La unidad de disparo es la protección incorporada del interruptor de baja tensión: mide la corriente y libera el mecanismo sin relé externo. Puede ser termomagnética, con un bimetal para la sobrecarga y un electroimán para el cortocircuito, o electrónica, con funciones ajustables L (sobrecarga), S (cortocircuito con retardo), I (instantánea) y G (falla a tierra). En media y alta tensión esa misma tarea la cumplen un CT, un relé de protección y la bobina de disparo.
Qué es y dónde está
La unidad de disparo (también llamada relé de disparo o trip unit) es la protección que va dentro del interruptor de baja tensión. Mide la corriente que pasa por el propio interruptor y, cuando detecta una sobrecarga o un cortocircuito, libera el mecanismo. No necesita un relé externo ni transformadores de corriente (CT) de protección aparte. Las unidades electrónicas suelen ser autoalimentadas: toman su energía de la corriente que circula por sus propios sensores, así que protegen sin batería; la alimentación auxiliar se usa para la pantalla, la comunicación y algunas funciones adicionales, según el modelo.
Va en el frente del interruptor de caja moldeada (MCCB) o de bastidor abierto (ACB), con sus perillas o su pantalla de ajuste. En los interruptores miniatura (MCB) es fija y se elige por la curva B, C o D. Estos interruptores protegen las acometidas, los alimentadores y los motores del tablero de baja tensión y CCM.
Cómo funciona
Termomagnética
- Térmica: un bimetal se calienta con la corriente, se curva y libera el mecanismo. Su tiempo de respuesta es inverso: más corriente, menos tiempo.
- Magnética: un electroimán atrae su armadura cuando la corriente supera un umbral y dispara sin retardo intencional.
Es simple y no necesita alimentación, pero sus ajustes son limitados y dependen de la temperatura ambiente.
Electrónica
Unos sensores de corriente en cada polo alimentan un microprocesador que calcula el valor eficaz y compara con las curvas ajustadas. Las funciones básicas son:
- L, sobrecarga: tiempo largo inverso; en la mayoría de los modelos no puede desactivarse. Algunos modelos ofrecen la curva según IEC 60255 para coordinar con fusibles y protecciones de media tensión.
- S, cortocircuito con retardo: umbral y tiempo ajustables, con curva de energía constante (I²t) o de tiempo definido. Permite que el interruptor de aguas abajo despeje primero.
- I, instantánea: dispara sin retardo intencional.
- G, falla a tierra: mide la suma vectorial de las corrientes (y la del neutro, si existe) con retardo ajustable.
Según el modelo se agregan memoria térmica, doble juego de ajustes conmutable por una entrada, protección de tensión, frecuencia, potencia inversa y desequilibrio, y funciones de medición de energía y calidad.
Selectividad de zona
Las unidades de gama alta pueden intercambiar señales. Cada interruptor que ve la falla envía un bloqueo al de aguas arriba; el que no recibe bloqueo de abajo es el más cercano a la falla y dispara con un retardo corto. Así no hace falta escalonar retardos crecientes hacia la fuente, y el tiempo de despeje cerca del transformador baja.
Diferencias por nivel de tensión
| Nivel | Quién mide | Quién decide | Quién abre |
|---|---|---|---|
| BT | Sensores dentro del interruptor | Unidad de disparo integrada | Mecanismo del interruptor |
| MT | CT de la celda | Relé de protección 50/51 del alimentador; sin batería, relé autoalimentado con disparador por CT | Bobina de disparo |
| AT | CT de la bahía | Relés principal y de respaldo | Dos bobinas de disparo |
| EAT | CT de la bahía, con núcleos separados | Dos sistemas de protección independientes | Dos bobinas por polo |
La lógica de fondo es la misma, la sobrecorriente de fases y tierra, pero en baja tensión todo está en un solo aparato. En el interruptor de media tensión esas funciones pasan a un relé aparte, que abre a través de la bobina de disparo.
Datos y ajustes
- In o Iu: corriente nominal del interruptor o del sensor; los umbrales se expresan como múltiplos de In.
- Umbrales y tiempos de L, S, I y G, con sus tolerancias, que están en el catálogo y deben usarse en el estudio.
- Categoría A o B según IEC 60947-2: la B tiene corriente de corta duración admisible (Icw) y permite retardar el disparo de cortocircuito para dar selectividad.
- Comunicación: módulos opcionales Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus, Profinet y, en algunos modelos, IEC 61850.
Cableado con protección y control
La unidad de disparo no necesita cableado externo para proteger. Se cablean sus accesorios: contactos de señal de disparo (por protección, distinto de los contactos auxiliares de posición), el enlace de selectividad de zona, la entrada de cambio de ajustes, el sensor externo de neutro, la alimentación auxiliar para pantalla y comunicaciones, y el bus de comunicación al PLC o al SCADA.
Fallas y qué revisar primero
- Disparo sin causa aparente: registro de eventos de la unidad y función que actuó; ajuste de G frente al desequilibrio real; neutro y su sensor.
- No hay selectividad: compare los ajustes cargados con el estudio de coordinación de protecciones; revise el enlace de zona.
- Disparo en el arranque de motores o al energizar transformadores: función I o S demasiado baja para la corriente de arranque o de energización.
- Sin comunicación ni pantalla: alimentación auxiliar o módulo de comunicación.
Pruebas y mantenimiento
La unidad se prueba por inyección secundaria, con el equipo de prueba del fabricante o con una fuente de inyección general, verificando umbrales y tiempos de L, S, I y G y la selectividad de zona. La inyección primaria de alta corriente prueba todo el conjunto, sensores incluidos. Al final se comprueba que los ajustes cargados coinciden con el estudio y se guarda una copia. Antes de cambiar cualquier ajuste conviene descargar el registro de eventos y la configuración existente: cada fabricante nombra, agrupa y guarda estos parámetros de forma distinta, con su propio software o desde la pantalla de la unidad, y sin esa copia es difícil reconstruir qué estaba ajustado cuando ocurrió un disparo.
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Referencias
- IEC 60947-2, Aparamenta de baja tensión: interruptores automáticos.
- IEC 60898-1, Interruptores automáticos para instalaciones domésticas y similares.
- ABB, Electrical installation handbook: Protection and control devices.
- ABB, Technical Application Papers No. 1: Low voltage selectivity with ABB circuit-breakers.
- IEEE C37.2, Números de función de dispositivos.
Preguntas frecuentes
¿Qué significan L, S, I y G en una unidad de disparo?
L es la protección de sobrecarga con retardo largo de tiempo inverso; S, la de cortocircuito con retardo ajustable para dar selectividad; I, la de cortocircuito instantánea; y G, la de falla a tierra con retardo ajustable. Cada fabricante nombra sus umbrales y tiempos de forma distinta, por ejemplo I1 a I4 y t1 a t4.
¿Por qué disparó el interruptor general por falla a tierra sin que hubiera falla?
Las causas típicas son un neutro mal conectado o compartido, un sensor de neutro externo con la polaridad invertida, un ajuste de G demasiado sensible para las corrientes de desequilibrio reales o un esquema de puesta a tierra distinto al supuesto. Empiece por el registro de eventos de la unidad y la corriente que vio.
¿Cómo funciona la selectividad de zona?
Cada interruptor que ve la falla envía una señal de bloqueo al de aguas arriba por un cable o un bus. El que no recibe señal de sus interruptores aguas abajo es el más cercano a la falla y dispara con un retardo corto; los demás esperan. Así se evita acumular retardos hacia la fuente.