protecciones

CAPITULO 6
PROTECCIONES DE SISTEMAS DE DISTRIBUCION
6.1.

Introducción

El problema de Protección de los Sistemas Eléctricos de Distribución ha venido adquiriendo cada vez
mayor importancia ante el crecimiento acelerado de las redes eléctricas y la exigencia de un suministro de
energía a los consumidores con una calidad de servicio cada vez mayor. A pesar de existir abundantebibliografía sobre Protecciones de Sistemas Eléctricos, ésta en su mayoría está enfocada a los Sistemas de
Generación y Transmisión de Energía Eléctrica. No son muy abundantes las publicaciones que tratan este
tema tan interesante y hoy en día tan necesario, a nivel de distribución con un interés especial a la selección,
aplicación y coordinación de los equipos de protección comúnmente usados en estossistemas. Por esta razón,
el objetivo de este capítulo es dar una visión lo más completa posible sobre los equipos de protección más
utilizados en distribución. Se tratan los temas de esquemas de protección, selección de equipos y
coordinación de operación de los mismos en forma simple, más orientados a los conceptos, cálculos
preliminares y recomendaciones generales, que a aspectos deconstrucción o mantención de los equipos. Se
pretende entregar los elementos necesarios para realizar los cálculos eléctricos involucrados en la protección
y determinar los parámetros pertinentes, todo ello dentro del marco de la filosofía de las protecciones en
sistemas eléctricos. Se estudian en particular, los tres tipos de protecciones más utilizados y propios de los
Sistemas de Distribución, comoson, los fusibles, los reconectadores automáticos y los seccionalizadores, a
pesar de que estos últimos están siendo dejados de lado por algunas empresas de distribución. Otros equipos,
como los relés de sobrecorriente y los interruptores de poder ya fueron analizados en los capítulos anteriores.
6.2.

Fusibles

El fusible es el medio más sencillo de interrupción automática de corriente encaso de cortocircuitos o
sobrecargas. En baja tensión se encuentran hasta de 600 A y de 250 a 600 Volt. En este rango, la exigencia es
que soporten continuamente la corriente nominal y que se fundan en un tiempo máximo de 5 minutos con un
15% de sobrecarga. En alta tensión, se encuentran hasta de 400 Amperes y de 10 a 138 kV, con potencias de
0,1 a 20 MVA. En general, un fusible (Figura 6.1) estáconstituido por un elemento sensible a la corriente (en
adelante, elemento fusible) y un mecanismo de soporte de éste. El elemento fusible se funde cuando circula
por él, una corriente peligrosa durante un tiempo determinado. El mecanismo de soporte establece
rápidamente una distancia eléctrica prudente a fin de minimizar el tiempo que dura el arco.

Figura 6.1.- Fusibles típicos

142Las características de un fusible varían de acuerdo al material usado en el elemento fusible y a su
disposición. El tiempo y la intensidad mínima de fusión del elemento dependen del ambiente en que se
encuentre y de la intensidad de la corriente en el instante anterior a la sobrecarga. En todo caso las curvas
características de tiempo-corriente se dan para temperaturas ambientes de 20 a 25º C yse indican para
corrientes que producen fusión en 5 minutos o menos, partiendo de fusibles sin carga.
La curva característica de un fusible se puede separar en
las siguientes partes, tal como se muestra en la Figura 6.2
a.

Curva de tiempo máximo de fusión o de aclaramiento:
Se obtiene adicionando un margen de tolerancia (en
corriente) a la curva a.

c.

Curva de tiempo total para laextinción del arco: Se
obtiene adicionando a la curva b, el tiempo necesario para
la completa extinción del arco.

b

Curva de tiempo mínimo de fusión: Relaciona la
corriente con el tiempo mínimo al cual el fusible se funde.

b.

Tiempo
d a

d.

Curva tiempo-corriente de corta duración: Relaciona la
corriente y el tiempo máximo permisible para que el
fusible no quede...