Efecto de la capacitancia en las largas longitudes de cables de mando en la actuación de contactores
0. Introducción: El contactor es el aparato de conexión muy importante en las aplicaciones industriales y comerciales. Su importancia se ha incrementado debido a la influencia de la automatización. Esto ha provocado algunos avances significativos en el desarrollo de los contactores, los cuales a menudo no son observados por el usuario. Por ejemplo, la potencia requerida para la conexión ha sido considerablemente reducida en los últimos años debido al uso de la electrónica integrada en el accionamiento. Aportando beneficios, logrados mediante la reducción de potencia de consumo, tales como - Ahorro de energía - Utilización de transformadores de mando mas pequeños - Vida útil de servicio mas larga de los contactos de mando Los requisitos de potencia reducida deben ser particularmente tenidos en cuenta con aplicaciones complicadas de grandes longitudes de cable de mando. La desconexión fiable del contactor en la actuación del aparato de mando también depende de la longitud del cable debido a la capacitancia entre el aparato de mando y la bobina del contactor
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EATON ELECTRIC, S.L.
INFORME TECNICO: IT-EE 03 (11/10)
1. Capacitancias del cable En ciertas circunstancias, las largas longitudes de cables en circuitos de mando en corriente alterna pueden impedir la desconexión de contactores debido a la capacitancia presente. Incluso si los contactos de mando están abiertos, la corriente de la bobina puede aun fluir debido a la capacitancia del cable tanto que el contactor permanezca en la posición conectado (ON) si la corriente de cierre suficiente está presente. El efecto de la capacitancia del cable depende del diseño del circuito de mando:
Sin efecto de capacitancia CL en el cable si el contacto de mando está situado cerca de la fuente de alimentación. Puede haber un ligero retardo de desconexión debido a CL.
Con efecto de capacitancia CL en el cable si el contacto de mando se encuentra lejos de la fuente de alimentación. La corriente de la bobina sigue fluyendo incluso cuando el contacto de mando este abierto.
2. Capacitancia de los cables de mando Un valor orientativo para la capacitancia entre 2 conductores de mando es aproximadamente 0,3µF por Km para circuitos de mando permanente y aproximadamente 0,6µF por Km entre 3 conductores para circuitos de mando por impulso. Se debería usar la siguiente ecuación: CL = 0.3 (µF/km) x l (km) 2 cables de mando (1.3) CL = 0.6 (µF/km) x l (km) 3 cables de mando (1.4) En desconexión, CL2 y CL3 están conectadas en paralelo (CL1 esta puenteado mediante Q11). Sin embargo, los valores específicos dependen del cable utilizado y por lo tanto pueden variar. Es necesario obtener del fabricante la capacitancia del cable. Cuando se colocan cables de mando junto con otras líneas (p.e. en tubos de cables), la capacidad del cable no puede ser calculado. Las corrientes capacitivas deben ser medidas
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Mando permanente: CL = 0.3 (µF/km) x l (km) (1.3)
Mando por impulso: CL = 0.6 (µF/km) x l (km) (1.4)
3. Limite de capacitancia de un contactor La capacitancia máxima a la que el contactor permanece conectado en la nueva condición a pesar de la orden de desconexión (OFF), puede ser calculada a través de la siguiente ecuación
Para contactores DIL: UAB = Tensión mínima de caída en V PH = Consumo de la bobina del contactor, en retención, en VA
IAB = Corriente de retención en A, con una mínima tensión de caída UC= Tensión nominal de alimentación de mando en V
A 50 Hz y una tensión nominal de alimentación de mando de 110% de la tensión nominal basado en la ecuación 2.0:
A 60 Hz los valores deben ser reducidos un 20%.
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4. Determinación de las máximas longitudes permisibles de los cables de mando Para que un contactor conecte correctamente, CL debe ser menor que Cmax. Si las ecuaciones (1.3) y (1.4) son relacionadas a la ecuación (2.1), los siguientes valores son producidos en redes de 50 Hz:
Dos cables de mando (3.0)
Tres cables de mando (3.1)
lperm = máxima longitud permisible de los cables de mando en m. Con redes de 60Hz los valores para (3.0) y (3.1) deben ser reducidos un 20%.
Longitud de un cable de mando en m
Mando permanente Mando por impulso
Potencia de retención en VA
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Contactor
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Potencia de retención VA
Max. longitudes permisibles de los cables de mando en m Mando permanente 50Hz
Mando por impulso 60Hz
Mando permanente 50Hz
Mando por impulso 60Hz
Uc = 230 V DILE(E)...
4.6
148
74
118
59
DILM7...DILM15; DILA
4
129
64
103
51
DILM17...DILM32
8
257
129
206
103
DILM40...DIL65
16
514
257
411
206
DILM80; DILM95
26
836
418
668
334
DILM115; DIL150
3.5
112
56
90
45
DILM185...DILM250
4.3
138
69
111
55
DILM300...DILM500
4.3
138
69
111
55
DILM580...DILM1000
7.5
241
121
193
96
DILH1400
7.5
241
121
193
96
DILH2000
15
482
241
386
193
Uc = 120 V DILE(E)...
4.6
543
272
434
217
DILM7...DILM15; DILA
4
472
236
378
189
DILM17...DILM32
8
944
472
756
378
DILM40...DIL65
16
1889
944
1511
756
DILM80; DILM95
26
3069
1535
2456
1228
DILM115; DIL150
3.5
413
207
331
165
DILM185...DILM250
4.3
508
254
406
203
DILM300...DILM500
4.3
508
254
406
203
DILM580...DILM1000
7.5
885
443
708
354
DILH1400
7.5
885
443
708
354
DILH2000
15
1771
885
1417
708
Máximas longitudes permisibles de un cable de mando con una tensión de alimentación nominal de accionamiento de 230V y 120V y una tensión de alimentación máxima de 1.1 x UC para redes con frecuencias de 50 Hz y 60 Hz.
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5. Medidas para contrarrestar una capacitancia excesiva en los cables Diversas soluciones son posibles si la ingeniería de una instalación determina que los contactores no desconectaran debido a una excesiva capacitancia en el cable: • Utilizar contactores con una mayor potencia de retención en la bobina • Utilizar contactos accionados por corriente continua. • Reducción de la tensión de alimentación de mando (tener en cuenta la tensión de caída) • Colocar los cables de alimentación cerca de los contactos de mando. • Un contacto adicional NC para circuitos de mando permanente y un contacto NO para circuitos de mando por impulso para puentear la bobina. Se requiere un cable adicional. Se incrementaran considerablemente los tiempos de apertura de los contactores.
Mando por impulso
Mando permanente
• Conexión en paralelo de una resistencia. La resistencia se calcula del siguiente modo:
La potencia de la resistencia es:
Debe ser tomado en cuenta que la resistencia incrementa la disipación total de calor del circuito
Informe basado en publicación técnica VER2100-949GB (08/05) de Eaton Industries Gmbh