Funcionamiento y mantenimiento de equipos de distribución eléctrica, como los interruptores automáticos de aire
I. Mantenimiento de los interruptores automáticos de aire
La estructura de un interruptor automático de aire incluye un sistema de contactos, un dispositivo de extinción de arco, un mecanismo de disparo libre, un mecanismo de accionamiento para el cierre y un disparador (disparador por caída de tensión, disparador de excitación separada y disparador por sobrecorriente); algunos también están equipados con un dispositivo de bloqueo.
Secuencia de pasos:
● Al cerrar el interruptor: primero se conectan los contactos de arco, luego los contactos secundarios y, por último, los contactos principales.
● Al abrir el interruptor: primero se desconectan los contactos principales, luego los secundarios y, por último, los de arco.
La función del mecanismo de disparo libre es mantener los contactos cerrados o separarlos rápidamente; se utiliza principalmente para la protección contra cortocircuitos externos, sobrecargas y subtención, entre otras. La mayoría de los interruptores automáticos de aire utilizan una rejilla de extinción para extinguir el arco eléctrico.
Puntos clave para el mantenimiento y la reparación de los interruptores automáticos de aire en bastidor:
- Antes de utilizar un interruptor automático de aire, se debe limpiar la pintura antioxidante o la grasa de las superficies de trabajo de los electroimanes (como la superficie de sujeción del electroimán del disparador por pérdida de presión), para evitar que afecten a los valores de accionamiento del interruptor.
- Periódicamente (por ejemplo, cada mes o, como mínimo, cada trimestre), se debe eliminar el polvo y el hollín acumulados en la superficie y las piezas del interruptor, prestando especial atención a la limpieza de la superficie de las piezas aislantes, con el fin de garantizar el buen funcionamiento del aislamiento del interruptor y evitar que este se deteriore.
- Tras un tiempo de uso (por ejemplo, después de cada limpieza), se debe aplicar grasa lubricante en el mecanismo de transmisión de la operación de cierre, con el fin de reducir el desgaste del mismo.
- Todos los tornillos y pernos de las distintas partes deben estar bien apretados y no deben presentar holgura. Las piezas desgastadas o dañadas deben sustituirse sin demora.
- Tras la interrupción de un cortocircuito o tras un período prolongado de uso (por ejemplo, cada seis meses), se deben eliminar las partículas metálicas y los residuos de hollín de las paredes interiores y las rejillas de la cámara de extinción. En el caso de las cámaras de extinción que hayan permanecido sin utilizarse durante un tiempo prolongado (por ejemplo, las piezas de repuesto), es necesario comprobar que presentan un buen aislamiento antes de su uso.
- Tras un determinado número de accionamientos de los contactos principales del interruptor, si se observan rebabas, partículas metálicas u otros elementos en la superficie de los contactos, o bien cada seis meses, se deben desmontar los contactos principales, lijarlos con papel de lija fino de grano 200 para garantizar un buen contacto y evitar el sobrecalentamiento provocado por un mal contacto. Si, tras el lijado, el espesor de los contactos es inferior a un tercio del original, habrá que sustituirlos, y tanto los contactos móviles como los fijos deberán sustituirse al mismo tiempo.
- Compruebe periódicamente los valores de ajuste de accionamiento y los tiempos de retardo de cada disparador (especialmente los disparadores semiconductores); cuando cambien los parámetros, se deberán volver a ajustar.
II. Fallos habituales de los interruptores automáticos de aire y su solución
Cuando el interruptor automático de aire funciona con normalidad, debe limpiarse periódicamente y, si es necesario, lubricarse con grasa. Dada la complejidad de su estructura, los tipos de averías que pueden producirse son numerosos, tal y como se muestra en la tabla 5-1.
Tabla 5-1: Tabla de resolución de problemas
| fenómeno de falla | Análisis de las causas | Método de tratamiento |
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(1) El interruptor de accionamiento eléctrico no se cierra |
(1) La tensión de la fuente de alimentación no es la adecuada;
(2) La potencia de la fuente de alimentación es insuficiente; (3) La carrera de la varilla del electroimán es insuficiente; (4) El motor acciona el cambio de posición del interruptor de posicionamiento; (5) Los diodos rectificadores o los condensadores del controlador están averiados |
(1) Cambiar la fuente de alimentación;
(2) Aumentar la capacidad de la fuente de alimentación de funcionamiento; (3) Reajustar o sustituir la varilla de tracción; (4) Reajuste; (5) Sustitución de los componentes dañados |
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(2) El interruptor no se puede cerrar manualmente |
(1) El disparador por caída de tensión no recibe tensión o la bobina está averiada; (2) La deformación del resorte acumulador de energía provoca una disminución de la fuerza de cierre; (3) La fuerza ejercida por el muelle de reacción es excesiva; (4) El mecanismo no se puede reiniciar para volver a realizar el descuento |
(1) Comprobar el cableado, aplicar tensión o sustituir la bobina;
(2) Sustituir el resorte de almacenamiento de energía; (3) Reajustar la fuerza de reacción del muelle; (4) Volver a ajustar la superficie de contacto hasta el valor especificado |
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(3) El disparador de excitación separada no consigue que el interruptor corte el circuito |
(1) Cortocircuito en la bobina;
(2) La tensión de alimentación es demasiado baja; (3) La superficie de contacto de la tuerca es demasiado grande; (4) Tornillos sueltos |
(1) Cambiar la bobina;
(2) Cambiar la tensión de alimentación; (3) reajuste; (4) Apretar |
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(4) Al arrancar el motor, el interruptor se abre inmediatamente. |
(1) El valor de ajuste de acción instantánea del disparador de sobrecorriente es demasiado bajo; (2) Deterioro de determinadas piezas del dispositivo de desconexión (como dispositivos semiconductores, membranas de goma, etc.); (3) Rotura o desprendimiento del muelle de reacción del disparador |
(1) Ajustar el valor de ajuste de la acción instantánea; (2) Sustituir el disparador o las piezas dañadas; (3) Cambiar el muelle o volver a montarlo |
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(5) El disparador por pérdida de tensión no consigue que el interruptor corte el circuito |
(1) El muelle de reacción se reduce;
(2) Si se trata de la liberación de la energía almacenada, el resorte de almacenamiento se contraerá o se romperá; (3) Bloqueo mecánico |
(1) Ajustar el muelle;
(2) Ajustar o sustituir el muelle de almacenamiento de energía; (3) Eliminar las causas del atasco (por ejemplo, el óxido) |
III. Operaciones de reinicio tras el disparo de un interruptor automático de aire
Tras el disparo del interruptor automático, colóquese guantes aislantes, gafas protectoras y demás equipo de protección individual, y corte el suministro eléctrico del circuito defectuoso a través del cuadro de distribución principal para garantizar la seguridad de la operación. Compruebe que el interruptor se haya disparado por completo (la palanca de accionamiento se encuentra en la posición “TRIP” o en la posición intermedia). Compruebe si hay humo, olor a quemado o rastros de arco eléctrico en el cuadro de distribución.
1. Pasos concretos para el restablecimiento
Paso 1: Determinar la causa del disparo del interruptor.Causas habituales de la activación de los interruptores: sobrecarga, cortocircuito, subtensión/sobretensión, averías mecánicas, accionamiento erróneo de los dispositivos de protección, etc.
Paso 2: Solución de problemas.Desconecte parte de la carga para reducir la intensidad total por debajo del valor nominal del disyuntor; utilice un multímetro o un comprobador de aislamiento para localizar el punto de cortocircuito y, una vez reparado, vuelva a aislarlo; compruebe que la tensión de la red eléctrica sea estable y, si es necesario, active el dispositivo estabilizador de tensión.
Paso 3: Operación de reinicio manual.Antes de restablecer el sistema, asegúrese de que se haya solucionado la avería y de que ni el cuerpo del interruptor ni la línea presenten anomalías.
- Restablecimiento estándar:Mueva la palanca de mando hacia la posición “OFF” hasta el tope y, a continuación, muévala hacia la posición “ON” hasta que encaje; cuando oiga un “clic”, significará que se ha restablecido correctamente.
- Modelo con botón de reinicio:Pulsa el botón de reinicio (normalmente de color rojo o amarillo) y, a continuación, gira la palanca hasta la posición “ON”; comprueba que se encienda el indicador luminoso del panel o que aparezca el símbolo mecánico.
Paso 4: Prueba de alimentación eléctrica; restablecer el suministro eléctrico de forma gradual.Tras cerrar el interruptor, se debe encender primero el equipo en vacío para comprobar si vuelve a saltar el interruptor; si no se detecta ninguna anomalía, se debe conectar gradualmente la carga hasta alcanzar el valor nominal, supervisando continuamente los datos de corriente, tensión y aumento de temperatura.
2. Precauciones
- Prohibido realizar un reinicio forzado:Hasta que se determine la causa del disparo, está prohibido intentar restablecer el sistema varias veces, ya que, de lo contrario, la avería podría agravarse.
- Antes de restablecer el sistema, es imprescindible desconectar la alimentación eléctrica para evitar lesiones por arco eléctrico derivadas de una manipulación con el equipo bajo tensión.
- Si se dañan los componentes internos del interruptor (como la bobina de disparo o los contactos), deberán sustituirse por piezas de repuesto del mismo modelo.
- Tras el reinicio, es necesario comprobar el funcionamiento de las protecciones contra sobrecarga y cortocircuito (lo cual puede verificarse mediante pruebas simuladas).
IV. Principio de corte de los interruptores con señalización de corte de emergencia
1. Descripción general de los interruptores automáticos con señalización de corte de emergencia
Los interruptores automáticos provistos de un dispositivo de desconexión de emergencia (como un botón rojo, una palanca o un interruptor giratorio) son dispositivos de protección de seguridad diseñados para cortar rápidamente el suministro eléctrico en situaciones de emergencia (como descargas eléctricas, cortocircuitos en los equipos, incendios, etc.) y evitar así que el accidente se agrave. Sus características principales son la prioridad de la desconexión manual y una alta velocidad de respuesta. Se utilizan principalmente en los cuadros de distribución principales de los buques, en los cuadros de distribución de emergencia y en las cajas de control de equipos críticos, así como en circuitos de potencia de alta tensión en los que existe riesgo de descarga eléctrica.
2. Estructura de los interruptores automáticos con señalización de corte de emergencia
La estructura principal incluye: un mecanismo mecánico de desconexión de emergencia (que permite una desconexión rápida mediante un mecanismo de almacenamiento de energía por resorte o un sistema de palancas); y un mecanismo electromagnético de desconexión de emergencia (en el que una bobina electromagnética activa el mecanismo de desconexión, para lo cual se requiere una fuente de alimentación de emergencia externa). El indicador de desconexión de emergencia tiene un diseño llamativo y algunos modelos cuentan con un dispositivo de enclavamiento para evitar accionamientos accidentales. Tras la desconexión, se muestra “OFF” o un indicador de advertencia en rojo.
3. Principio de la desconexión de emergencia
Apertura normal del interruptor:Las señales del circuito de control (como la protección contra sobrecargas o cortocircuitos) activan el disparador, y el mecanismo mecánico abre los contactos.
Desconexión de emergencia:Activación manual: accionar directamente el botón de emergencia o la palanca, sin pasar por el circuito de control, para liberar forzosamente el resorte de disparo o activar el disparador electromagnético.
(1) Se aplica una fuerza sobre el componente de accionamiento de emergencia → se activa el dispositivo de enclavamiento mecánico.
(2) El resorte acumulador de energía libera la energía de forma instantánea → los contactos móviles se separan rápidamente.
(3) El arco eléctrico se extingue en la cámara de extinción → El circuito se interrumpe por completo (en menos de 50 ms).
4. Diferencias entre la desconexión de emergencia y la desconexión habitual
Tabla 5-2: Diferencias entre la desconexión de emergencia y la desconexión habitual
| Características | Desconexión de emergencia | Desconexión rutinaria |
| Modo de activación | Prioridad manual, manejo físico directo | Control automático o mediante señales eléctricas a distancia |
| Tiempo de respuesta | ≤100 ms | 200-500 ms (dependiendo de la respuesta del dispositivo de protección) |
| Prioridad | Máximo (puede interrumpir otras lógicas de protección) | Controlado por parámetros de protección preestablecidos |
