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¿Como se pueden limitar los efectos del arco interno? Cuando hablamos de la seguridad en las instalaciones y en las personas no hay que ignorar la posibilidad de un arco interno en los tableros eléctricos. La manera de limitar sus efectos es a través de tres filosofías de diseño diferentes, que también pueden combinarse:
En general las protecciones activas se basan en la limitación de los efectos destructivos del arco según dos criterios, el de la detección de las sobrepresiones o por detectores ópticos. En Eaton damos un paso más allá, no solo consiguiendo la detección temprana de la falla por medios ópticos y por sobrecorrientes, sino también desviando la energía que lo alimenta, logrando así la máxima protección para sus instalaciones. ARCON® - Protección activa contra arco interno. El sistema ARCON®, desarrollo exclusivo de Eaton, permite una detección temprana de una descarga interna en tan sólo 2 ms, la desviación y la contención de la fuente de energía que alimenta a la falla mientras que actúan el resto de las protecciones. De esta manera se logra una protección de las instalaciones y las personas en caso de un evento, permitiendo colocar al tablero en servicio nuevamente luego de solo algunas horas de mantenimiento.  Control de arcos internos de forma segura  1. Detección El arco interno es detectado a través de dos variables independientes. La primer variables es que dicha falla produce una sobrecorriente que es percibida por los transformadores de protección, y la segunda variable es el haz de luz extremadamente intenso proveniente del arco. Esta luz es detectada por medio de sensores de fibra óptica y, en caso de ser recibida simultáneamente junto a una sobrecorriente compatible con una descarga disruptiva, envía la señal de apertura hacia las protecciones. De esta manera se logra disipar cualquier apertura incorrecta del servicio, proveniente de flashes de luz externos o sobrecorrientes transitorias.  2. Evaluación La señales analógicas provenientes de los sensores son convertidas a señales digitales en los así llamados módulos esclavos, y luego enviadas a la unidad de evaluación. Para esto se creó un bus especial que tiene la tarea principal de transferir y disparar señales a una velocidad ultra rápida. Los módulos esclavos también son alimentados a través de esta línea, y además se les asigna una dirección y un área a proteger del bus de barras.  3. Extinción El dispositivo de extinción asegura que los tiempos de extinción del arco sean extremadamente rápidos. Para lograr esto se genera en su interior, y de una manera segura, un cortocircuito trifásico controlado que en menos de 1 ms desvía la energía que alimenta al arco interno. La manera de hacerlo es mediante un actuador pirotécnico, similar al utilizado en los airbags de los autos, generando el cortocircuito que se encuentra confinado dentro de la unidad.  4. Desconexión El interruptor de entrada tiene la tarea de desconectar a la sección de barra afectada del suministro principal. Esto se realiza por la protección instantánea propia del interruptor, pero además se envía una señal a las bobinas de apertura de todos los interruptores que alimentan esa sección de la barra como medida de respaldo. Aquellas secciones del bus de barras que no son afectadas pueden seguir operando.  Este diagrama de bloques muestra una descripción general de una aplicación típica. La instalación consiste de dos secciones del bus de barras, donde cada una cuenta con una alimentación de entrada y pueden acoplarse. Una central ARM-EM/2.0 (fig. 2a) es necesaria para monitorear el sistema. Se debe instalar una unidad de extinción ARC-AT (fig. 3) en cada sección del bus de barras. Cada panel es provisto con sensor de luz ARC-SL (fig. 1b), independientemente de la sección a acople que necesita de dos sensores de luz. Además pueden conectarse tres sensores de luz pertenecientes a la misma sección del bus asociado con un módulo esclavo ARC-EL3/2.0 (fig. 2.c). Mientras el monitoreo de la sobrecorriente en la entrada de la sección 1 está conectado directamente a la unidad central, un módulo esclavo ARC-EC1/2.0 (fig 2b) es necesario para la entrada a la segunda sección que actúa sobre la bobina de apertura del interruptor de entrada correspondiente. Solo la sección del bus de barras afectada por el arco es desconectada. Esto se logra mediante la selectividad propia de los interruptores y la activación de las bobinas de apertura asociadas. Las secciones del tablero que no fueron afectadas pueden continuar operando. 
Ventajas y características:
Entre sus nuevas funcionalidades, se destacan:
1- 4 de ellas pueden ser configuradas cómo analógicas o digitales y 4 como entradas rápidas digitales
2- Flexibilidad máxima, con hasta 11 módulos de ampliación locales por cada aparato base, 96 entradas digitales / 92 salidas digitales - 48 entradas analógicas / 22 salidas analógicas 3- Cuenta con 4 lenguajes de programación, protección mediante contraseña de varios niveles, IDs únicos para cada easyE4 (al cargar el modelo de Rele en el soft, el programa detecta las entradas y salidas disponibles) función de osciloscopio integrada, etc. El propósito del presente informe es conocer las intensidades de falla que pueden producirse en un circuito de baja tensión y como un interruptor automático magnetotérmico actúa con el fin de proteger a la instalación de esta corriente no deseada. Finalmente se describirán los tipos de ajuste para interruptores automáticos y como comprobar las diferentes curvas de disparo para realizar selectividad en circuitos.
1. CORRIENTE DE SOBRECARGA Se dice que una corriente es de sobrecarga o de sobreintensidad cuando sobrepasa el valor nominal o de trabajo que está fijado. Dicho valor de trabajo viene fijado por la corriente nominal de consumo de las cargas asignadas. Las causas de una sobreintensidad suelen producirse por incidencias puntuales o averías que en un determinado periodo, acaban produciendo un sobreconsumo de corriente. Entre las incidencias más habituales encontraremos motores que son expuestos a un esfuerzo excesivo, instalaciones a las que se le conectan elementos de un consumo mayor al previsto en su diseño inicial o simplemente un dimensionamiento erróneo del tamaño de los conductores que deriva en un sobrecalentamiento de los mismos. Protegiendo cualquier circuito ante la aparición de una sobrecarga, alargamos la vida de los conductores y del resto de los elementos que componen la instalación, además de prevenir la aparición de desperfectos que pueden causar daños materiales que a su vez pueden ocasionar otros problemas más serios. 2. INTERRUPTORES AUTOMATICOS CON PROTECCION MAGNETOTERMICA Un interruptor automático con protección magnetotérmica es aquel que es capaz de interrumpir el paso de corriente eléctrica cuando detecta un fallo por sobreintensidad o cortocircuito. A diferencia de un fusible, este tipo de interruptores son rearmables y pueden volver al trabajo una vez que se “disparan”.  La manera de detectar las anomalías por sobreintensidad o cortocircuito han ido evolucionando con el paso del tiempo a operaciones de tipo electrónico, pero aún hoy los principios de funcionamiento y detección de este tipo de anomalías siguen siendo válidos.
Existen en el mercado interruptores que pueden ser totalmente regulables, es decir que podemos ajustar ambos parámetros, o aquellos en los que únicamente uno de los dos puede serlo. A continuación se detallan algunas definiciones respecto a la nomenclatura que se pueden encontrar en cualquier hoja de características de un interruptor automático.  En la página se muestra una tabla con distintos elementos de protección. La tabla se confecciona con aparatos de la gama de interruptores magnetotérmicos y automáticos de EATON  Sobrecarga: También conocido como ajuste térmico o tipo de protección L. Este valor es fijado en función de la intensidad de empleo del aparato. Para realizar selectividad parcial o total deberemos de conocer las curvas características de disparo de cada aparato. Cortocircuito: Es el valor al cual disparará el interruptor al circular una alta corriente provocada por un cortocircuito. Este valor puede ser instantáneo (tipo I) o retardado (tipo S). Para realizar selectividad total utilizaremos el ajustable por tiempo, de manera que no se solapen las diferentes curvas de los interruptores que intervienen. Para realizar selectividad total o parcial será necesario conocer las curvas características de disparo de cada aparato. 3. APERTURA BRUSCA DE UN INTERRUPTOR CON PROTECCION MAGNETOTERMICA
4. SELECCION DE UN INTERRUPTOR CON PROTECCION MAGNETOTERMICA A la hora de seleccionar un interruptor automático, han de ser tenidos en cuenta varios aspectos tales como:
Uno de los principales obstáculos al escoger un interruptor automático, es determinar el poder de corte del mismo, y para escoger este poder de corte deberemos conocer la intensidad máxima de cortocircuito que circulará en el punto donde se instalará el interruptor. Como ya se ha dicho anteriormente, la intensidad de cortocircuito viene determinada principalmente por la fuente generadora de tensión, pero existen otros condicionantes como la cantidad de conductores y la longitud y sección de los mismos hasta el lugar donde el interruptor magnetotérmico será conectado. Todos estos parámetros no son difíciles de obtener cuando se comienza una instalación y se trabaja sobre un proyecto, pero la dificultad aumenta cuando hablamos de emplazar nueva maquinaria o instalaciones a medida en lugares donde ciertos datos técnicos son difíciles de localizar. Otro de los aspectos al que se debe de prestar especial atención es a la interacción de los interruptores magnetotérmicos entre sí. Es decir, la selectividad. 5. CONCEPTO DE SELECTIVIDAD Decimos que en un instalación existe selectividad cuando los diferentes elementos de protección se combinan entre si para obtener un mejor aprovechamiento de la energía eléctrica. Esto quiere decir que en el caso de eventuales incidencias en la instalación, los componentes de protección aislarán el fallo mediante la apertura del interruptor más próximo a dicho defecto, de manera que este defecto no provoque la interrupción del suministro continuo de energía al resto de los componentes de la instalación. Existen dos tipos de selectividad.
 Existen varias técnicas para conseguir selectividad. A continuación se describen las dos más usuales.
Existen otras técnicas para realizar selectividad, tales como la selectividad de ZONA. En este caso los diferentes interruptores se combinan entre si mediante lecturas de intensidad en los mismos. En cuanto en alguna de esas lecturas se detecta una corriente de falla, uno o varias elementos de lógica programable abrirán el interruptor más adecuado con el fin de mantener el máximo de elementos Tanto si se decide efectuar una selectividad amperométrica como si se opta por la cronométrica, la elección de los interruptores y su ajuste será determinante en el éxito de nuestro propósito. En capítulos sucesivos se describe como realizar el ajuste apropiado para 2 interruptores. 6. CURVAS DE DISPARO DE AUTOMATICOS SIN POSIBILIDAD DE REGULACION. Para los casos que los interruptores tengan fijos los valores de disparo por sobrecarga y cortocircuito, se deberán identificar las curvas de disparo características. A continuación se pueden observar algunos ejemplos de estas curvas.  En el eje horizontal se representan los valores de corriente y en el eje vertical el tiempo. Es decir, que conociendo el valor de intensidad podremos saber fácilmente cuanto tiempo tardará en disparar el interruptor. Las curvas representan en su parte alta los valores de disparo por sobrecarga. Siendo el valor de intensidad nominal de empleo el valor al que nunca llegará dicha curva y que el interruptor trabajará sin problemas. La parte baja de la curva sería la implicada en la actuación de protección magnetotérmica o por cortocircuito. 7. AJUSTES EN UN INTERRUPTOR AUTOMATICO REGULABLE A continuación pasaremos a describir el ajuste de un interruptor con el disparador por sobrecarga y cortocircuito (térmica y magnética) regulables. Para ello tomaremos como ejemplo un interruptor magnetotérmico en caja moldeada de la gama NZM.  Como se aprecia en el gráfico, en la unidad de disparo del interruptor, encontramos 2 potenciómetros de ajuste. A la izquierda ajustaremos el valor de intensidad de sobrecarga, es decir “la parte alta de la curva de disparo”, y en el potenciómetro de la derecha el ajuste será para el disparo por cortocircuito, es decir la parte baja de la curva. A continuación se realizará un ejemplo práctico para desarrollar las curvas de disparo de un interruptor automático. En este caso se escoge un interruptor automático de 200A el cual será regulable por sobrecarga entre 160 y 200 A. y por cortocircuito entre 1200 y 2000 A. Dejando la regulación del magnético fijo (cortocircuito – el potenciómetro de la derecha), y únicamente se ajustará la ruleta de los valores de sobrecarga, la gráfica resultante sería la mostrada en la página siguiente:  En cambio, si se deja fijo el potenciómetro de ajuste del valor de sobrecarga a 200A y se ajusta con distintos valores la intensidad de protección por cortocircuito, la gráfica resultante será la siguiente:  En las gráficas anteriores puede verse como cambia la parte de arriba (curva térmica) y la parte de abajo (curva magnética) dependiendo de su ajuste. En ambos casos podemos ver en cuanto tiempo (representado en el eje vertical de la gráfica) saltará el interruptor en función de la intensidad (eje horizontal de la gráfica) A continuación se muestra un ejemplo de selectividad total entre un interruptor de 250A (con ajuste térmico a 200A y magnético a 2500A) combinado con uno de 125A (con ajuste térmico a 125A y magnetotérmico a 1000A).  En este ejemplo práctico vemos como las dos curvas de disparo no llegan a interponerse la una con la otra y de esta manera se garantiza que el interruptor de calibre más pequeño, ante una falla, actuará antes que el de mayor calibre. En el caso de instalaciones típicas en distribución de energía, este tipo de interruptores suelen proporcionar una buena selectividad, incluso combinándose con pequeños interruptores automáticos. 8. AJUSTES EN UN INTERRUPTOR CON REGULACION DE SOBRECARGA Y CORTOCIRCUITO EN TIEMPO Y MAGNITUD Si en el caso anterior disponíamos únicamente de 2 ajustes, en los interruptores de tipo selectivo dispondremos de 4 o 5 potenciómetros de ajuste dependiendo del modelo de interruptor que escojamos. A continuación se representan los ajustes principales que servirán para modificar las características de disparo de nuestro interruptor:  A continuación se representa la gráfica resultante de los ajustes realizados en el ejemplo:  Como se puede apreciar la gráfica resultante adquiere una forma distinta a las que se ha visto en los interruptores sin regulación de tiempo. En el gráfico siguiente se puede apreciar la misma gráfica pero añadiendo un interruptor del mismo calibre pero con diferentes ajustes, comprobando de esta forma la flexibilidad en términos de regulación de este tipo de interruptores.  9. CURVE SELECT. SOFTWARE DE SIMULACION DE CURVAS DE DISPARO Los siguientes elementos de protección pueden ser simulados mediante software:
Una vez escogido el idioma Es, será necesario rellenar los campos de tensión nominal (generalmente 400 VAC) y de frecuencia de red (50 Hz). A continuación se pasará directamente a escoger en cualquiera de las pestañas el tipo de elemento de protección del que queramos simular la curva. Como ejemplo se realizará la simulación de un interruptor NZM. Para ello se selecciona la pestaña NZM (tamaño 1, 2, 3 ó 4) y se rellenan los datos de ajuste. Una vez rellenados los datos que se solicitan, la curva característica del interruptor aparecerá en la pestaña de presentación de curvas (Kennlinien<>Curves). Mediante el programa se podrán simular las curvas de disparado de varios elementos de protección al mismo tiempo. De esta manera se tendrá una apreciación de manera sencilla y precisa de todos los detalles, en cuanto a protección se refiere, del circuito diseñado. El programa también será útil para determinar el tipo de interruptor que se debe escoger al tratar de proteger instalaciones con motores o cualquier carga que requiera especial atención o simplemente para tratar de corregir defectos existentes en instalaciones con un mal diseño de origen.
El Power Xpert C445, puede manejar motores que trabajan hasta 690Vac en forma directa y 4160 Vac mediante el uso de transformadores de potencial (PT), con un consumo desde los 0,3A hasta los 800A. Además dispone de dos alternativas de alimentación de control 120/240 Vac o 24Vdc.
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