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Seguridad en la Red:
Protección Diferencial (Parte I)

La seguridad comprende la protección contra defectos de aislamiento en condiciones normales de uso de la instalación, y en caso de condiciones accidentales o anómalas (básicamente sobretensiones y cortocircuitos). En este artículo, nos centraremos en el aislamiento entre partes conductoras de una instalación sometidas a tensión de fases distintas o entre éstas, masa y tierra.

Los defectos de aislamiento pueden producir dos tipos de problemas:

Peligro de electrocución para las personas, por contacto directo con partes conductoras del propio sistema eléctrico o por contacto indirecto a través de las envolventes. Corrientes del orden de 5 a 10 mA pueden ser suficientes para provocar una fibrilación cardíaca si en el cambio de paso de la corriente se ven afectados los músculos del corazón. Corrientes del orden de 30 mA se consideran peligrosas en cualquier caso.

Peligro de incendios en caso de corrientes de fuga importantes a través de caminos resistivos con resistencias relativamente grandes o por cortocircuito a través del conductor de tierra. De hecho, se ha comprobado que corrientes del orden de 300 mA circulando entre piezas conductoras con elevada resistividad -como puede ser el hierro oxidado- pueden llegar a producir pérdidas suficientes para poner el óxido en estado incandescente e iniciar un incendio.


Y las medidas de protección para evitar este tipo de problemas también son esencialmente de dos tipos:

Aislamiento entre partes envolventes y partes sometidas a tensión. Esto significa que las envolventes de los equipos eléctricos deben diseñarse de forma que cualquier parte conductora accesible al tacto esté debidamente aislada de las partes sometidas a tensión.

Conexión de las envolventes a tierra y protección de las instalaciones en caso de fuga mediante relés de vigilancia de aislamiento.


Definiciones

A continuación, ofrecemos una serie de definiciones relativas al aislamiento entre partes conductoras de una instalación eléctrica. La mayoría de las definiciones están basadas en las normas IEC-61008 e IEC-60364, aunque no se trata de una traducción literal.

Partes conductoras activas: Aquéllas directamente conectadas a uno de los conductores de fase o al neutro.

Masa: Partes conductoras envolventes de un equipo eléctrico que accidentalmente pueden tener contacto con partes conductoras activas.

Clase de protección IP de una envolvente: La capacidad de la envolvente de proteger las partes interiores contra penetración de partículas sólidas de diverso tamaño o contra penetración de líquidos en diferentes circunstancias.

Tierra: Parte o conjunto de partes conductoras en contacto con el suelo, destinadas a ser utilizadas como potencial cero de referencia de cualquier instalación eléctrica.

Conductor de tierra: Conductor unido al potencial de tierra, con una resistencia suficientemente baja para que no existan diferencias de potencial significativas, incluso en caso de circular las corrientes de defecto previstas en la instalación.

Régimen de conexión del neutro a tierra (IEC-60364-3): Indica la configuración de una determinada instalación, por lo que se refiere a la conexión a tierra del neutro y de las masas.

Contacto directo: Contacto de una persona directamente con una parte activa sometida a tensión.

Contacto indirecto: Contacto de una persona con una parte conductora no activa sometida a tensión sólo en caso de defecto.

Corriente de defecto a tierra: Corriente que circula desde las partes activas hacia la tierra debida a un defecto de aislamiento.

Corriente de fuga: Corriente que circula desde las partes activas hacia la tierra en ausencia de cualquier defecto de aislamiento.

Corriente diferencial residual, I?: Valor eficaz de la corriente resultante de la suma vectorial de los valores instantáneos de las corrientes de todos los conductores activos.clas1.jpg (2885 bytes)

Interruptor diferencial, ID: Dispositivo electromecánico destinado a cortar la corriente de un determinado circuito, en caso que la corriente diferencial supere un determinado valor umbral de disparo. Si el dispositivo, además, proporciona protección contra cortocircuitos, se denomina interruptor diferencial con protección de sobrecorriente.

clas2.jpg (3788 bytes)Relé diferencial: Relé que detecta la corriente residual. En realidad, es una parte del interruptor diferencial, sin el dispositivo de corte.

Corriente residual de funcionamiento I?n: Valor de la corriente diferencial residual que causa el disparo de un ID.

Corriente residual de no funcionamiento I?n: Valor de la corriente diferencial residual por debajo de la cual un ID no dispara.

Interruptor diferencial independiente de la tensión: Interruptor diferencial que NO NECESITA tensión de alimentación para funcionar.

Interruptor diferencial dependiente de la tensión: Interruptor diferencial que NECESITA tensión de alimentación para funcionar.

Interruptor con seguridad positiva: Aquél que incluso en ausencia de alimentación (falta de una fase) continúa siendo capaz de disparar la protección. En caso de un ID, que requiere alimentación para su funcionamiento, deben abrir automáticamente cuando falta la tensión de alimentación para que puedan ser considerados de seguridad positiva.

Interruptor diferencial tipo AC: Interruptor diferencial que funciona correctamente cuando detecta corrientes diferenciales residuales alternas senoidales, ya sean aplicadas bruscamente o de forma gradual. No son sensitivos a corrientes de derivación de hasta 250 A (forma de onda 8/20) como en los casos de un impulso de tensión sobrepuesto en la alimentación principal (equipos de rayos X, disparo de semiconductores, inserción de lámparas fluorescentes, sistemas de computadores).

Interruptor diferencial tipo A: Interruptor diferencial que funciona correctamente tanto si detecta corrientes diferenciales residuales alternas senoidales como cuando detecta corrientes diferenciales continuas pulsadas, ya sean aplicadas bruscamente o de forma gradual. Son particularmente adecuados para la protección de sistemas en los cuales los equipos tienen componentes electrónicos para rectificar la corriente o ajuste de corte de fase.

Interruptor diferencial tipo B: Interruptor diferencial que funciona correctamente para corrientes diferenciales pulsatorias y alisadas de corriente continua, así como corrientes de falla alternas senoidales. Son particularmente recomendadas para su uso en accionadores e inversores de motores para bombas, ascensores, máquinas herramientas, etc. Este tipo de curva actualmente no está cubierto por la normativa internacional, pero varios fabricantes ya lo incorporan en su oferta.

Artículo gentileza de CLAS Ingeniería Eléctrica S.A.
Por Milton Correa C., Gerente de Operaciones de CLAS Ingeniera Eléctrica S.A.    -    mcorrea@clas-sa.com

Nota: Continuará en la próxima edición:
Envolventes y grados de equipos de B.T.

Abril 2011
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Comentarios acerca de este artículo
Bryan ISPEL (04/05/2018)
Estimados favor necesito urgente un diferencial de 25A trifasico 300mA tipo B

de antemano muchas gracias
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