Como Responde un Interruptor Estándar a un Fallo Eléctrico

Funcionamento do Interruptor para Protecção contra Falhas

Un interruptor estándar é un dispositivo de seguridade crítico deseñado para interromper a corrente eléctrica durante fallos, como sobrecargas ou cortocircuitos, evitando así danos no sistema eléctrico, o sobreescaldado dos cables e os riscos de incendio. A súa acción protexente asegura a seguridade e a fiabilidade do circuito.

Protección contra Cortocircuitos

• Que Ocorre: Un cortocircuito ocorre cando se crea unha ruta de baixa resistencia (por exemplo, contacto directo entre os cables activo e neutro) que provoca un aumento brusco da corrente, superando en gran medida a capacidade do circuito.

• Resposta do Interruptor: O interruptor detecta o pico instantáneo de corrente e dispara case inmediatamente (en milisegundos), cortando a corrente para:

• Evitar o acumulamento excesivo de calor que pode danar os componentes.

• Mitigar o risco de incendios ou arcos eléctricos.

Protección contra Sobrecargas

• Que Ocorre: Unha sobrecarga ocorre cando a corrente total consumida por dispositivos conectados (por exemplo, varios electrodomésticos ou equipos de alta potencia) excede a capacidade segura do circuito ao longo do tempo.

• Resposta do Interruptor:

• Evitar o sobreescaldado dos cables e o deterioro da aislación.

• Evitar riscos potenciais de incendio debido a unha corrente excessiva prolongada.

• O mecanismo térmico interno do interruptor detecta a corrente excessiva sostenida.

• A medida que persiste a corrente, o elemento térmico do interruptor esquenta, facendo que unha tira bimetalica dobre gradualmente.

• Cando a tira dobra suficientemente, o interruptor dispara, desconectando o circuito para:

Como Funciona un Interruptor Estándar Durante as Falhas Eléctricas?

Un interruptor estándar típico non pode detectar falhas a terra ou a ausencia dun cable neutro. En cambio, só proporciona protección contra cortocircuitos e sobrecargas. É por iso que o Código Nacional de Electricidade (NEC) require o uso de interruptores de circuito con protector de falhas a terra (GFCI) para asegurar a protección adecuada tanto dos dispositivos como das persoas.

A continuación, amóstranse exemplos de circuitos que ilustran como se comporta un interruptor estándar en condicións normais e de fallo:

Condición Normal

No diagrama seguinte, un circuito de iluminación está controlado e protexido por un interruptor de 15 amperios, alimentado con 120V desde un panel principal de 120V/240V.

Xa que non hai fallos no circuito, todos os compoñentes funcionan normalmente, e a luz ilumina como se espera.

Condición de Cortocircuito / Sobrecarga

Agora, considérese un escenario no que ocorre un cortocircuito ou sobrecarga, por exemplo, se o cable activo entra en contacto coa carcasa metálica dun dispositivo (como un porta-lámpada). Neste caso, xénese unha corrente de fallo que viaxa de volta á fonte de enerxía a través do cable de terra. O cable de terra está conectado ao cable neutro no panel principal, formando unha ruta de baixa resistencia que completa o circuito.

Debido á extremadamente baixa resistencia do cable de terra, unha corrente substancial (hasta 600 amperios) surxe no circuito durante un fallo, creando unha sobrecarga severa. O mecanismo interno do interruptor detecta instantaneamente esta corrente excesiva e dispara a acción de disparo. O interruptor de 15 amperios entón desconecta rapidamente o circuito da fonte de enerxía principal, protexendo tanto o dispositivo eléctrico como as persoas de perigos potenciais como o sobreescaldado, arcos eléctricos ou descargas eléctricas.

Detección de Fallos e Disparo

Como se ilustra no diagrama seguinte, o interruptor de 15 amperios dispara inmediatamente ao detectar unha corrente de fallo que supera a súa capacidade nominal. Esta acción desconecta o circuito da fonte de enerxía principal, proporcionando unha protección robusta contra sobrecargas e cortocircuitos.

Interruptores Estándar e Fallos a Terra

Como se discutiu anteriormente, os interruptores estándar non protexen contra fallos a terra, situacións nas que a electricidade flue inadvertidamente á terra, nin contra condicións de neutro roto, ambas as que representan riscos significativos de seguridade. Nestes escenarios:

• Fallo a Terra: A corrente desvia da ruta de circuito intencionada e flue á terra (por exemplo, a través dunha persoa ou dun dispositivo defectuoso), creando un risco de choque perigoso.

• Neutro Roto: Un cable neutro desconectado pode causar desequilibrios de tensión, forzando a corrente a buscar rutas alternativas (por exemplo, a través de carcás de equipos ou cables de terra), o que pode levar ao sobreescaldado ou ao choque eléctrico.

En ambos os casos, a corrente de fallo pode completar o circuito a través de rutas non intencionadas, eludindo o mecanismo de protección contra sobrecargas e cortocircuitos do interruptor estándar. É por iso que se requiren dispositivos especializados como interruptores de circuito con protector de fallos a terra (GFCIs) ou interruptores de circuito con protector de fallos de arco (AFCIs) para estes riscos específicos.

Isto pode levar a que a corrente flua a través de rutas non intencionadas, incluíndo conductores neutros e de terra. Ademais, calquera compoñente metálico exposto no circuito pode energizarse, transportando voltaxes perigosos de 72V ou 120V, creando un risco severo de choque eléctrico ou incendio.

Para abordar este problema, debe utilizarse un interruptor GFCI en lugar dun interruptor estándar para asegurar a seguridade en caso de fallos a terra.