.
A menudo, la coordinación de las compañías eléctricas exige que se retrase la desconexión del interruptor del generador para permitir la respuesta del sistema de excitación. Los requisitos de Icw de tres segundos aparecen con frecuencia en las especificaciones de interconexión.
En una subestación industrial de 12 kV, la especificación original exigía un poder de corte de 25 kA, suficiente para la corriente de defecto prevista de 22 kA. Sin embargo, el estudio de coordinación de la protección reveló que el interruptor principal necesitaba un retardo de 1,5 segundos para la selectividad con el relé de la compañía eléctrica.
El problema: 25 kA/1s Icw no podían sobrevivir a la ventana de coordinación.
La resolución exigía actualizar la aparamenta con una capacidad de 31,5 kA/3s Icw, un aumento de costes de 35% que se habría evitado si las especificaciones de protección y equipos se hubieran coordinado desde el inicio del proyecto.
Los códigos establecen requisitos mínimos. Las instalaciones de éxito aplican márgenes que tienen en cuenta la incertidumbre del mundo real.
| Solicitud | Margen de rotura | Margen Icw | Fundamento |
|---|---|---|---|
| Industrial (carga estable) | ≥15% | ≥15% | Cubre la incertidumbre de medición |
| Comercial (ampliación prevista) | ≥25% | ≥25% | Mejora de la calefacción, ventilación y aire acondicionado, recarga de vehículos eléctricos |
| Subestación eléctrica | 20-40% | Clasificación de los partidos | Larga vida útil, múltiples reconfiguraciones |
| Centro de datos | ≥25% | ≥25% | El rápido crecimiento de la carga es habitual |
| Interconexión de generadores | ≥20% | ≥ índice de rotura | Tiempos de compensación ampliados |
El Serie VS1 VCB ofrece múltiples combinaciones de Icw/capacidad de ruptura diseñadas específicamente para satisfacer diversos requisitos de coordinación sin forzar actualizaciones innecesarias.
La ampliación del poder de corte de 31,5 kA a 40 kA suele añadir 8-15% al coste de la aparamenta. La ampliación del Icw de 1s a 3s añade otros 10-20% debido al mayor peso de las barras y las estructuras de contacto. Estas primas parecen significativas hasta que se comparan con otras alternativas: un fallo de interrupción o daño térmico cuesta entre 50 y 200 veces más si se tienen en cuenta los daños por arco eléctrico, el tiempo de inactividad de la producción y la posible responsabilidad por lesiones.
[Expert Insight: Optimización de márgenes]
- Para instalaciones con horizontes de planificación de más de 10 años, el margen 25% suele resultar rentable frente a futuras adaptaciones.
- Los proyectos de interconexión de generadores deben verificar los requisitos de Icw de la compañía eléctrica antes de adquirir los equipos: algunas compañías exigen 4 segundos de potencia nominal.
- Los centros de datos con ampliaciones previstas del SAI deben modelar la contribución a los fallos de los futuros sistemas de baterías
| Error | Consecuencia | Prevención |
|---|---|---|
| Especificar sólo la capacidad de rotura | Icw pasado por alto, falla la coordinación | Especifique siempre ambas clasificaciones con la duración |
| Utilización de la corriente de primer ciclo para la selección de la ruptura | Equipo sobredimensionado 50-100%, presupuesto malgastado | Utilizar corriente de interrupción simétrica |
| Estudio de fallos obsoleto | Calificaciones insuficientes tras la ampliación de las instalaciones | Se requiere un estudio fechado en 24 meses |
| Duración de la Icw no indicada | El vendedor asume 1s cuando se necesitan 3s | Indicar explícitamente la duración en el pliego de condiciones |
| Ignorando la desviación de la relación X/R | Clasificación estándar inadecuada para el sistema | Solicitud de certificados de ensayo ajustados |
Incluya este lenguaje en los documentos de solicitud de ofertas para eliminar ambigüedades:
“El disyuntor de vacío deberá tener un poder asignado de corte en cortocircuito de [X] kA y una corriente de corta duración (Icw) de [Y] kA durante [Z] segundos. Normas de la serie IEC 62271 por un laboratorio acreditado”.”
Seleccionar la combinación adecuada de Icw y capacidad de corte requiere opciones de equipamiento, no compromisos. XBRELE fabrica interruptores automáticos de vacío en toda la gama de media tensión:
Contacte con nuestro equipo técnico en Fabricante de disyuntores de vacío XBRELE para revisar su estudio de cortocircuito y recibir recomendaciones de clasificación adaptadas a sus requisitos de coordinación de protección.
P: ¿Qué determina si el Icw o la capacidad de ruptura rigen mi selección de disyuntores?
R: El tiempo de coordinación de la protección determina la precedencia. Si su interruptor debe transportar la corriente de falta mientras espera a que se despejen los dispositivos aguas arriba (retardo de coordinación > 0,5 s), normalmente rige Icw. Si su interruptor es el primero en interrumpir, la capacidad de corte tiene prioridad.
P: ¿Cómo convierto la corriente asimétrica de primer ciclo en capacidad de corte necesaria?
R: No se convierte directamente. Utilice el valor eficaz simétrico de la corriente de interrupción de su estudio de fallos (calculado a los 3-5 ciclos después del inicio del fallo), no el pico asimétrico. El valor de pico sólo se aplica a la verificación de la resistencia mecánica.
P: ¿Puede un disyuntor con un poder de corte de 40 kA soportar 40 kA durante 3 segundos?
R: No necesariamente. La capacidad de rotura y el Icw son parámetros probados independientemente. Muchos VCB tienen un poder de corte entre 1,25 y 1,6 veces superior a su Icw. Compruebe siempre ambos valores en la hoja de datos del fabricante.
P: ¿Qué margen debo solicitar para un centro de datos con ampliación prevista?
R: Aplique un margen mínimo de 25% tanto a la capacidad de corte como a los valores nominales de Icw. Modele las contribuciones a los fallos de los sistemas SAI previstos y de los generadores añadidos en su estudio antes de finalizar las especificaciones.
P: ¿Con qué frecuencia deben actualizarse los estudios de cortocircuito?
R: Actualice los estudios cada 24 meses o siempre que se produzcan cambios significativos: nuevas conexiones de transformadores de la red pública, incorporaciones de generadores, aumentos importantes de la carga o reconfiguraciones del sistema. Los estudios obsoletos representan una de las fuentes más comunes de desajustes en la clasificación.
P: ¿Afecta la relación X/R tanto a la selección de Icw como a la capacidad de rotura?
R: Sí, pero de forma diferente. Las relaciones X/R altas (>17) aumentan los picos asimétricos que afectan al servicio de rotura y mantienen niveles de corriente más altos durante más tiempo, lo que afecta a la tensión térmica de Icw. Solicite asesoramiento al fabricante cuando la relación X/R de su sistema supere con creces los supuestos de ensayo estándar.
