Transformador de corriente interior de baja tensión LQZJ-0.66 fundido en resina epoxi

2. Designación del modelo y variantes

2.1 Explicación del código del modelo

La designación LQZJ-0.66 sigue la convención china de nomenclatura de transformadores de instrumento GB/JB. Cada carácter codifica un atributo específico de construcción o clasificación:

2.2 Matriz estándar de variantes

El LQZJ-0.66 se ofrece en múltiples configuraciones eléctricas, definidas cada una por la corriente primaria, la clase de exactitud y la potencia nominal. Todas las variantes comparten la misma envolvente mecánica y la abertura de Ø103 mm, permitiendo que un mismo recorte en la aparamenta acepte cualquier especificación eléctrica.

2.3 Evolución de la serie

El LQZJ-0.66 sustituye a la serie anterior LQG-0.5 introducida en generaciones anteriores de diseño GB. La envolvente mecánica, la interfaz de montaje y la abertura primaria (Ø103 mm) son totalmente compatibles con versiones anteriores. Las mejoras técnicas respecto al predecesor incluyen: formulación mejorada de resina epoxi con mayor resistencia térmica y menor variabilidad en la tensión de inicio de descargas parciales; orientación refinada del grano del núcleo para reducir la corriente de magnetización con baja excitación primaria; y bandas de exactitud más ajustadas en el rango de medición del 25–120% de I₁n.

3. Condiciones de servicio

El LQZJ-0.66 está calificado para servicio en interiores según las condiciones normales de servicio de la cláusula 4 de la norma IEC 61869-1. La operación fuera de los límites indicados a continuación requiere revisión técnica y puede necesitar derating, clase de aislamiento alternativa o configuración especial.

4. Construcción

4.1 Diseño de la construcción

Núcleo magnético

Toroidal (tipo anillo) fabricado con acero silicio de grano orientado (CRGO, típicamente de 0,30 mm o 0,27 mm de espesor). El núcleo se somete a recocido tras el bobinado para eliminar tensiones mecánicas y restaurar la permeabilidad magnética. Para rangos de baja corriente (I₁n ≤ 50 A), pueden especificarse núcleos de aleación de níquel-hierro para mejorar la exactitud en el extremo inferior.

Circuito primario

Configuración de paso único. La abertura de Ø103 mm acepta una barra colectora o cable como «devanado» primario. No dispone de terminales primarios dedicados; el conductor suministrado por el usuario atraviesa la ventana en la dirección marcada P1 → P2 en la carcasa.

Devanado secundario

Hilo de cobre magnético de múltiples espiras (aislamiento de esmalte Clase B o Clase F) bobinado uniformemente alrededor del núcleo. El número de espiras secundarias N₂ equivale a la relación de transformación nominal (p. ej., 200/5 → N₂ = 40). El aislamiento entre espiras y el refuerzo mecánico se integran en el conjunto del devanado antes del encapsulado.

Sistema de aislamiento

Resina epoxi moldeada al vacío que encapsula completamente el conjunto de núcleo y bobinas. El cuerpo moldeado integra en una única estructura monolítica el aislamiento primario-secundario, el aislamiento secundario-tierra, el soporte mecánico y la protección ambiental. La clase térmica estándar es B (130 °C); la clase F (155 °C) está disponible bajo solicitud.

Carcasa

Cubierta exterior de termoplástico ignífugo (UL94 V-0) sobre el cuerpo de resina moldeada, que proporciona protección mecánica durante la manipulación y protección IP20 contra la entrada de cuerpos extraños en servicio.

Base de montaje

Base integrada de polímero con dos opciones de interfaz: montaje inferior (huella adecuada para fijación en el suelo del panel) o montaje lateral (adecuado para instalaciones con barras colectoras verticales). Cada base ofrece patrones de fijación de 2 orificios o 4 orificios; el hardware M6 es estándar.

Terminales

Los terminales secundarios S1 y S2 son de tipo perno (latón M5 o M6) con tuercas y arandelas de bloqueo, ubicados en la cara frontal. La polaridad está marcada permanentemente en la carcasa conforme a la cláusula 6.13 de la norma IEC 61869-2 (P1/P2 primario corresponde a S1/S2 secundario según la convención sustractiva).

4.2 Devanados y marcado de terminales

Dirección de referencia de la corriente: cuando la corriente primaria i₁ entra por P1 y sale por P2, la corriente secundaria i₂ sale de S1, circula por la carga externa y regresa por S2. Esta polaridad sustractiva es obligatoria para una correcta medición de kWh, protección direccional contra fallas a tierra basada en vatimetría y cualquier función de relé direccional.

5. Datos técnicos

Esta sección proporciona datos eléctricos de selección para la serie LQZJ-0.66. Todos los valores aplican a la carga nominal y frecuencia nominal indicadas en la placa de características. Para configuraciones fuera de los rangos estándar, regirán el acuerdo técnico y una hoja de datos específica del proyecto.

5.1 Corrientes primaria y secundaria nominales

Nota: Configuraciones con corriente secundaria de 1 A disponibles bajo solicitud; consultar fábrica para relaciones no estándar.

5.2 Límites de clase de exactitud (según IEC 61869-2)

Para las clases 0,2 y 0,5, la exactitud se verifica en el rango del 25%–100% de la carga nominal y del 5%–120% de la corriente nominal. El factor límite de exactitud (ALF) para la clase de protección 10P suele ser 5, 10, 15, 20 o 30 —especificado en la placa de características como, por ejemplo, “10P10” (error compuesto ≤ 10% en 10 × I₁n).

5.3 Resistencia térmica y dinámica

Las corrientes térmica de corta duración Ith (1 s) y dinámica pico Idyn obedecen las relaciones:

Para el LQZJ-0.66, las clasificaciones estándar son Ith = 50 × I₁n / 1 s y Idyn = 100 × I₁n pico. Ambas deben igualar o superar la corriente prospectiva de cortocircuito del sistema Ipsc y la corriente pico de falla Ipk en el punto de instalación. La verificación se realiza mediante informe de ensayo de cortocircuito de tipo de fábrica referenciado en el certificado de ensayos de rutina.

6. Normas y referencias

6.1 Normas aplicables

6.2 Ensayos de rutina (por unidad)

Realizados en cada unidad fabricada según IEC 61869-2 cl. 7.3 / GB/T 20840.2:

1. Verificación del marcado (P1/P2, S1/S2, datos de placa)
2. Ensayo de resistencia a tensión a frecuencia de red en devanado primario (3 kV r.m.s. durante 1 minuto, clase 0,66 kV)
3. Ensayo de resistencia a tensión a frecuencia de red en devanado secundario (3 kV r.m.s. durante 1 minuto)
4. Ensayo de sobretensión entre espiras en secundario
5. Determinación de errores a carga nominal (error de corriente εi y desplazamiento de fase δ en el rango 5%–120% I₁n para clase de medición; error compuesto en ALF para clase de protección)
6. Verificación de polaridad (convención sustractiva P1–S1)
7. Resistencia de aislamiento ≥ 100 MΩ a 500 V CC

6.3 Ensayos de tipo (validación de diseño)

Realizados en muestras representativas según IEC 61869-2 cl. 7.2:

1. Ensayo de elevación de temperatura a corriente continua nominal (límites según clase de aislamiento)
2. Ensayo de corriente de corta duración (Ith durante 1 s) y ensayo de corriente dinámica (Idyn pico)
3. Ensayo de resistencia a impulsos atmosféricos (8 kV pico, 1,2/50 μs, para clase Um 0,72 kV)
4. Determinación de errores en condiciones límite de carga
5. Verificación de la clase de exactitud extendida en todo el rango de operación
6. Ensayos mecánicos y ambientales cuando lo especifique el proyecto

7. Instalación y dimensiones

7.1 Dimensiones exteriores

Consultar el dibujo dimensional certificado para tolerancias específicas del proyecto y coordenadas de orificios de montaje.

7.2 Directrices de instalación

1. Monte el TC sobre una superficie limpia, plana y rígida utilizando todos los orificios de fijación designados. Apriete los elementos de sujeción al par recomendado por el fabricante (típicamente 6–8 N·m para hardware M6).
2. Pase el conductor primario (barra colectora o cable) centrado a través de la abertura de Ø103 mm. Mantenga la dirección marcada P1 → P2 —la corriente que fluye en esta dirección produce una salida secundaria S1 → S2.
3. Asegure una distancia mínima adecuada respecto a partes activas adyacentes según la coordinación de aislamiento del sistema (distancia mínima en aire de 25 mm para clase 0,66 kV según IEC 60664-1, GC 2).
4. Dimensione el cableado secundario para limitar la resistencia total del lazo secundario de modo que la carga permanezca dentro de Sn a corriente nominal. Para secundario de 5 A, es típico usar cobre de 2,5 mm² en recorridos de hasta 25 m; recorridos más largos pueden requerir 4 mm² o cambiar a secundario de 1 A.
5. Conecte S1 a la entrada viva del amperímetro / contador / relé; conecte S2 al neutro de instrumentación. Conecte a tierra un punto del circuito secundario (normalmente en la borna del panel de protección)—nunca varios puntos.
6. Verifique la polaridad y la relación en la puesta en servicio mediante inyección primaria o comprobador de polaridad antes de energizar el circuito primario.

7.3 Notas de seguridad y mantenimiento

• Siempre cortocircuite S1–S2 antes de desconectar la instrumentación aguas abajo.
• Un punto del lazo secundario debe conectarse a tierra (normalmente S2 en la caja de conexiones).
• El conductor primario debe instalarse y soportarse externamente —la carcasa del LQZJ-0.66 no está clasificada para soportar el peso del conductor primario ni las fuerzas mecánicas debidas a fallas.
• Operar TCs con corriente primaria más allá de las clasificaciones Ith / Idyn indicadas en la placa durante fallas causará daños permanentes magnéticos, mecánicos o en el aislamiento.
• Todos los trabajos deben cumplir con IEC 60364, GB 26860, NFPA 70E o el código local aplicable de seguridad eléctrica, incluyendo procedimientos de bloqueo/etiquetado.

8. Guía de selección (ejemplo práctico)

El siguiente procedimiento en cuatro pasos ilustra la selección de un LQZJ-0.66 para una aplicación representativa: un alimentador de motor con carga continua de 250 A en un tablero de 400 V, con un contador multifunción digital y un relé de sobrecarga térmica conectados, ubicado en un edificio con 20 m de cableado secundario entre el tablero y la caja de medición.

Paso 1 — Determinar la corriente primaria nominal I₁n

Corriente de carga continua Ic = 250 A. Elija I₁n ≥ 1,2 × Ic = 300 A. Seleccionando de la lista estándar: I₁n = 300 A. Esto sitúa el punto de operación en 250/300 = 83% de I₁n, bien dentro de la banda óptima de exactitud del 25%–100%.

Paso 2 — Especificar la clase de exactitud

La aplicación requiere medición para subfacturación —la clase 0,5 según IEC 61869-2 es apropiada. En este caso, el relé térmico puede compartir el mismo núcleo de medición (la demanda de exactitud del relé de clase 1 se satisface automáticamente con clase 0,5). Para una instalación más exigente, se especificaría un núcleo 10P separado.

Paso 3 — Calcular la carga requerida

Cargas conectadas en el lazo secundario:

• Entrada del contador multifunción: Sm = 0,05 VA (típico electrónico)
• Relé de sobrecarga térmica: Sr = 0,5 VA
• Cableado secundario: 20 m × 2 (lazo) = 40 m de recorrido total; cobre de 2,5 mm² con ρ = 0,0175 Ω·mm²/m → Rwire = 0,0175 × 40 / 2,5 = 0,28 Ω
• Carga del cable Sw = I₂n² × Rwire = 5² × 0,28 = 7,0 VA

Seleccionar Sn = 10 VA en clase 0,5 proporciona un margen del 32%, suficiente. Si el recorrido del cable superara 30 m, la carga del cable acercaría Sb a 10 VA —en ese caso, aumente a cable de 4 mm² o especifique secundario de 1 A para reducir la carga del cable en un factor de 25.

Paso 4 — Verificar la resistencia al cortocircuito

Corriente prospectiva de falla del sistema en la barra del tablero: Ipsc = 25 kA / 1 s. Para I₁n = 300 A, la Ith de la placa del TC = 50 × 300 = 15.000 A = 15 kA / 1 s. Esto es insuficiente. El TC seleccionado debe especificarse con una clasificación Ith mejorada (opción de fábrica), o el tiempo de eliminación de la protección aguas arriba debe reducir la corriente térmica equivalente a 1 s dentro de 15 kA. Recálculo: si el tiempo de eliminación del interruptor tf = 0,3 s, entonces Ith,equiv = 25 × √0,3 = 13,7 kA —dentro de la clasificación estándar. Confirme la energía específica I²t real que deja pasar el dispositivo aguas arriba frente a la placa del TC.

9. Información para pedidos

Cada pedido debe especificar los parámetros siguientes para permitir la liberación de producción y aceptación. Cuando el proyecto requiera configuración no estándar (temperatura extendida, clase térmica alternativa, tropicalización, disposición especial de terminales, placa en idioma específico), indíquelo explícitamente en la etapa de consulta; estos aspectos se fijarán mediante acuerdo técnico y una hoja de datos específica del proyecto.

10. Preguntas frecuentes