Prueba del relé de bajo voltaje (dispositivo 27): arranque, tiempo y disparo

Qué es

Un relé de bajo voltaje, dispositivo 27, vigila un voltaje, normalmente tomado de un transformador de potencial en una barra, un alimentador o un motor, y opera cuando ese voltaje permanece por debajo de su ajuste el tiempo suficiente. Se encuentra en tableros de distribución y centros de control de motores, en esquemas de transferencia automática y de desconexión de carga, en generadores y en interconexiones con la red, y en cualquier lugar donde una caída deba distinguirse de la operación normal. El relé puede ser electromecánico, con un disco o una armadura que se suelta al caer el voltaje de la bobina, o de estado sólido o basado en microprocesador, donde el ajuste reside en el firmware. La prueba de campo aplica un voltaje conocido a los terminales desde una fuente calibrada y observa el punto y la rapidez con que el contacto de salida cambia de estado, junto con las verificaciones de identificación y aislamiento que acompañan a todo relé.

Por qué se realiza

El bajo voltaje es un peligro silencioso. Los motores que siguen tomando energía durante una caída profunda se sobrecalientan, se detienen o no logran rearrancar de forma ordenada, y los equipos de control sensibles se desconectan de manera impredecible. El elemento de bajo voltaje es la protección que desconecta carga, impide un rearranque, inicia una transferencia de barra o aísla un generador de un sistema que se está colapsando. Si su arranque se ha desviado, su retardo es incorrecto o su contacto no llega al circuito de disparo, el esquema opera ante perturbaciones inofensivas y detiene un proceso, o permanece callado durante un colapso real. Como el elemento pasa años inactivo, solo una prueba deliberada demuestra que actuará, y además detecta errores de ajuste introducidos durante la puesta en servicio o tras un cambio de firmware.

El principio

El elemento compara el voltaje aplicado con una referencia interna. En una unidad electromecánica el par de la bobina disminuye al bajar el voltaje hasta que un resorte lo vence y el contacto se mueve, de modo que el relé opera en el descenso y se repone en el ascenso. La reposición ocurre a un voltaje mayor que el de operación, y esa separación es la relación de reposición, que evita que el relé vibre cerca de su ajuste. En un relé digital el voltaje muestreado se procesa hasta obtener una magnitud que se compara con un umbral, y luego corre un temporizador. La temporización puede ser definida, un retardo fijo una vez cruzado el umbral, o inversa, donde una caída más profunda dispara más rápido. Muchos relés supervisan el elemento con un bloqueo que impide la operación cuando no hay voltaje alguno, para que una barra desenergizada no se trate como una falla. Arranque, reposición y retardo son, por tanto, tres comportamientos distintos y cada uno se verifica por separado.

Cómo se realiza

Con el relé aislado del sistema energizado y las salidas de disparo deshabilitadas o bloqueadas, de modo que ningún interruptor se mueva sin querer, el técnico identifica la unidad y registra sus ajustes a partir de la placa o del archivo de ajustes. Se conecta a las entradas de voltaje un equipo de prueba trifásico, o una fuente monofásica para elementos de un solo voltaje, y se monitorea el contacto de salida con la entrada de temporizador del equipo. Primero se aplica un voltaje sano y luego se reduce lentamente, en pasos pequeños, hasta que el contacto cambia de estado, lo que da el punto de arranque. Después se sube despacio hasta que el contacto se repone, lo que da el punto de reposición. Para el tiempo, el equipo lleva el voltaje de su valor normal a una fracción elegida del ajuste y mide el intervalo hasta la operación del contacto, repetido en más de un nivel cuando la característica es inversa. Donde el esquema lo permite, se conecta luego el contacto al circuito real de disparo o transferencia, con el interruptor en posición de prueba, para confirmar que la salida llega a su destino. La exactitud del instrumento, la estabilidad de la fuente y la pureza de la onda afectan el resultado y se anotan.

Qué se registra

El registro indica la identidad del relé y el grupo de ajustes, los voltajes de arranque y reposición encontrados, los resultados de tiempo en cada nivel aplicado y si se ejercitó alguna función de bloqueo o supervisión. Nombra el equipo de prueba y su estado de calibración, las condiciones ambientales cuando importan, y el estado de los ajustes tal como se encontraron y como quedaron. También anota si el contacto de salida se comprobó hasta el circuito de disparo o transferencia y cualquier ajuste realizado, para que una prueba posterior pueda compararse con esta.

Cómo se juzgan los resultados

Los resultados se comparan con el ajuste preparado por el estudio de protección, no con una cifra universal, porque el arranque correcto depende del sistema y del equipo protegido. Los criterios toman estas formas: un arranque medido que concuerda con el ajuste dentro de la exactitud declarada por el fabricante, una reposición que guarda la relación publicada con el arranque, un retardo que coincide con el ajuste o con la curva publicada, y un contacto que opera limpiamente sin vibración. Los resultados de mantenimiento se comparan además con la prueba anterior y con la referencia de aceptación. El alcance de las pruebas de relés se describe en ANSI/NETA ATS-2025 para aceptación y en ANSI/NETA MTS-2023 para mantenimiento. Para las tolerancias y el detalle de cada cláusula, consulte su propia copia con licencia de esas normas y los datos del fabricante del relé.