¿Qué es una máquina de calibración de disyuntores magnetotérmicos y cómo funciona?

Un verdadero quebradero de cabeza en la producción: Durante la fase de pruebas finales, estábamos rechazando los interruptores automáticos 8% debido a una deriva térmica en el disparo. El problema con el circuito del interruptor automático se debía a que el banco de calibración que utilizábamos no mantenía una corriente estable durante periodos superiores a 30 minutos. No había forma de verificar el ajuste correcto de los bimetales con nuestras calibraciones previas. — Gerente de Calidad, fabricante de equipos eléctricos de tamaño mediano

Máquinas de calibración de disyuntores magnetotérmicos Son instrumentos especializados que se utilizan para probar y ajustar las características de disparo térmico o por sobrecarga de los interruptores automáticos miniatura. Los bancos de calibración tienen la capacidad de aplicar sobrecargas precisas y estables (normalmente entre 100% y 135%) mientras miden el tiempo de disparo de los interruptores automáticos (+/- 0,1%) para ayudar a ajustar la tira bimetálica y lograr que los interruptores automáticos se disparen dentro de un intervalo muy estrecho (por ejemplo, de 45 a 55 segundos a 135% In). Esta guía describe cómo utilizar correctamente una máquina de calibración de MCB; enumera los tipos de máquinas (manuales, semiautomáticas, de larga duración), así como información sobre cómo seleccionar la máquina adecuada para su laboratorio de producción o planta de fabricación.

Esta guía abarca:

• Qué es una máquina de calibración de disyuntores y por qué es diferente de un comprobador.
• Principio de funcionamiento: simulación de disparo térmico, control de corriente y sincronización.
• Tipos de bancos de calibración: manuales, semiautomáticos (tipo A/B) y bancos de larga duración.
• Especificaciones clave a evaluar (rango de corriente, precisión, estabilidad)
• Cómo seleccionar una máquina de calibración en función de las necesidades de volumen y precisión.
• Preguntas frecuentes: Calibración del disyuntor magnetotérmico, prueba de funcionamiento correcta y la norma 80%.

1. ¿Qué es una máquina de calibración de disyuntores magnetotérmicos? (Definición y finalidad)

Se ha diseñado una máquina de calibración para disyuntores miniatura (también conocida como banco de calibración de disparo térmico) para calibrar el elemento de sobrecarga térmica de un disyuntor miniatura. Dentro de cada disyuntor miniatura, hay una tira bimetálica que se dobla debido al calentamiento producido por la corriente de sobrecarga que la atraviesa. Si la tira se dobla demasiado pronto o demasiado tarde, el disyuntor se disparará fuera de su característica tiempo-corriente publicada (de acuerdo con la norma IEC 60898-1). La máquina de calibración aplica una corriente estable (1,45 veces la corriente nominal para los tipos B/C/D) al disyuntor miniatura que se está calibrando y mide el tiempo real que tarda en dispararse. Una vez obtenido el tiempo de disparo, si este se encuentra fuera del rango de aceptación, el operador (o una estación de ajuste automático) ajusta un tornillo de calibración para modificar la deflexión de la tira bimetálica, aumentándola o disminuyéndola. Una vez ajustado, se vuelve a probar el disparo hasta que cumpla con las especificaciones correctas. Este proceso garantiza que cada disyuntor miniatura proporcione el mismo nivel de protección una vez que salga de la fábrica.

Algunos ejemplos de productos de Benlong Automation son: el banco de calibración manual de disparo térmico para disyuntores magnetotérmicos (MCB), ideal para quienes se inician en el sector (nivel básico), y el banco semiautomático tipo A con mecanismo de cambio para diferentes tipos de características de diseño de los MCB.

2. ¿Cómo funciona una máquina de calibración de disyuntores miniatura (MCB)?

Los principios básicos de funcionamiento constan de 3 subsistemas principales: generación de corriente, medición del tiempo y soporte de los dispositivos de fijación.

2.1 Fuente de corriente estable y programable

El aparato produce una corriente eléctrica alterna ajustable entre unos pocos amperios y 500 amperios, según el modelo. La calibración requiere que la corriente se ajuste a 135% de la corriente nominal del interruptor automático miniatura (MCB) que se está calibrando. La corriente de calibración térmica para un MCB típico con una capacidad nominal de 10 amperios se ajustaría a 13,5 amperios para el funcionamiento de disparo térmico (a largo plazo). La corriente también debe mantenerse dentro de una tolerancia de ±2% durante un período de una hora; de lo contrario, el tiempo de disparo variará y producirá resultados inexactos. El banco de calibración térmica de larga duración para MCB de Benlong, que utiliza un controlador IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) o tiristor para mantener una retroalimentación de bucle cerrado constante de estabilidad de onda constante (CW), dará como resultado la estabilidad de corriente de calibración requerida. Las especificaciones de rendimiento técnico incluyen: Potencia nominal por estación = 1 kVA, Salida máxima = 500 amperios, Distorsión máxima de la forma de onda de salida = < 3%.

2.2 Sincronización de alta precisión y detección de viajes

Un temporizador integrado forma parte de la máquina de prueba; comienza la cuenta regresiva cuando fluye corriente hacia el MCB bajo prueba y continúa hasta que todos los contactos del MCB se abren. La sincronización es importante en el contexto de pruebas de larga duración (de 1 a 60 minutos) ±0,1%, de modo que, por ejemplo, el error admisible para una desconexión de 60 segundos no será superior a 0,06 segundos. La hoja de datos del banco de calibración térmica de larga duración para MCB especifica una precisión de sincronización de ±0,1%, con rangos de visualización de tiempo de 1 segundo a 9 horas y 59 minutos. Para aumentar el rendimiento, varias estaciones (normalmente de 4 a 10) probarán simultáneamente varios MCB.

2.3 Mecanismo de fijación y ajuste

Cuando se utilizan para calibrar disyuntores, los bancos manuales (como los diseñados para su uso con disyuntores que utilizan un banco de calibración de disparo térmico) requieren que el operador, montado en un eje, cargue el disparador manual del disyuntor y utilice una pantalla de medición digital para registrar el tiempo de disparo térmico. En ese momento, el operador ajusta la configuración de calibración del disyuntor con un destornillador antes de realizar una segunda prueba. Los bancos semiautomáticos de tipo A y B cuentan con abrazaderas neumáticas y un ajustador de calibración motorizado. El operador solo se encarga de cargar y descargar, y la máquina realiza la prueba y ajusta el tiempo de disparo a un rango aceptable mediante múltiples pruebas repetidas, proporcionando los resultados al operador sin necesidad de interacción adicional. El banco de tipo B está equipado con tarjetas intercambiables para diversas capacidades de prueba, incluyendo disyuntores de diferentes fabricantes.

3. Tipos de máquinas de calibración de disyuntores magnetotérmicos

En función del nivel de automatización y la duración de las pruebas, existen tres tipos comunes:

• Banco de calibración de disparo térmico manual: La opción de menor costo se encuentra entre $5,000 y $15,000. El operador leerá el tiempo de ciclo para cambiar manualmente los tornillos durante la producción. Esto es ideal para investigación y desarrollo, lotes pequeños (hasta 200 unidades) y para uso en campo.
• Banco de calibración semiautomático (Tipo A / Tipo B): El rango de precios típico es de $15k-35k; generalmente incluye aplicación automática de corriente (para la cantidad de electricidad requerida) y detección de disparo (cuando ocurre un disparo), así como a veces ajuste motorizado (para acomodar carga/descarga); el operador carga/descarga; se usa principalmente en volumen medio (200 – 1500 productos/día); el tipo 'A' incluye un mecanismo de cambio para acomodar diferentes tipos de diseños de (MCB); el tipo 'B' utiliza tarjetas insertables para un cambio rápido.
• Banco de calibración térmica de larga duración: Diseñado para funcionar durante periodos prolongados a la corriente nominal 100% (de 1 a 8 horas). Se utiliza para realizar pruebas de tipo (para comprobar las características eléctricas nominales) o para verificar el efecto de memoria térmica. Puede contener más de una estación de prueba independiente (de 4 a 12) y ofrecer registro de datos.

4. Especificaciones clave a evaluar (con datos reales)

Al comparar máquinas de calibración de disyuntores miniatura (MCB), solicite estos valores documentados:

• Rango y precisión de la corriente de salidaEl banco de pruebas a largo plazo de Benlong permite medir corrientes de 0,01 a 500 amperios por estación, con una incertidumbre de 1%. La capacidad de los disyuntores magnetotérmicos (MCB) que se pueden tener en cuenta oscila entre 1 y 63 amperios o, en algunos casos, hasta 125 amperios.
• Precisión de sincronización: ±0,1% o mejor. Para pruebas de larga duración, la deriva durante 8 horas debe ser <0,5%.
• Número de estaciones de prueba: 1 a 12. Un mayor número de estaciones aumenta el rendimiento, pero requiere más espacio en el suelo.
• Distorsión de la forma de onda: <3% (THD) – una mayor distorsión afecta al calentamiento del bimetal.
• Resistencia de aislamiento: >10 MΩ (seguridad).
• Cumplimiento de las normas: IEC 60898‑1 (para disyuntores magnetotérmicos) o planes de prueba específicos del cliente.

5. Cómo elegir la máquina de calibración de disyuntores adecuada para su fábrica.

Utilice esta guía de decisiones en función de sus requisitos diarios de producción y precisión:

Al considerar sus necesidades, debe pensar si necesitará probar únicamente los disparadores térmicos o únicamente los magnéticos. La mayoría de los bancos de calibración están diseñados solo para pruebas de disparo térmico (de larga duración). Necesitaría un comprobador instantáneo adicional para su disparador magnético, aunque existen algunos modelos avanzados que ofrecen ambas funciones. Los bancos de calibración que hemos descrito anteriormente en este artículo son ideales para la calibración específica de cualquiera de los dos tipos de disparadores mencionados.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Qué es la calibración de un disyuntor magnetotérmico?

Calibración del MCB La calibración de un interruptor automático miniatura implica realizar ajustes en el mecanismo de disparo térmico (la tira bimetálica). El objetivo de este ajuste es asegurar que el interruptor se dispare dentro de un período definido cuando circula una corriente de sobrecarga. La corriente de sobrecarga se establece en 1,45 veces la corriente nominal, según lo especificado por las normas IEC60898-1 para los tipos B, C y D (es decir, será 1,45 veces In). Normalmente, se utiliza una máquina de calibración específica para realizar la calibración del interruptor. La máquina de calibración aplica una corriente precisa y estable al interruptor, mide el tiempo de disparo y permite al operador o a un sistema automatizado ajustar la calibración del disparo dentro de un rango hasta que se cumpla con los límites establecidos en las normas (por ejemplo, el tiempo de disparo de un interruptor de 10 A a 135% In debe estar entre 45 s y 55 s). La correcta finalización de este proceso permite que el interruptor automático proporcione una protección fiable contra sobrecargas prolongadas.

¿Cómo comprobar si un disyuntor magnetotérmico (MCB) funciona correctamente?

Para determinar si un interruptor automático miniatura funciona correctamente, debe realizar una prueba térmica (sobrecarga) y una prueba magnética (cortocircuito). Para la prueba térmica, utilice una máquina de calibración o un equipo de inyección de corriente primaria para aplicar 1,45 veces la corriente nominal y registre el tiempo de disparo. El interruptor automático miniatura debe dispararse en 1 hora (para >10 A) o 1 minuto (para corrientes menores). Para la prueba magnética, aplique de 5 a 10 veces la corriente nominal (según la curva: B, C, D); el interruptor automático miniatura debe dispararse en 100 milisegundos. Verifique la resistencia de contacto (<5 mΩ típica) y la resistencia de aislamiento (>100 MΩ a 500 V) para asegurarse de que el interruptor automático miniatura cumple con las normas ANSI. Una prueba de campo simple, utilizando un botón de disparo, solo demuestra el enlace mecánico, pero no confirma la calibración eléctrica.

¿Cuál es la norma 80% para los interruptores?

Según la norma NEC 210.20, la regla 80% prohíbe la carga continua de un interruptor automático por encima de 80% de su capacidad nominal (corriente nominal). Por ejemplo, si un interruptor automático tiene una capacidad de 20 A, esto significa que solo puede soportar una capacidad de 16 A durante más de 3 horas debido a la acumulación de calor. Se asume que los disparos intempestivos causados por la acumulación de calor ocurrirán en circuitos que se sobrecargan continuamente. La calibración no tiene una relación directa con la regla 80%, pero el procedimiento de calibración garantiza que el interruptor se disparará correctamente cuando se sobrecargue (135% de la capacidad nominal), incluso cuando el interruptor se haya cargado continuamente a 100% en el circuito, infringiendo la regla 80%. Con el tiempo, debido al crecimiento del bimetal, existe la posibilidad de un disparo intempestivo del interruptor; por lo tanto, es muy importante que la calibración confirme que el disparo ocurre dentro del plazo estándar. Algunos fabricantes hacen una excepción a esta norma y fabrican interruptores con la misma capacidad de corriente para aplicaciones especiales, al igual que otros fabricantes.

¿Qué es un MCB y cuál es su función?

El objetivo principal del interruptor automático magnetotérmico (IMC) es proteger los circuitos eléctricos de baja tensión con una intensidad nominal de hasta 125 A, evitando daños por sobrecarga (intervalo prolongado de alta corriente) o cortocircuito (corriente extremadamente alta). Un IMC cuenta con una unidad térmica (bimetálica) que detecta la sobrecarga y una unidad electromagnética que detecta el cortocircuito, que es esencialmente una falla en el circuito debido a una sobrecorriente. Cuando se produce una falla en el circuito al que está conectado un IMC, este se dispara automáticamente e interrumpe el suministro de energía al circuito defectuoso, lo que a su vez protege contra incendios y evita daños a los equipos conectados. Un IMC también puede restablecerse una vez que se ha solucionado la falla, a diferencia de un fusible, que debe reemplazarse cuando se funde. Las pruebas o la calibración del IMC se realizan para asegurar que la unidad térmica se dispare al nivel de corriente adecuado y dentro del plazo definido en la norma IEC 60898-1.

Las máquinas de calibración de disyuntores miniatura (MCB) son utilizadas por fabricantes, laboratorios de ensayo y calibración, y departamentos de mantenimiento para verificar y realizar los ajustes necesarios en la protección contra sobrecargas térmicas de los MCB. Estas máquinas funcionan aplicando una corriente constante y precisa (generalmente 135% de la corriente nominal del MCB) al disyuntor miniatura y midiendo el tiempo que tarda en dispararse (con una precisión muy alta, ±0,1%).

Las máquinas de calibración de disyuntores magnetotérmicos (MCB) se presentan en varios formatos: las máquinas manuales se utilizan cuando se requiere un bajo volumen de trabajo (por ejemplo, en investigación y desarrollo); las máquinas semiautomáticas (tipo A y tipo B) están diseñadas para aumentar la productividad al manejar volúmenes de trabajo medios; y las máquinas de larga duración que funcionan automáticamente manejan grandes volúmenes.

Al evaluar qué tipos de máquinas de calibración de MCB se adaptarán a sus necesidades, tenga en cuenta las siguientes especificaciones. Las especificaciones muy importantes a considerar incluyen: rango máximo de corriente (máx. 500 A), medición de tiempo de muy alta precisión en la operación de disparo, número de MCB/calibraciones que deseará ejecutar por día y cumplimiento con IEC 60898-1.

Al seleccionar Máquinas de calibración de disyuntores, Tenga en cuenta su volumen de producción diario, su presupuesto y el nivel de automatización que requiere. La calibración adecuada de un interruptor automático (MCB) garantiza que este se dispare en caso de sobrecarga. Una calibración correcta protege tanto los equipos como al personal.