Cómo Dimensionar un Interruptor de Desconexión para su Proyecto

Introducción

Un interruptor de desconexión puede parecer complicado, pero no lo es. Es un simple interruptor de encendido/apagado que corta la energía a su equipo o gabinete eléctrico. En muchas aplicaciones también se le llama interruptor principal.

No obstante, aunque su uso es sencillo, su instalación puede resultar complicada para los principiantes. Lo más importante durante este proceso es determinar el tamaño correcto que debe tener su interruptor. Tenga en cuenta que en este caso, el tamaño indica la clasificación actual del interruptor y no sus medidas físicas.

Hoy, compartimos una guía paso a paso para dimensionar un interruptor de desconexión para su próximo proyecto. Siga este tutorial y pondrá en marcha sus proyectos en poco tiempo.

¿Listo para aprender más? ¡Vamos!

Comprensión de los requisitos de IEC y NEC

¿Por qué es tan importante dimensionar su interruptor de desconexión de la manera correcta? Las pautas de la industria lo requieren.

Normas IEC

De acuerdo con la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) 60204-1/2016: “Seguridad de la maquinaria - Equipo eléctrico de las Máquinas – Parte 1: Requisitos generales”, para cada fuente principal de alimentación que se instale se debe proporcionar un interruptor de desconexión operado manualmente, que debe seguir ciertos parámetros de diseño.

Por ejemplo, debe incluir una indicación de su función de encendido/apagado, a menudo proporcionada a través de una etiqueta O/I, ya que este es el símbolo internacional de encendido/apagado. Además, el interruptor de desconexión debe incluir una manija accesible para una operación manual fácil.

Cuando coloque este interruptor en la posición "apagado", las normas IEC exigen que desconecte todos los conductores conectados. También debe integrarse con un candado asociado que permita a los operadores bloquear la alimentación.

Estándares NEC

Además de las normas IEC, el Código Eléctrico Nacional (NEC) también dicta la presencia de un interruptor de desconexión.

Este código establece que cualquier equipo grande y con cableado permanente debe tener un medio de desconexión que se encuentre a una distancia que sea visible. Esto se aplica a su unidad HVAC, los extractores de aire del ático y otros equipos domésticos importantes.

Además, el NEC establece que este medio de desconexión debe ser uno de los dispositivos incluidos en su lista. Asimismo, debe ser capaz de desconectar la misma potencia que el equipo para el que está instalado. Por ejemplo, un motor de 5 caballos de fuerza requerirá un interruptor de 5 caballos de fuerza o más.

Tenga en cuenta que si bien algunos interruptores no los tienen, la mayoría de los interruptores de desconexión tienen fusibles. El NEC establece que el que seleccione debe tener el tamaño de fusible correcto para adaptarse al equipo.

Con estos requisitos en mente, veamos cómo aborda el proceso de dimensionamiento del interruptor de desconexión.

1. Determine sus necesidades energéticas

¿No está seguro de qué tipo de interruptor de desconexión es el más adecuado para su aplicación? Considere sus requisitos de energía antes de pasar a cualquiera de los siguientes pasos.

Si usa corriente alterna (CA), tendrá un tipo de interruptor diferente al de alguien que usa corriente continua (CC). Si bien puede ser tentador intercambiarlos, no lo haga. Un interruptor diseñado para alimentación de CA no aceptará alimentación de CC, y lo contrario también es cierto.

El código IEC incluye un desglose de los diferentes tipos de categorías de uso y aplicaciones típicas para alimentación de CA y CC. Repasemos algunos de los tipos más comunes.

Energía CA: Categorías de utilización de operación frecuente

Las categorías de uso designadas para el funcionamiento frecuente de la alimentación de CA incluyen las siguientes:

• AC-20A
• AC-21A
• AC-22A
• AC-23A

Tenga en cuenta que la aplicación de AC-20A no está permitida en los EE. UU.

Energía de CA: Categorías de utilización de operaciones poco frecuentes

Las categorías de uso designadas para el funcionamiento infrecuente de energía de CA incluyen las siguientes:

1. AC-20B
2. AC-21B
3. AC-22B
4. AC-23B

Alimentación de CC: Categorías de utilización de operaciones frecuentes

Las categorías de uso designadas para el funcionamiento frecuente de energía CC incluyen las siguientes:

1. DC-20A
2. DC-21A
3. DC-22A
4. DC-23A

Alimentación de CC: Categorías de utilización de operaciones poco frecuentes

Las categorías de utilización designadas para la operación de alimentación de CC poco frecuente incluyen las siguientes:

1. DC-20B
2. DC-21B
3. DC-22B
4. DC-23B

Aplicaciones típicas de AC-20A a AC-23B

¿Cuáles son las aplicaciones más comunes para cada categoría de uso de AC-20A a AC-23B? Aquí hay un desglose rápido:

1. AC-20A y AC-20B: conecte y desconecte la energía en condiciones de carga
2. AC-21A y AC-21B: conmutación de cargas resistivas y sobrecargas moderadas
3. AC22-A y AC22-B: conmutación de cargas resistivas mixtas, cargas inductivas y sobrecargas moderadas
4. AC23-A y AC23-B: cargas de motor de conmutación y otras cargas altamente inductivas

Aplicaciones típicas de DC-20A a DC-23B

A continuación, echemos un vistazo a las aplicaciones más comunes de DC-20A a DC-23B. Éstas incluyen:

1. DC-20A y DC-20B: conecte y desconecte la alimentación en condiciones sin carga
2. DC-21A y DC-21B: conmutan cargas resistivas y sobrecargas moderadas
3. DC-22A y DC-22-B: conmuta cargas resistivas mixtas, cargas inductivas y sobrecargas moderadas como motores de derivación
4. DC23-A y DC-23B: conmutan cargas altamente inductivas como motores en serie

2. Calcular los requisitos de voltaje y corriente

El equipo en cuestión tendrá una placa de identificación que enumera su fabricante y otros detalles clave, incluyendo cual es la potencia nominal del equipo.

En algunos casos, no encontrará esta métrica en la lista de caballos de fuerza. Si este es el caso, busque números que midan voltios-amperios, vatios o incluso kilovatios.

Si bien tomará un poco más de tiempo convertir estos números a caballos de fuerza, es posible. Si está trabajando con vatios o voltios-amperios, divida esos números por 0,7457. El número resultante es tu potencia.

Tenga en cuenta que la mayoría de los desconectadores tienen un máximo de 600 voltios de energía CA (VCA). Asimismo, las desconexiones de CC se clasificarán para hasta 1000 voltios de potencia de CC (V CC). Estas medidas son consistentes con los estándares IEC.

Si se superan estos voltajes, existe un riesgo significativo de que se produzca un arco eléctrico, que puede provocar lesiones graves al operador o incluso la muerte.

Si su equipo requiere un conmutador más potente, deberá buscar uno especializado diseñado para admitir la capacidad adicional.

Midiendo la corriente

Cuando instala un interruptor de desconexión, debe dimensionar sus contactos para asegurarse de que puedan acomodar la corriente de energía que viaja a través de ellos.

Si su corriente es más alta, necesitará contactos más fuertes para apoyarlos. Si omite este paso, su sistema podría sobrecalentarse en un instante. La mayoría de los proveedores proporcionarán desconectadores de CA que van desde 10 A a 630 A y desconectadores de CC clasificados para 32 A a 1000 V CC o 45 A para hasta 600 V CC.

3. Considere el tipo de aplicación

¿Está instalando un seccionador para una aplicación de un solo motor o una aplicación de carga combinada? La respuesta ayudará a determinar el tipo de cambio que necesita.

El NEC describe diferentes requisitos para cada tipo de aplicación. Echemos un vistazo a alto nivel.

Aplicaciones de un solo motor

Cuando instala un interruptor de desconexión para una aplicación de un solo motor, debe cumplir con los dos criterios siguientes:

1. Tener una clasificación de amperios de al menos el 115% de la corriente nominal a plena carga del motor
2. Tener una potencia nominal igual o superior a la potencia nominal del motor (a voltaje aplicado)

El último requisito solo se aplica a los instaladores que trabajan con un interruptor de desconexión con clasificación de potencia.

Aplicaciones de carga combinada

Aunque está trabajando con múltiples cargas en este escenario, observará cada una por sí misma, en lugar de en forma colectiva, para determinar el tamaño del interruptor de desconexión que necesita.

Esto significa que seleccionará la correcta sumando todas las cargas individuales simultáneas que están ocurriendo dentro del circuito.

Comience midiendo una corriente equivalente a plena carga y una corriente equivalente a rotor bloqueado. ¿Cómo se obtienen estas métricas? Puede buscar los datos en algunos lugares, que incluyen:

1. Información en la placa de identificación del equipo
2. Cargar datos
3. Tablas de comparación a través de la Sección 430 del NEC (Motores, circuitos de motor y controladores)

Una vez que haya encontrado la corriente equivalente de rotor bloqueado, puede convertirla a su potencia nominal equivalente usando la Tabla 430-151 del código NEC. A partir de ahí, busque un interruptor de desconexión que cumpla con los siguientes requisitos:

1. Al menos el 115% de la corriente equivalente (carga completa)
2. Al menos cumple con la calificación de HP equivalente

4. Elija su estilo de montaje

Con la mayoría de las especificaciones técnicas fuera del camino, es hora de considerar la estética. ¿Dónde debería instalar su interruptor de desconexión y qué tipo de montaje es el más apropiado para su aplicación?

Soportes de cuatro orificios

El estilo de montaje más común es un montaje de cuatro orificios, diseñado con un patrón de montaje de forma cuadrada que incluye un orificio de tornillo en cada una de las cuatro esquinas.

Si va a instalar su interruptor en una superficie plana, como la puerta de un armario eléctrico, este estilo suele ser su mejor opción, ya que permite que el interruptor quede lo más al ras posible.

En este estilo, la base del interruptor irá a un lado del panel de la puerta, mientras que la placa de la cubierta frontal irá al otro lado, intercalando el panel en el medio.

Mantendrá las dos piezas del interruptor en su lugar con cuatro tornillos, colocando uno en cada orificio.

Otros estilos de montaje

Si está trabajando con un interruptor más pequeño, también hay un estilo de montaje de dos orificios que puede ser más apropiado. Este modelo se monta de la misma manera que un diseño de cuatro orificios.

Además, también hay interruptores de montaje central con un orificio de 22,5 mm en el medio que cumple con los estándares IEC o un orificio de 30,5 mm que cumple con los estándares establecidos por la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA). Si sigue esta ruta, no fijará los paneles con tornillos. Por el contrario, utilizará una tuerca de plástico roscada para asegurar el interruptor en su lugar.

Los interruptores más grandes pueden beneficiarse de otro estilo de montaje: soportes de base.

Con este diseño, los instaladores montan el cuerpo del interruptor desde la parte posterior, fijándolo a un riel DIN o la parte posterior de un armario eléctrico. En este caso, el interruptor se interpone en el camino de la energía que se abre cuando está vivo, lo que agrega una capa adicional de protección de seguridad.

Un eje conectará el interruptor a una placa frontal y la manija se monta en la puerta del gabinete con cuatro orificios para tornillos. Cuando la energía está viva y la puerta se cierra, el eje encaja en un orificio ubicado en la parte posterior de la manija del interruptor, bloqueándose en su lugar.

Permanecerá de esta manera mientras el interruptor de desconexión esté en la posición de "encendido". De esta manera, el interruptor tiene que cambiar a la posición de "apagado" (lo que significa que la energía no está activada) antes de que la cerradura se libere y la puerta pueda abrirse.

5. Examinar las manijas del interruptor de desconexión

Otra consideración estética es la manija asociada con su interruptor de desconexión. Si bien su preferencia de usuario guiará el estilo que seleccione, algunos agregan funciones técnicas importantes además de la apariencia.

Por ejemplo, algunas manijas de palanca no se pueden bloquear mientras que otras sí. Si necesita su interruptor para ayudar a controlar el acceso de los usuarios a los gabinetes eléctricos, esta será una característica importante a tener en cuenta.

Además, también puede seleccionar un dial bloqueable. También deberá tener en cuenta la cantidad de candados que puede colocar en la manija para bloquear su posición en su lugar.

La mayoría de las manijas son negras con una placa frontal plateada, aunque es posible que en su lugar pueda especificar un esquema de color diferente. Una manija roja con una placa frontal amarilla es otra opción común.

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¿Está buscando un interruptor de desconexión en el mercado? No es tan simple como elegir el primero del estante. Vale la pena tomarse el tiempo para dimensionar el suyo de la manera correcta, asegurándose de que esté seguro y su proyecto siga siendo funcional.

Desde los requisitos de voltaje y corriente hasta los estilos de montaje, hay mucho que considerar. Tómese su tiempo e investigue para asegurarse de que está haciendo la selección correcta.

Cuando sepa lo que necesita y esté listo para hacer una selección, nos encantaría ayudarlo.

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