¿Qué es un disyuntor térmico y su función?

¿Cómo surgieron los disyuntores térmicos, qué ventajas tienen y dónde se utilizan qué elementos de disparo?

Sin miedo a las sobrecorrientes: los disyuntores térmicos garantizan una protección fiable contra sobrecargas hasta el día de hoy.

La invención de la bombilla se remonta a 1879. El primer "mini autómata" para proteger los dispositivos de sobrecorriente se inventó cuatro años después. Al principio, los elementos de activación solían ser bobinas magnéticas. Se utilizaron para proteger los conductos de luz. Los disyuntores magnéticos eran y solo son adecuados hasta cierto punto para proteger motores. Con el inicio de la Primera Guerra Mundial, los fabricantes de motores tuvieron que reducir radicalmente las elevadas reservas de los devanados del motor por motivos de coste y, por tanto, buscaron una protección adecuada del motor. La solución fue la liberación de sobrecorriente térmicamente retardada. Siguieron nuevos desarrollos. Inicialmente, los disyuntores solo tenían un sistema de disparo. Se dispararon térmica o magnéticamente.

En 1923, el ingeniero Hugo Stotz logró un logro pionero: combinó los dos sistemas de disparo y así inventó el disyuntor magnetotérmico. En esta solución, la corriente fluye tanto a través de un electroimán como de una tira de bimetal. En caso de cortocircuito, el imán se dispara; en caso de sobrecarga, sin embargo, el bimetálico dispara el disyuntor. Este principio todavía se utiliza hoy en día en los denominados interruptores automáticos en miniatura en cajas de fusibles. Estos se pueden encontrar tanto en los hogares como en el sector profesional.

Las ventajas del disyuntor

Además, el disyuntor de dispositivo térmico ha evolucionado como una rama independiente. Hoy en día existe la norma DIN EN 60934 para este propósito, que se basa en el calentamiento de un elemento calefactor portador de corriente, por ejemplo un bimetal.

Las ventajas de un vistazo:

Los disyuntores térmicos garantizan una protección fiable contra sobrecargas.
Son en gran parte insensibles a los picos de corriente de entrada de motores, transformadores y válvulas solenoides.
Se activan antes a temperaturas ambiente más altas. Esta es una ventaja importante para todos los consumidores eléctricos cuya capacidad de carga depende en gran medida de la temperatura ambiente.
El uso en lugar de fusibles evita tiempos de inactividad. Los disyuntores se pueden volver a encender de forma fácil y segura después de que se hayan disparado. Un cambio, como con un fusible, no es necesario.
En 1953, la empresa alemana E-T-A fue la primera empresa europea en introducir en el mercado un disyuntor puramente térmico. Hoy, gracias a un programa integral, la empresa es líder del mercado mundial en este segmento de productos.

Varios elementos de activación

Hay varias opciones técnicas para activar los disyuntores de dispositivos térmicos. Se puede hacer una distinción entre enlace fusible, cable de expansión y disparadores bimetálicos. La decisión de seleccionar un tipo la toma el ingeniero en función de los requisitos de las aplicaciones a proteger.

Liberación del eslabón fusible: durante el funcionamiento normal, el eslabón fusible fijo evita el movimiento de un dispositivo de almacenamiento de energía bajo la fuerza del resorte. Una sobrecorriente hace que la soldadura se derrita y el dispositivo de almacenamiento de energía liberado activa el disyuntor. Sin embargo, el reinicio requiere mucho tiempo. Por esta razón, el principio solo estuvo en uso hasta alrededor de 1960.

Liberación del cable de expansión: esta tecnología utiliza el coeficiente de expansión particularmente alto de metales especiales para abrir los contactos del interruptor automático. La corriente fluye a través de un alambre hecho del material, que está montado entre dos resortes. Esto se expande y permite que el elemento se rompa cuando alcanza una cierta temperatura. Con este principio, se pueden realizar características térmicas muy rápidas. Otro punto a favor es la alta precisión de lanzamiento. Los desencadenadores de alambre elástico se pueden encontrar en máquinas afiladoras de cuchillas o cepillos eléctricos para alfombras, por ejemplo. También se utilizan para proteger placas de circuitos.

Lanzamiento bimetálico: Un bimetal consta de dos metales que, debido a sus diferentes coeficientes de expansión térmica, se expanden en diferentes grados cuando se calientan. Cuando la temperatura cambia, se dobla porque los metales están firmemente conectados entre sí. Un desbloqueo bimetálico se puede implementar, por un lado, con una tira bimetálica con un pestillo y un mecanismo de contacto con resorte separado. Los bimetales de tira se pueden ajustar de forma fácil y precisa. De este modo se pueden lograr características ajustadas. Además, se pueden realizar corrientes nominales muy pequeñas. Las tiras bimetales se utilizan, por ejemplo, en dispositivos médicos, máquinas barredoras o máquinas de limpieza de suelos. La segunda posibilidad de disparo es un disco bimetálico con efecto de chasquido, al que se une directamente un contacto. Esta es una solución económica debido a la construcción simple. Sin embargo, los discos de ajuste solo se pueden ajustar de forma limitada. Los bimetales de acción rápida se liberan un poco más rápido que los bimetales en tiras. El bimetal generalmente tiene la ventaja de una temperatura de trabajo más baja en comparación con el alambre de expansión. Esto es alrededor de 100 ° C. El cable elástico, por otro lado, necesita alrededor de 300 ° C. Además, el bimetal tiene una distancia de recorrido útil más larga y su constante de tiempo corresponde más a la de un motor. Los bimetales de disco a presión se utilizan en compresores, ventiladores y regletas de enchufes.

A pesar de la llegada de la electrónica, los disyuntores térmicos siguen siendo la protección óptima contra sobrecorriente en muchas aplicaciones. En particular, la tecnología bimetálica se ha establecido como el estándar para elementos de disparo de interruptores automáticos térmicos debido a su versatilidad en la industria. Una cosa es segura: la historia de éxito de esta solución robusta y rentable para la protección contra sobrecorriente está lejos de terminar.