Regla de los dos segundos IEEE 1584

En dos segundos pueden ocurrir muchas cosas. Lo que puede parecer un abrir y cerrar de ojos puede parecer una eternidad, especialmente durante un arco eléctrico. Al calcular la energía incidente como parte de un estudio de arco eléctrico, a veces las ecuaciones IEEE 1584 pueden producir valores inusualmente altos. Aunque se incluyen muchas variables en estos cálculos, las dos más significativas son la magnitud de la corriente de cortocircuito del arco eléctrico y la duración del arco eléctrico.

Pregunta 1: ¿Cuánto tiempo?
La duración se determina normalmente por el tiempo de disparo y despeje del siguiente dispositivo de protección aguas arriba del equipo en estudio. Las curvas de tiempo-corriente, como la de la figura, definen la característica de disparo del dispositivo. El eje horizontal representa la corriente de cortocircuito por arco y la banda vertical representa el tiempo de despeje en segundos.

Al utilizar curvas de tiempo-corriente para determinar la duración del arco eléctrico, la relación entre la corriente de cortocircuito del arco eléctrico y la banda de disparo instantáneo es muy importante. La instantánea se muestra como la banda vertical en el gráfico. Si la corriente del arco eléctrico está a la izquierda de esta banda, el dispositivo debería funcionar en su región de retardo de tiempo y puede tardar muchos segundos en eliminar el arco eléctrico. Si la corriente del arco eléctrico está a la derecha de la banda, el dispositivo debería dispararse instantáneamente y el arco eléctrico tendrá la duración más corta posible. El valor preciso del disparo instantáneo generalmente no se conoce, pero estará en algún lugar dentro del ancho de la banda vertical, que incluye una tolerancia de más/menos. El valor real de la corriente podría ser tan bajo como el lado izquierdo de la banda o tan alto como el lado derecho.

En este ejemplo, la corriente de cortocircuito del arco eléctrico se encuentra dentro de la banda instantánea del dispositivo. Esto significa que el dispositivo podría dispararse en la región de retardo de tiempo o instantánea, pero no está claro de qué manera respondería realmente. El peor de los casos sería suponer que funciona en la región de retardo de tiempo. El gráfico de la figura indica que el tiempo máximo de despeje de la corriente de arco eléctrico es de 23,6 segundos. Esto daría como resultado una energía incidente calculada de 170,0 calorías por centímetro cuadrado (cal/cm2), que está muy por encima de los límites de protección personal. Aunque este valor puede parecer inusualmente alto, es necesario responder a dos preguntas muy importantes.
Pregunta 1: ¿Se mantendrá? ¿Es realista esperar que un arco eléctrico pueda mantenerse durante largos períodos de tiempo (23,6 segundos, en este ejemplo)? Es difícil decirlo. Hay casos en los que el arco eléctrico puede mantenerse, pero depende de muchos factores, como el voltaje, la distancia entre los cables, el tamaño del gabinete, la fusión de los conductores y más.

¿Cómo se sabe cuánto tiempo puede durar el arco en una situación particular? No se sabe. La norma IEEE 1584 tiene una excepción conocida comúnmente como la “regla del transformador de menos de 240 V/125 kVA”, en la que se cree que el arco puede no durar (consulte Electrical Contractor, septiembre de 2010, página 52). Sin embargo, con el resto de los casos, hasta que se completen más investigaciones, siempre es mejor suponer lo peor en función de la curva de corriente temporal del dispositivo.

Pregunta 2: ¿Te quedarás?

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Jim Phillips, Ingeniero Industrial – Noviembre de 2010 – Revista Electrical Contractor