En caso de que se active una alarma de incendio en una cocina comercial, no solo deben activarse las campanas y los estrobos, sino que también debe cerrarse la válvula de gas bajo la estufa; además de esto, la alimentación eléctrica a los equipos de cocina (freidoras, planchas y placas de inducción) deberá cortarse inmediatamente mediante algún tipo de medio automático que no implique contacto humano con un interruptor. El dispositivo capaz de realizar esta función se llama interruptor automático con disparo por bobina (o interruptor con disparo por bobina).
Aunque un interruptor automático con disparo por bobina parece un interruptor automático estándar, proporciona protección contra sobrecargas (debido a fallos del equipo o descargas eléctricas) y cortocircuitos (debido a cables en contacto entre sí) de la misma manera que cualquier otro tipo de interruptor. Además de la función de sobrecarga y cortocircuito, un interruptor con disparo por bobina tiene la capacidad de dispararse a demanda mediante una señal remota; por lo tanto, cuando hay un incendio en las instalaciones protegidas por el interruptor, este deshabilitará el flujo de electricidad al equipo que protege y continuará proporcionando esta protección hasta que otra señal remota instruya a los interruptores automáticos con disparo por bobina a restaurar la alimentación a sus respectivos circuitos eléctricos. Para cualquier persona involucrada en el diseño comercial de sistemas eléctricos, seguridad industrial y cumplimiento del código de construcción, entender cómo opera un interruptor automático con disparo por bobina y cómo se diferencia de un interruptor automático estándar es un tema importante para su formación o desarrollo profesional.
El Principio Básico: Un Interruptor Que Se Dispara por un Comando Externo
Un interruptor automático estándar se disparará cuando haya excedido su corriente nominal, ya sea gradualmente a través de la función térmica de sobrecarga o repentinamente mediante la función magnética de cortocircuito. La apertura (o disparo) ocurre internamente basándose en las condiciones eléctricas que ocurren dentro del circuito. Un interruptor automático con disparo por bobina tiene un método externo independiente para disparar el interruptor aplicando un voltaje externo a través de sus terminales de control. Cuando el voltaje aplicado está presente, el solenoide dentro del interruptor se activará y liberará mecánicamente el pestillo de disparo tal como si el interruptor se hubiera disparado debido a una condición de sobrecarga. El interruptor entonces abrirá aislando toda la energía hacia la carga, desenergizando así ese circuito.
El mecanismo de disparo por derivación funciona como un dispositivo momentáneo, no como un actuador continuo, y está diseñado para energizarse por un corto período de tiempo — los pocos segundos que tarda en energizar la bobina, disparar el interruptor y desconectar la alimentación de control. Muchos interruptores con disparo por derivación se fabrican con un interruptor de corte interno que desconecta el circuito del solenoide de la bobina energizada cuando el mecanismo del interruptor alcanza la posición de DISPARO; evitando así que la bobina quede energizada, lo que podría causar que se queme. Esta es una consideración crítica de diseño; la bobina del disparo por derivación no está clasificada para servicio continuo. Numerosas referencias dentro de la industria — incluyendo documentación técnica de fabricantes y distribuidores, como Eandisales — proporcionan información adicional sobre el cableado interno y los problemas de aplicación que deben considerarse al usar interruptores con disparo por derivación.
Cómo Funciona: La Secuencia Eléctrica y Mecánica
Un interruptor estándar se dispara debido a una sobrecarga causada por un flujo de corriente excesivo a través del interruptor. Esto ocurre en una serie de pasos donde la lámina bimetálica se dobla y/o la bobina magnética tira causando la liberación del pestillo de disparo. En este punto, la manija del interruptor se mueve de la posición de ENCENDIDO a la posición de DISPARO, abriendo los contactos del interruptor. Para restablecer un interruptor disparado, primero se apaga completamente y luego se vuelve a encender.
Las secuencias eléctricas y mecánicas para disparar un interruptor con disparo por derivación difieren en cómo comienzan, pero son suficientes y terminan con el mismo resultado (disparado).
- Un contacto normalmente abierto se cierra en el circuito de control externo. Este contacto puede representar un relé del panel de alarma contra incendios, un botón de parada de emergencia, un detector de gases tóxicos o una salida de un sistema de gestión de edificios. Conectará la bobina del disparo por derivación con su fuente de voltaje de control; usualmente 120VAC o 24 VDC dependiendo de la clasificación de la bobina utilizada.
- El solenoide del shunt trip se energiza. Cuando la electricidad pasa a través de la bobina de alambre, genera un magnetismo que atrae un pequeño émbolo o perno de impacto hacia el núcleo de la bobina. Este émbolo tiene una conexión física con el mecanismo interno del interruptor que dispara el circuito (el pestillo mecánico que los dispositivos térmicos y magnéticos harán disparar).
- El pestillo de disparo se libera. Cuando el émbolo golpea la barra de disparo, el pestillo se libera y la energía almacenada en el resorte del mecanismo del interruptor separa los contactos principales. La manija del interruptor entonces regresa a la posición de DISPARO. En este punto, si hay un interruptor auxiliar interno, puede abrir el circuito del solenoide para proteger la bobina.
- El circuito está desenergizado. La carga desconectada (de la alimentación) hará que el interruptor permanezca (en posición DISPARO), hasta que sea restablecido manualmente. La bobina del disparo por derivación se desenergizará ya sea por la apertura del contacto de control o mediante la operación del interruptor de corte interno.
El método para reiniciar un interruptor con disparo por derivación es idéntico al utilizado para reiniciar cualquier otro tipo de interruptor: es decir, girar la manija de la posición “OFF” a la posición “ON”. Cuando realiza esta acción, el mecanismo de disparo por derivación se recarga automáticamente como parte del reinicio y queda preparado para operar nuevamente.
Cómo un Interruptor Automático de Disparo se Diferencia de un Interruptor Estándar
| Característica | Interruptor Automático Estándar | Interruptor Automático de Disparo |
|---|---|---|
| Métodos de disparo | Solo sobrecarga térmica y cortocircuito magnético | Térmico, magnético, más disparo eléctrico remoto vía solenoide |
| Control externo | Ninguno | Disparado por un voltaje externo aplicado a los terminales de control |
| Voltaje de control | N/A | Típicamente 120 VAC o 24 VDC; debe especificarse al ordenar |
| Aplicaciones típicas | Protección estándar de circuito ramal | Apagado por seguridad contra incendios, circuitos de parada de emergencia, aislamiento remoto de carga |
| Procedimiento de reinicio | Mover la manija de TRIP a OFF, luego a ON | Igual; el mecanismo de disparo por derivación se reinicia con la manija |
Por qué se especifica un interruptor con disparo por derivación
La disparo por bobina la función no es un lujo. En muchas instalaciones, es un requisito del código. El Código Eléctrico Nacional (NEC) y las normas NFPA, aplicadas por autoridades como la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA), exigen la desconexión automática de la energía eléctrica en situaciones peligrosas específicas:
- Supresión de incendios en campanas de cocina comerciales. En el momento en que se activan los sistemas Ansul o Range Guard por la presencia de humo, calor o detección de llama, la electricidad a los equipos de cocina bajo la campana debe ser cortada. Los interruptores con disparo por derivación son los tipos de interruptores más frecuentemente aplicados y requeridos para este propósito y están mandatados por la NFPA 96, la lista del fabricante de los supresores.
- Apagado de energía del ascensor. Para utilizar el sistema de supresión de incendios en el hueco del ascensor o en la sala de máquinas del elevador, la fuente eléctrica principal que alimenta el elevador debe ser desconectada para evitar que la electricidad alimente el fuego (aumentando el riesgo de incendio) y/o cree un peligro eléctrico para los bomberos mientras trabajan. Los interruptores con disparo por derivación son el método aceptado para lograr esta desconexión eléctrica.
- Circuitos de parada de emergencia en maquinaria industrial. Conectar un botón de parada de emergencia que debe apagar un motor grande u otro equipo de proceso a través de un interruptor con disparo por derivación proporciona una forma positiva y a prueba de fallos para desconectarlos. El disparo por derivación proporcionará una manera confiable de desconectar el equipo independientemente de si la bobina del contactor permanece energizada o desenergizada.
- Reducción remota de carga. Un administrador de edificio puede controlar un interruptor con disparo por derivación en una instalación comercial de forma remota a través de su sistema de gestión para apagar cargas que no son esenciales para la operación de la instalación. Esto ayudará a reducir los cargos por demanda máxima que puedan aplicarse.
Preguntas Frecuentes
¿Cómo funciona un interruptor con disparo por derivación de 120 V?
El interruptor con disparo por derivación es un dispositivo operado por solenoide de 120 voltios AC con dos terminales de control desde los cuales puede ser accionado. Cuando la alarma de incendio, la parada de emergencia o cualquier otro contacto de seguridad se cierra, entonces se alimentan 120 voltios a la bobina que activará un émbolo de solenoide que golpea un mecanismo de disparo que desconectará el suministro eléctrico a la carga (es decir, disparará). También debe notarse que la bobina es un dispositivo de servicio momentáneo solamente.
¿Qué causa que un interruptor con disparo por derivación se dispare?
Al aplicar un voltaje de control externo — desde un detector de gas (u otros dispositivos similares) o desde un sistema de supresión de incendios, por ejemplo — se pueden activar las bobinas de un circuito de disparo por derivación y esto resultará en que el interruptor automático se energice y provoque su disparo. El interruptor automático con disparo por derivación se disparará por razones distintas a solo sobrecarga y cortocircuito, tal como lo haría un interruptor automático ordinario.
¿Por qué necesitaría un interruptor automático con disparo por derivación?
Siempre que un sistema de seguridad automático requiera desconectar la alimentación de un circuito, se necesita un interruptor automático con ‘disparo por derivación’ (por ejemplo, para apagar un equipo de cocina cuando se activa el sistema de incendio de la campana, o detener la alimentación de un ascensor antes de que el sistema de rociadores descargue en el hueco). Esto generalmente es requerido por el código, no solo una opción, por lo que debe verificar los códigos y regulaciones locales antes de proceder.
¿Un disparo por bobina está normalmente abierto o cerrado?
Normalmente, el circuito (conjunto) de la bobina de disparo por derivación está “abierto” debido a que los contactos de control están “abiertos” (relevador de alarma de incendio o parada de emergencia) durante la operación normal. Los contactos de control se “cerrarán” para energizar la bobina y disparar el interruptor. Los contactos principales de potencia del interruptor están “normalmente cerrados” cuando el interruptor está “ENCENDIDO” y “abiertos” cuando se dispara (debido a que la bobina está energizada) o se apaga manualmente.
Referencias
- National Fire Protection Association (NFPA) — NFPA 96 y NFPA 70 — Normas que regulan la supresión de incendios en cocinas comerciales y el Código Eléctrico Nacional, incluyendo los requisitos para disparo por derivación.
- Eandisales — ¿Qué es un interruptor automático con disparo por derivación? — Resumen técnico de la función, cableado y aplicaciones del interruptor automático con disparo por derivación.
- Eaton — Interruptores automáticos con disparo por derivación — Fabricante de interruptores automáticos con disparo por derivación residenciales y comerciales, con guías de aplicación y cableado.
- Schneider Electric — Accesorios de disparo por derivación para interruptores Square D — Información de producto y guía de instalación para unidades de disparo por derivación en interruptores QO y Homeline.
A interruptor automático con disparo por derivación añade una función crítica única al interruptor térmico-magnético estándar: la capacidad de dispararse bajo comando de un sistema de seguridad, una alarma de incendio o una parada de emergencia. Es un mecanismo simple — un solenoide, un émbolo, un pestillo de disparo — pero que conecta la protección contra sobrecorriente con la seguridad de vida. Cuando el fuego alcanza la campana, el interruptor se dispara antes de que las llamas se propaguen. Eso es para lo que está diseñado.
