Selectividad en baja tensión: interruptores y fusibles

Respuesta corta

En baja tensión hay selectividad cuando ante una falla abre solo el interruptor o el fusible más cercano y el resto del tablero sigue con energía. Se logra combinando los ajustes LSIG de las unidades de disparo, las tablas de selectividad del fabricante, que el RETIE permite usar según IEC 60947-2 Anexo A, y, en tableros grandes, el enclavamiento selectivo por zonas (ZSI).

Qué es la selectividad en baja tensión

Un tablero de baja tensión tiene varios niveles de protección en serie: el interruptor principal, los de los alimentadores y los de los circuitos finales, o fusibles en alguno de esos niveles. Hay selectividad cuando, ante una sobrecarga o un cortocircuito, abre solo el dispositivo más cercano a la falla. Si abre el principal por una falla en un circuito de tomas, se apaga toda la planta por un problema de un circuito.

La idea es la misma de la coordinación de protecciones en media y alta tensión, pero en baja tensión tiene una dificultad propia: los interruptores de caja moldeada y los fusibles limitan la corriente y abren en el primer medio ciclo, así que separar en tiempo deja de funcionar en la zona de cortocircuito.

Cuándo se exige

RETIE. Entre los temas del diseño detallado (numeral 3.3.1.1) está el «cálculo y coordinación de protecciones contra sobrecorrientes», y el reglamento permite en baja tensión coordinar con las características de limitación de corriente de los dispositivos según IEC 60947-2, Anexo A.
Sistemas de emergencia en proyectos con normas de Estados Unidos. El NEC (NFPA 70) exige coordinación selectiva en sistemas de emergencia, en sistemas de reserva legalmente requeridos, en sistemas de potencia para operaciones críticas y en los alimentadores de varios ascensores.
Procesos continuos y edificios críticos: hospitales, centros de datos, plantas de proceso, donde un disparo del principal cuesta mucho más que el estudio.
Después de un disparo no selectivo, para encontrar el ajuste o el equipo que lo causó.

Qué necesitamos de usted

Unifilar del tablero y de los subtableros, con la fuente normal y la de emergencia.
Marca, referencia y unidad de disparo de cada interruptor; tipo y calibre de cada fusible.
Ajustes actuales de cada unidad de disparo, leídos del equipo.
Corriente de cortocircuito en cada tablero, del estudio de cortocircuito.
Cargas especiales: motores grandes, transformadores secos aguas abajo, cargas con corriente de arranque alta.

Método y norma

Ajustes LSIG. Las unidades de disparo electrónicas tienen cuatro funciones que se ajustan por separado. Vea unidad de disparo de baja tensión.

Función	Qué protege	Qué se ajusta para la selectividad
L, largo tiempo	Sobrecarga	Corriente y banda de tiempo, por encima de la carga y debajo de la capacidad del cable
S, corto tiempo	Cortocircuito lejano	Arranque y retardo, para dejar actuar primero al de abajo
I, instantánea	Cortocircuito cercano	Arranque por encima de la falla máxima aguas abajo, o deshabilitada si el equipo lo permite
G, falla a tierra	Fallas a tierra de baja corriente	Arranque y retardo escalonados entre niveles

Interruptor con interruptor. En la zona de sobrecarga y de cortocircuito moderado se separan las curvas en corriente y tiempo. En la zona de cortocircuito alto, donde actúan las instantáneas y la limitación, se recurre a las tablas de selectividad del fabricante. IEC 60947-2, Anexo A, define la selectividad total (hasta la corriente de falla máxima en el punto) y parcial (hasta una corriente límite de selectividad). Esas tablas valen solo para el par de equipos y los ajustes que el fabricante ensayó.

Fusible con interruptor. Si el fusible está aguas arriba, el interruptor de abajo debe despejar antes de que el fusible empiece a fundirse: se compara la energía que deja pasar el interruptor con la de prearco del fusible. Si el fusible está aguas abajo, se compara su tiempo total de despeje con la curva del interruptor de arriba. Entre fusibles, los fabricantes publican relaciones de calibre selectivas.

Enclavamiento selectivo por zonas (ZSI). Las unidades de disparo se comunican entre niveles. Quien ve la falla avisa al de arriba; si nadie lo bloquea, el de arriba dispara sin retardo porque la falla es suya. Es el equivalente en baja tensión de la protección de barras por enclavamiento inverso de media tensión, y cada fabricante lo implementa con su propio cableado o protocolo.

Respaldo o filiación. El Anexo A también define la protección de respaldo, en la que un dispositivo de arriba ayuda a interrumpir una falla que supera la capacidad del de abajo. Es útil para ahorrar, pero sacrifica selectividad en esas corrientes: hay que elegir a conciencia.

Qué entregamos

Curvas tiempo-corriente por ruta, del principal al circuito final, con la corriente de falla marcada en cada nivel.
Tabla de ajustes LSIG de cada interruptor, lista para cargar.
Verificación con tablas del fabricante en la zona de cortocircuito, con la corriente límite de selectividad de cada par.
Lista de pares no selectivos y la recomendación: cambiar ajustes, cambiar el dispositivo o aplicar ZSI.
Efecto sobre el arco eléctrico, porque bajar retardos y aplicar ZSI también baja la energía incidente.

Hallazgos típicos y lo que cuestan si se ignoran

Instantánea del principal habilitada por debajo de la falla de un alimentador. Una falla en un circuito apaga toda la planta. El costo es la producción perdida y la confianza en el sistema eléctrico.
Falla a tierra (G) con el mismo retardo en todos los niveles: dispara el principal por una falla a tierra de un circuito final.
Ajustes de fábrica nunca revisados, que no corresponden a la carga ni al cable.
Planta de emergencia que no logra disparar el interruptor del circuito en falla, porque su corriente de cortocircuito es baja, y termina saliendo el generador. Vea planta diésel de emergencia.
Retardos largos «para asegurar selectividad» que disparan la energía de arco en el tablero principal.

Estudios eléctricos con Tiza Group

Nuestro equipo revisa sus tableros con los datos reales de cada unidad de disparo y le entrega una selectividad verificada, no solo dibujada. Si los ajustes nuevos van a relés o unidades configurables, los cargamos con configuración remota de relés o en sitio. Conozca nuestro estudio de coordinación de protecciones y escríbanos por contacto.

Guías relacionadas

Referencias

IEC 60947-2, Low-voltage switchgear and controlgear — Part 2: Circuit-breakers, Anexo A (coordinación entre interruptores y otros dispositivos de protección contra cortocircuito).
NFPA 70, National Electrical Code, secciones de coordinación selectiva de sistemas de emergencia, de reserva legalmente requeridos, de operaciones críticas y de ascensores.
RETIE, Resolución 40117 de 2024 del Ministerio de Minas y Energía, y sus modificaciones (numeral 3.3.1.1).
IEEE 242, IEEE Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems (Buff Book).

Preguntas frecuentes

¿Por qué no basta con comparar curvas para saber si dos interruptores son selectivos?

Porque en la zona de cortocircuito los interruptores limitadores abren en pocos milisegundos y las curvas publicadas no describen bien cómo interactúan. Ahí la selectividad se confirma con las tablas del fabricante, ensayadas para cada par de equipos, que indican hasta qué corriente es selectivo el par.

¿Qué es selectividad total y parcial?

Es total cuando el par es selectivo hasta la máxima corriente de falla posible en el punto del equipo aguas abajo. Es parcial cuando lo es solo hasta una corriente límite; por encima de ella pueden abrir los dos.

¿Qué es el enclavamiento selectivo por zonas (ZSI)?

Es un cableado o enlace de comunicación entre unidades de disparo: el interruptor que ve la falla y está más cerca de ella avisa al de arriba que espere. Si nadie aguas abajo avisa, la falla está en la zona del interruptor de arriba y este dispara sin su retardo, lo que reduce el daño y la energía de arco.