El interruptor termomagnético QO de Square D

El interruptor termomagnético QO de Square D representa una solución con más de 50 años de historia para la protección de los conductores de los circuitos derivados en las instalaciones eléctricas residenciales.

El interruptor termomagnético QO de Square D fue introducido al mercado en 1955 destacando como un producto de alta tecnología, destinado a satisfacer las crecientes necesidades del mercado de la postguerra. Edward Paul Dessert, quien se incorporó a Square D en 1952, fue el diseñador del original interruptor QO, desarrolló el proyecto con la meta de liderar la industria eléctrica mediante la creación del interruptor termomagnético más rápido y confiable del mercado.

El interruptor ha desarrollado numerosas patentes, es la base de muchos procesos industriales y tiene una sólida reputación. Actualmente, este equipo continúa siendo el producto insignia de la marca Square D, de Schneider Electric.

El original abría rápidamente, dando seguridad y confianza al usuario, la oferta inicial del producto consistió en equipos de 1 polo de 15 A a 50 A, contenido dentro de una novedosa envolvente de ¾ de pulgada de ancho. Además de ser más fácil de instalar y operar, también poseía un compensador interno, otra innovación que permitía que si el panel tenía altas temperaturas éstas no afectaran el disparo del interruptor.

No tomó mucho tiempo para que Square D introdujera variantes del interruptor QO al mercado. En 1956, la versión de dos polos fue lanzada, seguida de los equipos de tres polos al año siguiente. En 1958, se introdujo la característica “Quick Open” en la versión de un polo, consistente en un lazo magnético interno adicional que fue agregado para permitir que el interruptor pudiera reaccionar más rápido durante un evento de cortocircuito. Este avance ha permitido al interruptor QO de 15 A y 20 A, mantener el mejor desempeño en interruptores termomagnéticos del mercado en la actualidad. Antes que la década concluyera, Square D introdujo el interruptor Tandem, el cual tiene la característica de ser dos interruptores en el espacio que normalmente era ocupado por uno solo.

En 1968, otra innovación fue añadida al interruptor QO, el indicador Visi–Trip, consistente en una ventana con una bandera roja que se visualiza cuando el interruptor ha disparado, haciendo más fácil que el usuario encuentre el circuito que se ha abierto.

En 1972, Square D desarrolló el modelo GFCI, el cual fue diseñado para proteger al usuario de electrocutarse ante una falla a tierra. Este equipo fue inicialmente requerido para dar protección a circuitos eléctricos en baños, aunque luego su uso se generalizó a cocinas, sótanos, garajes y exteriores. Hoy en día, la protección contra falla a tierra es un requisito en las viviendas para salvar vidas.

Ver también: 3 tipos de interruptores automáticos de circuito

La última fase del desarrollo del QO es la línea de interruptores diseñados para proteger ante la presencia de falla de arco eléctrico, llamados Arc- D-tect, equipos disponibles en interruptores de un polo de 15 A y 20 A, que una vez más, fueron desarrollados de acuerdo a las necesidades y demandas del mercado.

Dessert no se sorprende de la cantidad de variantes disponibles del interruptor QO hoy en día, incluyendo la versión clásica de montaje enchufable, o bien la versión atornillable, así como los equipos operados por llave, los que tienen seccionamiento del conductor neutro, y los modernos equipos con detección de arco eléctrico y detección de falla a tierra, además del diseñado para operar lámparas de alta intensidad de descarga. Todos ellos complementados con diversos accesorios como: bobinas de disparo, contactos auxiliares, contactos de alarma, zapatas subalimentadoras e interruptores adicionales con altos niveles de capacidad interruptiva como 22, 42 y 65 kA.

La característica Quick-Open lo hizo más rápido que ninguno al tiempo que suministró un mejor nivel de protección. Así sucede ahora con el equipo de protección ante falla a tierra y la detección de arco eléctrico.

5 pasos para calcular la preparación para recibir el servicio de energía eléctrica

Actualmente en México las instalaciones eléctricas residenciales, comerciales e industriales, entre otras, se rigen por la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE vigente, que contempla los requerimientos técnicos y de seguridad que deben considerarse en el diseño y construcción de las
instalaciones eléctricas.

La Norma, sin embargo, no es un manual de diseño, ni de instrucciones, para poder interpretarla adecuadamente es importante capacitarse.

Antes de entrar en materia, es importante tener claros los siguientes conceptos:

• Instalación eléctrica: sistema de conductos (tuberías, mangueras y/o ductos), conductores, dispositivos de protección y de control, accesorios y equipos, instalados en un edificio para la alimentación, distribución y utilización de la energía eléctrica de manera eficiente, funcional y segura.
  
  
• Conductos: Canalizaciones aprobadas para dar alojamiento, soporte y protección a los conductores en todo su recorrido. La clasificación más general los agrupa en:
  
  
  • Metálicos: tubo conduit metálico, conduit flexible, tubo licuatite, ducto cuadrado y charolas.
    
    
  • No metálicos: manguera poliducto, manguera flexible corrugada de polietileno y tubo conduit de PVC.
    
    
• Conductores: cables (entre 7 y 19 hilos), alambres (un solo hilo) y cordones (más de 20 hilos) debidamente aprobados como conductores con sus diferentes clases de aislamientos (temperatura de operación máxima), sección transversal nominal en mm² o su equivalente en el sistema AWG (American Wire Gauge).
  
  
• Accesorios: incluye todos los elementos de salida, derivación y cambio de trayectoria, tales como lámparas, contactos, condulets, apagadores, fotocontroles, sensores de presencia, etc.
  
  
• Equipos: los equipos eléctricos pueden ser motores, transformadores, centros de carga, interruptores de seguridad, lámparas de emergencia, No Break o respaldo UPS (sistemas ininterrumpidos de potencia), etc.
  
  
• Acometida: es la unión física del conjunto de conductores con los que la compañía suministradora nos proporciona el servicio de abastecimiento de energía eléctrica, con los conductores instalados del lado del usuario.
  
  

Datos previos

Antes de iniciar con los cálculos de un proyecto, debemos tener la siguiente información:

• Tipo de instalación eléctrica: residencial, comercial o industrial, etc.


• Carga total instalada o relación de cargas. Es la suma de todas y cada una de las cargas a alimentar como lámparas, contactos y aparatos de alto consumo expresadas en VoltAmperes (VA) o en Watts.

Ejemplo de un proyecto eléctrico

Supongamos que se tiene una instalación residencial con la siguiente carga total instalada:

• 20 salidas para lámpara incandescente de 100 W.
•  24 contactos de uso general (de 180 VA cada uno, según el Art. 220-3, b), 7), (7) de la NOM)
•  Una bomba de agua de 3/4 HP ,127 V, 11.5 A
•  Una lavadora de ropa con motor de 3/4 HP, 127 V, 11.5 A
•  Horno de microondas de 1524 W, 127 V, 12 A

1. Relación de cargas

Con la información anterior armamos la siguiente relación de cargas:

Los 20 focos de 100 W dan una potencia de 2000 W, ya que es el resultado de multiplicar 20 X 100 W. En cargas resistivas como los focos, la corriente se obtiene de dividir la potencia (W) entre el voltaje, por ejemplo 2000 W/120 V= 16.7 A. En el caso de motores, la Tabla 430-148 de la NOM-001-SEDE vigente nos proporciona las corrientes según potencias. La potencia de cargas desconocidas o de motores se especifica en VA en lugar de watts.

Ver también: Preparación subterránea para recibir el servicio de energía eléctrica

2. Determinación de la demanda máxima

De la carga total instalada, que son los 10,765 VA obtenidos en el paso anterior, aplicamos los Factores de demanda indicados en la Tabla 220-11 de la NOM-001-SEDE vigente, que indica que para unidades de vivienda se deben de considerar los primeros 3000 VA al 100% y los restantes al 35%, es decir:

Por lo tanto: 5717.75 VA/1000=5.72 kVA

3. Acometidas

Con base en el cálculo de la Demanda Máxima correspondiente, podemos determinará el tipo de alimentación o acometida para uso doméstico, que de acuerdo a los servicios proporcionados por CFE puede ser:

• Monofásico de 2 hilos (120 V): para instalaciones de hasta 5 KW.
• Monofásico de 3 hilos (120 / 240 V): para instalaciones de hasta 10 KW.
• Trifásico de 4 hilos (127 / 220 V): para instalaciones hasta de 25 kW, y de 26 a 50 kW.

Conclusión: por rebasar 5 kW la acometida debe ser monofásica de 3 hilos (120/240 V).

4. Determinación del alimentador y del conductor de puesta a tierra

La corriente total la determinamos dividiendo 5,717.75 VA entre 120 V, de lo que obtenemos 47.65 A. La acometida es monofásica de 3 hilos (2 líneas activas y un neutro). Si la carga está balanceada cada línea aportaría aprox. la mitad, es decir 23.82 A. Según este cálculo, bastaría con un calibre 10 AWG; sin embargo, para cumplir con las especificaciones de CFE, los 3 conductores del alimentador (desde la mufa hasta el centro de carga y protegidos por el interruptor principal) de la acometida monofásica de 3 hilos, deberán ser calibre 8 AWG, el neutro deberá ser de color blanco y los de línea activa de cualquier otro color distinto al blanco. El conductor del neutro deberá aterrizarse al electrodo del equipo de medición mediante el conductor de puesta a tierra. Deberá ser calibre 8 AWG y podrá ser desnudo o tener forro en color verde o verde con franjas amarillas.

5. Interruptor principal

Según las especificaciones técnicas de la CFE para un servicio monofásico de 3 hilos, se pueden utilizar cartuchos fusible de 30 A para proteger las líneas activas, pero se recomienda que de preferencia se utilice un interruptor termomagnético (ITM) de 2 polos de 40 A (2 x 40 A), para proteger los conductores de línea activa de calibre 8 AWG, mientras que el hilo neutro debe pasar directo, pues en caso de sobrecarga los conductores de línea son los que deben ser interrumpidos mediante el disparo del ITM.

El interruptor deberá instalarse a una distancia menor a 5 m del medidor. Tradicionalmente se utilizaban interruptores de seguridad (de cartuchos fusibles), pero, como hemos mencionado arriba, en la actualidad es preferible utilizar interruptores ITM de la capacidad adecuada por su mayor confiabilidad y ventajas (compacto, resistencia, no se funde, libre de mantenimiento, mayor vida útil).

Para los servicio trifásicos, la CFE especifica que las líneas activas se deben proteger con un ITM de 3 polos, 100 ó 200 Amperes, 250 V.

En todos los casos, el interruptor debe estar instalado en el interior de un gabinete a prueba de agua, sobre todo si se instala a la intemperie.

El factor de relleno (parte I)

Para las instalaciones eléctricas residenciales siempre debes tomar en cuenta el Factor de relleno. Esta entrada pretende ser una guía que te ayudará a preservar la seguridad mediante el uso adecuado de la tubería conduit.

El Factor de relleno (Fr) es el porcentaje de área transversal disponible en la tubería conduit, que se permite ocupar a la suma de las áreas de los conductores que van dentro.

Actualmente en obras es muy común encontrar instalaciones donde el tubo conduit instalado está saturado con conductores, es decir, no se ha respetado el Fr, lo que está en contra de lo establecido por la NOM-001-SEDE vigente en su capítulo 10 y crea una condición insegura para la instalación y sus usuarios.

Con el fin de orientarte sobre el Fr de los tubos conduit presentamos 4 tablas: la primera es la Tabla 10-1 de la NOM-001-SEDE vigente, que nos da los porcentajes permitidos según el número de conductores; y hemos elaborado 3 tablas: 2 relativas al Fr en tubos conduit de polietileno flexible; y 1 para las dimensiones de los conductores aislados y cables de artefactos, ésta última está tomada también de la NOM-001-SEDE vigente (es la 10-5), lo que hemos hecho ha sido seleccionar los conductores más frecuentes.

Ver también: Uso de los tubos de polietileno

Estas tablas son las básicas para realizar los cálculos de Fr en la tubería conduit, no obstante, en una próxima entrada te daremos la capacidad máxima de conductores, según distintos calibres, para cada medida de conduit, respetando el Fr.

El área de los calibres de los conductores no debe sobrepasar el Fr de cada medida de tubo conduit. Busca en la tabla 3 el área de cada conductor y suma el área aproximada en mm2, verifica que no sea mayor al área disponible indicada en las tablas de las diferentes medidas del tubo conduit.

Por ejemplo, si quiero instalar en un tubo de 1/2" (16 mm) dos cables THW calibre 14 AWG y un cable THW calibre 10 AWG, observo en la tabla 3 que las áreas son 8.97 mm2 y 15.7 mm2 respectivamente, la suma da 33.64 mm2 y el área disponible en el tubo conduit de 1/2" es 54 mm2: todo está bien, el espacio utilizado no rebasa el Fr permitido.

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Circuitos alimentadores (Parte II)

Continuamos con el tema de circuitos alimentadores de acuerdo al Artículo 215 de la NOM-001-SEDE vigente. Ahora veremos los incisos referentes a Protección contra sobrecorriente, Alimentadores con neutro común y Diagrama unifilar.

215-3. Protección contra sobrecorriente

Los alimentadores deben estar protegidos contra sobrecorriente según lo establecido en la parte A del Artículo 240, el cual se refiere a las disposiciones generales para la protección contra sobrecorriente, abarca lo siguiente:

240-2. Protección del equipo.

240-3. Protección de los conductores.

a) Riesgo de pérdida de energía.
b) Dispositivos de 800 A nominales o menos.
c) Dispositivos de más de 800 A.
d) Conductores en derivación.
e) Conductores para circuitos de aparatos eléctricos a motor.
f) Conductores para circuitos de motores y de control de motores.
g) Conductores de alimentación de convertidores de fase.
h) Conductores de circuitos para equipos de refrigeración y aire acondicionado.
i) Conductores del secundario de los transformadores.
j) Conductores de los circuitos de capacitores.
k) Conductores de los circuitos para máquinas de soldar eléctricas.



240-4. Protección de los cordones flexibles y cables para artefactos eléctricos.

240-6. Capacidades nominales de corriente eléctrica normalizadas.

a) Fusibles e interruptores de disparo fijo.
b) Interruptores de disparo ajustable.



240-8. Fusibles o interruptores automáticos de circuitos en paralelo.

240-9. Dispositivos térmicos.

240-10. Protección suplementaria contra sobrecorriente.

240-11. Definición de dispositivo de protección de sobrecorriente limitador de corriente eléctrica.

240-12. Coordinación de los sistemas eléctricos.

1) Protección coordinada contra cortocircuitos.
2) Indicación de sobrecarga mediante sistemas o dispositivos de supervisión.



240-13. Protección de los equipos por falla a tierra.

Ver también: Circuitos alimentadores (Parte I)

215-4. Alimentadores con neutro común

a) Alimentadores con neutro común. Se permite utilizar un neutro común en los alimentadores de dos o tres conductores o en alimentadores de dos grupos de cuatro conductores o cinco conductores.

Nota: Véase 220-22.1

b) En canalizaciones o envolventes metálicos. Cuando estén instalados en una canalización u otra envolvente metálica, todos los conductores del total de alimentadores con un neutro común deben estar encerrados en la misma canalización o envolvente, como se exige en 300-20, que se refiere a Corrientes eléctricas inducidas en envolventes metálicas o en canalizaciones metálicas:

a) Agrupamiento de conductores. Cuando se instalen conductores que lleven c.a. en canalizaciones o en envolventes metálicas, dichos conductores deben disponerse de tal manera que no se produzca calentamiento por inducción en los metales que lo rodean. Para minimizar este efecto, todos los conductores de fase, el conductor puesto a tierra y los conductores de puesta a tierra del equipo, cuando se usen, deben ir juntos en la misma canalización.

Excepciones 1 y 2: Lo permitido para las conexiones de puesta a tierra de equipo y lo permitido por calentamiento debido al efecto piel.

b) Conductores individuales. Cuando un solo conductor que transporte c.a. pase a través de un metal con propiedades magnéticas, se debe reducir a un mínimo el efecto inductivo por los medios siguientes:


1) Cortando ranuras en el metal entre los orificios individuales a través de los cuales pasen los conductores individuales.

2) Pasando todos los conductores del circuito a través de una pared aislante con espacio suficiente para alojar a los mismos.


Excepción: En el caso de circuitos que alimentan sistemas de alumbrado por descarga eléctrica o vacío, anuncios eléctricos o aparatos de rayos X, las corrientes eléctricas en los conductores son tan pequeñas que el efecto de calentamiento inductivo puede ignorarse cuando dichos conductores se instalen en envolventes metálicas o pasen a través de metal.

Nota: Debido a que el aluminio es un material no magnético no hay calentamiento debido a histéresis, pero sí hay corriente eléctrica inducida. Esta corriente eléctrica no se considera de suficiente magnitud como para necesitar el agrupamiento de conductores o tratamientos especiales cuando los conductores pasen a través de paredes de aluminio.

215-5. Diagrama unifilar de alimentadores

Antes de la instalación de los circuitos alimentadores debe elaborarse un diagrama unifilar que muestre los detalles de dichos circuitos. Este diagrama unifilar debe mostrar la superficie en metros cuadrados del edificio u otra estructura alimentada por cada alimentador; la carga total conectada antes de aplicar los factores de demanda; los factores de demanda aplicados; la carga calculada después de aplicar los factores de demanda; el tipo, tamaño nominal y longitud de los conductores utilizados y la caída de tensión de cada circuito derivado y circuito alimentador.

¿Qué es la ANCE?

La ANCE es un organismo 100% mexicano que cuenta con servicios en los ámbitos de seguridad y calidad con más de 15 años de experiencia y una firme visión de ser el mejor organismo mexicano líder de soluciones de clase mundial en materia de normalización y evaluación de la conformidad con reconocimiento internacional.

El 10 de diciembre de 1992 nace con la razón social de Asociación Nacional de Normalización y Certificación del Sector Eléctrico, A.C., como una institución privada sin fines de lucro, concebida con el fin de brindar apoyo y servicios en materia de normalización y evaluación de la conformidad.

Es el 8 de diciembre de 1993 que la asociación quedó registrada como el primer organismo acreditado en México para llevar a cabo las actividades de certificación de producto. En el año de 1994 inició actividades como Organismo Nacional de Normalización y Laboratorio de Pruebas.

De manera general, ANCE: elabora normas mexicanas y evalúa el cumplimiento de ellas, así como de los estándares de calidad y seguridad en productos y procesos; fomenta el cuidado del medio ambiente y los alimentos; apoya el crecimiento y desarrollo de quienes buscan nuevos horizontes comerciales en nuestro país y en el extranjero como mercados viables para sus productos.

Cuenta con oficinas en Monterrey, Tijuana, Guadalajara, Nuevo Laredo y Mérida, asimismo con dos laboratorios de pruebas, uno en la Ciudad de México y otro en el municipio de Apodaca, N.L.

En abril de 2001, cambió su nombre a Asociación de Normalización y Certificación A.C., con el fin de otorgar una visión integral de sus servicios y ampliarse a otros sectores.

ANCE participa como miembro de la asamblea general del Sistema de Conformidad de Pruebas y Certificados de Equipo Eléctrico, IECEE, del que se deriva el acuerdo multilateral de reconocimiento mutuo de Organismos de Certificación, CB-Scheme, y que forma parte de la Comisión Electrotécnica Internacional, IEC.

Adicionalmente, como laboratorio de pruebas, cuenta con varios acuerdos bilaterales de reconocimiento mutuo de reportes de pruebas con organismos homólogos de otros países como son: Canadian Standards Association, CSAInternational, (de Canadá); Underwriters Laboratories, UL, (de los Estados Unidos); KEMA (de Holanda); Norges Elektriske Materiellkontroll, NEMKO, (de Noruega); e Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, (de Colombia).

En materia de normalización, ANCE participa en los foros internacionales de la International Electrotechnical Commission, IEC, y en el International Standards Organization, ISO.

En el 2006 lograron ser reconocidos como miembros permanentes del máximo organismo de certificación en el mundo, IQNet, lo que permite ofrecer mayores ventajas competitivas al certificar sistemas de gestión de la calidad con ANCE.

ANCE tiene el Registro como Organismo Nacional de Normalización en: "Sector Eléctrico y de Aparatos Domésticos" e "Instalaciones Eléctricas, Sistemas de Canalizaciones y Soportes para cables" El 8 de abril de 1994 y 30 de junio del 2000 son fechas en que la Dirección General de Normas (DGN) otorgó a ANCE el registro núm. 003 y 003/A, respectivamente, para elaborar, actualizar, expedir y cancelar Normas mexicanas.

Ver también: ¿Qué es el FIDE?

El 23 de abril de 1998, ANCE es acreditada para operar como Organismo de Certificación de Sistemas de Calidad, en base a las Normas mexicanas.

Actualmente brinda servicios de certificación de sistemas de gestión de la calidad y administración ambiental en las normas NMX-CC/ISO9001 y NMX-SAA/ ISO14001.

¿Cuáles son los servicios que ofrece ?

1. Certificación de sistemas. Certificación de empresa en NMX-CC/ISO 9001 y NMX-SAA/ISO 14001, para contar con un reconocimiento por la calidad de sus procesos y el medio ambiente.
   
   
2. Certificación de producto. Comprueba que el producto cumpla con las normas nacionales e internacionales para ser lo más seguro y confiable.
   
   
3. Operaciones internacionales. Apoyo en operaciones internacionales y en la certificación de productos que lo avalen en el país donde se quiera hacer negocios.
   
   
4. Distintivo H. Verificación de la industria restaurantera y de comedores industriales, como establecimientos que cumplen con los lineamientos de limpieza e higiene. Se verifica que todo establecimiento que ofrezca bebidas y alimentos cumpla con la normatividad específica para cumplir con la calidad de éstos y, con ello, se distinga por su excelencia.
   
   
5. Laboratorio de pruebas. Realización de pruebas para testificar que los productos estén hechos con la calidad requerida.
   
   
6. Normalización. Elaboración de normas mexicanas para el sector eléctrico y de eficiencia energética.
   
   
7. Unidad de Verificación. Información de etiquetado comercial, para que los productos lleven la información adecuada.
   
   
8. Capacitación externa. Desarrollo de personal para incrementar la productividad y eficiencia, mediante
   cursos de capacitación implementados con instructores especializados.
   
   
9. Calidad Agroalimentaria. Certifica y comprueba que productos que son llevados a los hogares, mediante el Sello México Calidad Suprema, cumplan con las normas establecidas. Dichos productos son, actualmente: limón persa, berenjena, manzana, trucha y tilapia.