Este artículo analiza principalmente Icw e Ipk en el contexto de los conjuntos de baja tensión IEC 61439.
Cuando los ingenieros leen una hoja de datos de barras colectoras o aparamenta, dos valores nominales suelen causar confusión: Icw e Ipk.
Una forma sencilla de entenderlos:
- Icw se refiere a la resistencia térmica de corta duración
- Ipk se refiere a la resistencia mecánica instantánea
Esto es importante porque un cortocircuito no somete a la aparamenta a tensión de una sola manera. Crea calor en los conductores y contactos, pero también genera fuertes fuerzas mecánicas en las barras colectoras y los soportes internos.
Por eso, las normas de conjuntos IEC tratan estos valores nominales con seriedad. En la aparamenta de baja tensión basada en IEC, tanto la carga de fallo RMS como la carga de fallo de pico son importantes al evaluar la resistencia a cortocircuitos.
Aquí tiene una tabla que compara brevemente Icw vs Ipk:
| Parámetro | Nombre completo | Enfoque principal | Lo que indica |
|---|---|---|---|
| Icw | Corriente nominal de corta duración admisible | Resistencia térmica | Cuánta corriente de fallo puede soportar el conjunto durante un tiempo especificado |
| Ipk | Corriente nominal soportada de pico | Resistencia mecánica | El pico de corriente de fallo instantáneo más alto que el conjunto puede soportar |
- Este blog contiene el concepto de RMS; para comprender los conceptos básicos de RMS y pico, consulte nuestro artículo relacionado: RMS vs Pico: Diferencia en tensión y corriente.
- Para comprender por qué se utiliza RMS en ingeniería eléctrica y para obtener una explicación más profunda de RMS y pico en condiciones de cortocircuito, consulte: RMS vs Pico en corriente de cortocircuito: Por qué ambos importan.
- Para una visión general más amplia de los parámetros eléctricos en la aparamenta, consulte: Definición de parámetros de aparamenta.
¿Qué es Icw?
Icw significa corriente nominal de corta duración admisible.
Es la corriente de cortocircuito que un conjunto puede soportar durante un tiempo especificado, como 1 segundo o 3 segundos, bajo las condiciones establecidas.
Así que cuando una hoja de datos dice:
Icw = 50 kA / 1 s
significa que el conjunto o sistema de barras colectoras puede soportar 50 kA durante 1 segundo bajo las condiciones de prueba y verificación establecidas. No significa que el equipo esté interrumpiendo esa corriente. Significa que el conjunto puede permanecer intacto durante esa corta duración sin daños inaceptables.
En los datos de conjuntos relacionados con IEC, Icw se expresa en términos RMS.
¿Qué es Ipk?
Ipk significa corriente nominal de pico admisible.
Es el pico de corriente de cortocircuito instantáneo máximo que un conjunto puede soportar bajo las condiciones establecidas.
Así que si Icw responde a la pregunta, “¿Puede el conjunto sobrevivir al fallo durante un corto tiempo?”, entonces Ipk responde a la pregunta, “¿Puede el conjunto sobrevivir al pico instantáneo más alto de la corriente de fallo?”
Esa diferencia es importante porque el pico de corriente es a menudo el momento en que las barras colectoras, los soportes, las uniones y los conductores internos experimentan la mayor tensión mecánica.
En el diseño de barras colectoras y aparamenta, por eso la resistencia del soporte, el espaciado, el arriostramiento, las uniones y la geometría del conductor son tan importantes. Incluso si el conjunto puede soportar la corriente de fallo durante un corto período, también debe sobrevivir al choque mecánico causado por la corriente de pico.
En los datos de conjuntos relacionados con IEC, Ipk se expresa en términos de pico.
Icw, Ipk y el sistema de barras colectoras
Tanto Icw como Ipk están fuertemente influenciados por el sistema de barras colectoras, pero el valor nominal final declarado pertenece al conjunto verificado completo, no solo a la barra de cobre.
Cómo se relacionan Icw e Ipk con el sistema de barras colectoras
| Parámetro | Más influenciado por | Riesgo principal |
|---|---|---|
| Icw | Material de la barra colectora, sección transversal, resistencia, uniones, duración del fallo | Calentamiento |
| Ipk | Espaciado de barras colectoras, aisladores de soporte, arriostramiento, abrazaderas, uniones, rigidez del bastidor, fijación | Fuerza mecánica |
Para Icw
El tamaño y el material de la barra colectora suelen tener una influencia muy fuerte, porque Icw está ligado a la resistencia térmica de corta duración.
Así, para Icw, la barra colectora a menudo influye en:
- calentamiento del conductor
- aumento de temperatura
- capacidad de transporte de corriente de corta duración
Pero las uniones, la resistencia de contacto, la duración del fallo, la ventilación del envolvente y la trayectoria completa de la corriente también son importantes.
Para Ipk
La disposición de las barras colectoras sigue siendo muy importante, pero la estructura mecánica se vuelve aún más crítica.
Ipk depende en gran medida de:
- espaciado de barras colectoras
- resistencia del soporte
- arriostramiento
- rigidez de montaje
- resistencia de la unión
¿Qué significan Icw e Ipk para las barras colectoras?
Para las barras colectoras, el emparejamiento es especialmente importante.
El sistema de barras colectoras no es solo un conductor. Es una estructura mecánica dentro del conjunto. Tiene barras, uniones, aisladores, soportes, espaciados y herrajes de montaje. Bajo condiciones de fallo, la barra colectora debe soportar ambos:
- tensión térmica, que se relaciona con la corriente RMS durante una duración establecida
- tensión electrodinámica, que se relaciona con la corriente de pico y las fuerzas magnéticas entre conductores
Por eso, los valores nominales de las barras colectoras nunca deben leerse solo como “capacidad de transporte de corriente”. Una barra colectora que es térmicamente adecuada a la corriente de carga normal puede fallar mecánicamente si la carga de pico de cortocircuito supera la resistencia admisible verificada del conjunto.
La relación entre Icw vs Ipk
Icw e Ipk están estrechamente relacionados porque ambos describen la resistencia a cortocircuitos. Ambos están vinculados a la misma forma de onda de corriente de fallo, que tiene dos características importantes: el valor RMS y el valor de pico.
Para obtener más detalles sobre el pico y el RMS, consulte otro blog: RMS vs Pico: Diferencia en tensión y corriente.
La relación entre Icw e Ipk es similar a la relación entre RMS y pico, pero solo en el caso ideal.
Idealmente:
Icw es el lado RMS de la resistencia a cortocircuitos.
Es la corriente nominal de corta duración admisible, generalmente dada con un tiempo como 1 segundo. En términos prácticos, indica cuánta corriente de fallo puede soportar el conjunto durante un corto período desde un punto de vista térmico.
Ipk es el lado de pico de la resistencia a cortocircuitos.
Es la corriente nominal de pico admisible, lo que significa el pico de corriente instantáneo más alto que el conjunto puede soportar durante un fallo. En términos prácticos, está más estrechamente relacionado con la tensión mecánica y la fuerza electrodinámica.
En la práctica:
La corriente de cortocircuito no suele comenzar como una onda sinusoidal perfectamente simétrica.
El primer pico suele ser más alto porque la corriente de fallo puede incluir un componente de CC al principio. Por eso, los valores nominales reales de resistencia a cortocircuitos no pueden entenderse utilizando solo la relación ideal simple, y por qué Ipk es a menudo más alto que 1,414 × Icw.
Para obtener más detalles sobre el comportamiento de la corriente de cortocircuito en términos de RMS y pico, consulte nuestro artículo relacionado: RMS vs Pico en corriente de cortocircuito: Por qué ambos importan.
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Un ejemplo sencillo de hoja de datos
Supongamos que un conjunto de aparamenta se declara como:
Icw = 50 kA / 1 s
Ipk = 105 kA
La interpretación correcta es:
- el conjunto puede soportar 50 kA RMS durante 1 segundo
- el conjunto también puede soportar un pico instantáneo de 105 kA bajo las condiciones especificadas
Esto no significa que 105 kA sea una corriente de larga duración. Tampoco significa que el conjunto esté “clasificado para 105 kA” de la misma manera que la gente discute casualmente la capacidad de interrupción de un disyuntor. Estos dos valores describen diferentes dimensiones de la carga de fallo.
Conclusión
Icw es la corriente RMS de corta duración admisible. Responde a la pregunta térmica: ¿cuánta corriente de cortocircuito puede soportar el conjunto durante un tiempo especificado?
Ipk es la corriente de pico admisible. Responde a la pregunta mecánica: ¿cuál es el pico de cortocircuito instantáneo máximo que el conjunto puede soportar?
Para las barras colectoras y los conjuntos de aparamenta IEC, ambos son importantes. Uno ayuda a definir la resistencia térmica de corta duración. El otro ayuda a definir la resistencia a las violentas fuerzas electrodinámicas producidas en el pico del fallo. Leídos en conjunto, ofrecen una imagen mucho más precisa de la resistencia del conjunto que un solo número de corriente de fallo.
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Preguntas frecuentes
¿Es Icw un valor RMS?
Sí. Schneider lo define como el valor RMS de la corriente que la aparamenta puede transportar en posición cerrada durante un corto tiempo especificado, y el material IEC 61439 de ABB lo describe como el valor RMS de la corriente de corta duración declarada por el fabricante del conjunto.
¿Es Ipk un valor de pico?
Sí. IEC Electropedia lo define como el valor de la corriente de pico que un circuito o dispositivo de conmutación en posición cerrada puede soportar, y ABB utiliza el mismo significado de resistencia de pico para los conjuntos.
¿Es Ipk siempre 1,414 veces Icw?
No. Esa relación solo pertenece a una forma de onda sinusoidal pura. La corriente de cortocircuito real puede incluir asimetría y un componente de CC decreciente, por lo que el primer pico puede ser más severo de lo que sugiere la relación de onda sinusoidal simétrica.
¿Son Icw e Ipk solo valores nominales de barras colectoras?
No exactamente.
Icw e Ipk se utilizan más comúnmente para sistemas de barras colectoras y conjuntos de aparamenta, porque ambos describen la resistencia a cortocircuitos. Pero no se limitan estrictamente solo a la barra colectora. En la práctica, se entienden mejor como valores nominales de la trayectoria completa de la corriente y la estructura del conjunto.
