La corriente de cortocircuito prospectiva ( PSCC ), la corriente de falla disponible o la corriente de cortocircuito es la corriente eléctrica más alta que puede existir en un sistema eléctrico particular en condiciones de cortocircuito . Está determinado por el voltaje y la impedancia del sistema de suministro. Es del orden de unos pocos miles de amperios para una instalación eléctrica de red doméstica estándar , pero puede ser tan bajo como unos pocos miliamperios en un voltaje extra bajo separado. (SELV) o tan alto como cientos de miles de amperios en grandes sistemas de energía industriales.
Los dispositivos de protección, como los disyuntores y los fusibles, deben seleccionarse con una clasificación de interrupción que exceda la posible corriente de cortocircuito, si se desea proteger con seguridad el circuito de una falla . Cuando se interrumpe una gran corriente eléctrica, se forma un arco , y si se excede la capacidad de corte de un fusible o disyuntor, no extinguirá el arco. La corriente continuará, lo que resultará en daños al equipo, incendio o explosión.
Residencial
Al diseñar instalaciones eléctricas domésticas, la corriente de cortocircuito disponible en los enchufes eléctricos no debe ser demasiado alta ni demasiado baja. El efecto de una corriente de cortocircuito demasiado alta se analiza en la sección anterior. La corriente de cortocircuito debe ser alrededor de 20 veces la clasificación del circuito para garantizar que la protección del circuito derivado elimine una falla rápidamente. Se necesita una desconexión rápida, porque durante un cortocircuito de línea a tierra, el potencial de la clavija de conexión a tierra en la toma de corriente puede aumentar en relación con la tierra local (piso de concreto, tubería de agua, etc.) a un voltaje peligroso, que debe apagarse. rápidamente por seguridad. Si la corriente de cortocircuito es menor que esta cifra, se deben tomar precauciones especiales para asegurarse de que el sistema sea seguro; estos generalmente incluyen el uso de un dispositivo de corriente residual (también conocido como interruptor de falla a tierra) para protección adicional.
La corriente de cortocircuito disponible en los enchufes eléctricos a menudo se prueba cuando se inspeccionan nuevas instalaciones eléctricas para asegurarse de que la corriente de cortocircuito esté dentro de límites razonables. Una alta corriente de cortocircuito en el tomacorriente también muestra que la resistencia del panel eléctrico al tomacorriente es baja, por lo que no habrá una caída de voltaje inaceptablemente alta en los cables bajo carga normal.
La ruta de resistencia es la resistencia total de regreso a través del transformador de suministro; para medir esto, un ingeniero utilizará un "medidor de impedancia de bucle de falla a tierra". La aplicación de un voltaje bajo permite que una pequeña corriente pase desde el enchufe a través de la tierra hasta el transformador de suministro y el tablero de distribución. La resistencia medida se puede utilizar para calcular la corriente de cortocircuito.
Utilidad e industrial
En los sistemas de transmisión de energía y los sistemas de energía industriales, a menudo la corriente de cortocircuito se calcula a partir de las impedancias de la placa de identificación de los equipos conectados y la impedancia del cableado de interconexión. Para sistemas de distribución radial simples con solo unos pocos elementos, el cálculo manual es factible, pero el software de computadora generalmente se usa para sistemas más complejos. Cuando hay máquinas rotativas (generadores y motores) en el sistema, se puede evaluar el efecto variable en el tiempo de su contribución a un cortocircuito. La energía almacenada en un generador puede contribuir con mucha más corriente a un cortocircuito en los primeros ciclos que después; esto afecta la clasificación de interrupción seleccionada para disyuntores y fusibles. Un generador aislado puede diseñarse especialmente para garantizar que pueda generar suficiente corriente en un cortocircuito para permitir que los dispositivos subordinados de protección contra sobrecorriente funcionen correctamente.
Cuando un sistema industrial se alimenta de una compañía eléctrica, se puede especificar el nivel de cortocircuito en el punto de conexión, a menudo con valores mínimos y máximos o valores esperados después del crecimiento del sistema. Esto permite que un cliente industrial calcule sus niveles de fallas internas dentro de su planta. Si la posible corriente de cortocircuito de la fuente de la red eléctrica es muy grande en comparación con el tamaño del sistema del cliente, se supone un "bus infinito", con impedancia interna efectiva cero; el único límite para la posible corriente de cortocircuito son entonces las impedancias después del "bus infinito" definido.
En los sistemas eléctricos polifásicos, generalmente se examinan las fallas de fase a fase, de fase a tierra (tierra) y de fase a neutro, así como un caso en el que las tres fases están en cortocircuito. Debido a que las impedancias de los cables o dispositivos varían entre las fases, la posible corriente de cortocircuito varía según el tipo de falla. Los dispositivos de protección del sistema deben responder a los tres casos. El método de componentes simétricos se utiliza para simplificar el análisis de fallas asimétricas en sistemas trifásicos. [1]
Ver también
Referencias
- ^ Cuarta edición del libro de referencia de transmisión y distribución eléctrica de Westinghouse Electric Corporation, East Pittsburgh, Pennsylvania 1959 capítulos 1-7, 14
Otras lecturas
- "Cálculos de corriente de cortocircuito para sistemas eléctricos industriales y comerciales" (PDF) . Plainville, Connecticut: GE Industrial Systems (ahora ABB ). Abril de 1989 . Consultado el 6 de septiembre de 2017 .