Quin és el problema amb les interrupcions en cascada en els quadres de distribució elèctrica?

Moltes vegades, el disjuntor de nivell més baix no es disarma, però el d'amont (de nivell superior) sí ho fa! Això provoca un apagament a gran escala! Per què passa això? Avui, discutirem aquesta qüestió.

Causes Principals dels Desarmaments en Cascada (No Intencionats Amont)

• La capacitat de càrrega del disjuntor principal és menor que la capacitat total de càrrega de tots els disjuntors de branques a aval.

• El disjuntor principal està equipat amb un dispositiu de corrent residual (RCD), mentre que els disjuntors de branques no ho estan. Quan la corrent de fuga d'un electrodomèstic arriba o supera els 30 mA, el disjuntor principal es disarma.

• Falta de coordinació de protecció entre dos nivells de disjuntors—sempre que sigui possible, utilitzeu disjuntors del mateix fabricant.

• Operar sovint el disjuntor principal sota càrrega provoca carbonització del contacte, el que porta a un mal contacte, augment de la resistència, major corrent, sobrecalentament i finalment el desarmament.

• El disjuntor a aval no té les configuracions de protecció adequades per identificar correctament les falles (per exemple, una fàl·lia de terra monofàsica sense protecció de seqüència zero).

• Els disjuntors vells resulten en un temps de funcionament de desplaçament paral·lel prolongat; substitueixi'ls per disjuntors amb un temps real de desarmament més curt que el del disjuntor amont.

Solucions per als Desarmaments en Cascada

Si un disjuntor de circuit amont es disarma degut a un desarmament en cascada:

• Si un relé de protecció de branca ha operat però el seu disjuntor no s'ha desarmat, obri manualment primer aquest disjuntor de branca, després restabiliu el disjuntor amont.

• Si cap de les proteccions de branca ha operat, inspeccione tot l'equipament dins de la zona afectada en busca de falles. Si no es troba cap fàl·lia, tanqui el disjuntor amont i reenergitz cada circuit de branca un per un. Quan energitzar un circuit de branca específic faci que el disjuntor amont es disarme de nou, aquest disjuntor de branca està defectuós i hauria de ser aïllat per manteniment o substitució.

Perquè un disjuntor es disarme, cal que es compleixin dues condicions:

• La corrent de fàl·lia ha de arribar al llindar establert.

• La corrent de fàl·lia ha de persistir durant el temps establert.

Per tant, per prevenir desarmaments en cascada, les configuracions de corrent i de temps han de estar coordinades correctament entre els nivells de disjuntors.

Per exemple:

• El disjuntor de primer nivell (amont) té una configuració de protecció contra sobre-corrent de 700 A amb un retard de 0,6 segons.

• El disjuntor de segon nivell (a aval) hauria de tenir una configuració de corrent inferior (per exemple, 630 A) i un retard més curt (per exemple, 0,3 segons).

En aquest cas, si es produeix una fàl·lia dins de la zona de protecció del disjuntor de segon nivell, encara que la corrent de fàl·lia superi el llindar del disjuntor amont, el disjuntor a aval eliminarà la fàl·lia a 0,3 segons—abans que el temporitzador del disjuntor amont completi 0,6 segons—prevenint així que es disarmi i evitant la cascada.

Això porta a diversos punts clau:

• El mateix principi s'aplica a tots els tipus de fàl·lies—que siguin fàl·lies de curtcircuït o de terra—la coordinació depèn tant de la magnitud de la corrent com de la durada del temps.

• La coordinació temporal sovint és més crítica perquè les corrents de fàl·lia podrien superar simultàniament els ajustos de detecció de múltiples disjuntors.

• Encara que les configuracions sembli que estiguin coordinades correctament en paper, el rendiment real encara pot provocar desarmaments en cascada. Per què? Perquè el temps total de neteja de la fàl·lia inclou no només el temps d'operació del relé de protecció sinó també el temps mecànic d'obertura del propi disjuntor. Aquest temps mecànic varia segons el fabricant i el model. Com que els temps de protecció són en mil·lisegons, fins i tot petites diferències poden interrompre la coordinació.

Per exemple, en l'exemple anterior, el disjuntor de segon nivell suposa que elimina la fàl·lia en 0,3 segons. Però si el seu mecanisme mecànic és lent i triga 0,4 segons a interrompre totalment la corrent, el disjuntor amont pot detectar que la fàl·lia ha durat 0,6 segons i també es disarma—provocant un esdeveniment en cascada.

Per tant, per assegurar una coordinació adequada i prevenir desarmaments en cascada, els temps reals d'operació dels disjuntors han de ser verificats utilitzant equips de prova de protecció de relés. La coordinació hauria de basar-se en temps totals de neteja mesurats realment, no només en configuracions teòriques.