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Seguridad en la Red Eléctrica:
Protección Diferencial (Ultima Parte)

La protección de personas contra el riesgo de electrocución por contacto directo y la protección contra incendios en caso de derivaciones fortuitas a masa, exigen el empleo de dispositivos de desconexión que actúan cuando se produce una corriente de defecto a tierra.

Estos dispositivos se denominan normalmente relés diferenciales o interruptores diferenciales (ambos se diferencian por incorporar o no el dispositivo de corte, tal como se ha indicado en Definiciones en la Parte I de este artículo).

Los niveles de corriente de disparo admitidos son distintos según se trate de protección de personas o de bienes (generalmente 30 mA para protección de personas y 300 mA o más, para instalaciones industriales).

Principio de funcionamiento

El empleo de los relés diferenciales o interruptores diferenciales está pensado básicamente para instalaciones con régimen de neutro TT o, con ciertas condiciones, el régimen TN. La detección de la corriente diferencial se realiza mediante un transformador de corriente, generalmente con núcleo toroidal de baja dispersión y alta sensibilidad. A través del hueco del núcleo, se hacen pasar todos los conductores activos, según se muestra en el esquema 1.

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Esquema 1. Principio de funcionamiento de un interruptor diferencial.

Si la suma de las corrientes de todos los conductores activos (fases y neutro) es cero, el flujo creado en el transformador será nulo y, por tanto, la señal que éste dará en el secundario será también nula. Esto significa que las corrientes que entran por alguno de los conductores activos retornan por otro conductor activo, de forma que la suma es cero en todo momento y no hay retorno de corriente por otros caminos, es decir, no hay fuga.

En caso de fuga, la suma de corrientes en los conductores activos no es cero, debido a la corriente de fuga que retorna por la tierra. Esto causará una tensión en el secundario del transformador diferencial, que debidamente amplificada y tratada hace disparar el relé diferencial y éste a su vez activa el dispositivo de corte.


Tipos de dispositivos diferenciales

Las tres partes básicas de todo interruptor diferencial pueden estar juntas en un solo dispositivo o ser partes separadas. De este modo, podemos distinguir varios tipos de interruptores diferenciales:

Interruptor diferencial completo: Incluye el transformador de medida, el relé de detección y el dispositivo de corte. Esta configuración suele emplearse para pequeñas potencias o en interruptores domésticos.

clas2.jpg (4807 bytes) Relé diferencial + interruptor: El relé incluye el transformador de medida y el relé de detección, con un contacto de salida de baja potencia. Este contacto está pensado para actuar sobre un interruptor automático convencional, ya sea a través de la bobina de mínima o de la bobina de emisión de tensión (shunt trip).

Transformador + relé detector + interruptor: Esta modalidad es análoga a la anterior, pero el transformador de medida es una pieza aparte del relé de detección.

Selectividad de la protección diferencial

Uno de los aspectos importantes en una instalación eléctrica es que los elementos de protección deben interrumpir el servicio sólo en las secciones o partes defectuosas, manteniendo la alimentación en las partes que no tengan ningún defecto. Para ello, se suele subdividir la instalación en partes o líneas independientes y se utiliza un relé diferencial individual para cada línea.

Aún así, para proteger las líneas que enlazan la acometida con los cuadros de distribución, se suele poner un diferencial en cabecera. Debe garantizarse, sin embargo, que el sistema tenga la suficiente selectividad para que un defecto en una línea individual no provoque el disparo del diferencial general.

Métodos para obtener selectividad

Los métodos para asegurar la selectividad en un esquema de protección, se basan generalmente en los siguientes principios:

Retardo de disparo aguas arriba

Disminución de la sensibilidad aguas arriba

Filtrado de perturbaciones aguas arriba

Combinación de los anteriores


En general, el más seguro es el retardo de disparo, ya que la distinta sensibilidad (por ejemplo, 500 mA en el general y 300 mA en los de línea) no garantiza que una corriente de fuga superior a 500 mA no pueda ocasionar el disparo del general antes que el de la línea defectuosa.

Otra de las propiedades que debe exigirse al diferencial general es que sea relativamente insensible a las perturbaciones, es decir, que tenga un filtro adecuado de las señales espurias generadas por fugas a través de capacidades parásitas durante conexión o desconexión de cargas pesadas.

Disparos intempestivos en los relés diferenciales

Determinadas perturbaciones y/o determinados vicios de instalación provocan a veces disparos intempestivos de los dispositivos de protección diferencial. Las causas principales de disparo pueden agruparse en dos grandes grupos:

Disposición de cables muy asimétrica en el transformador de medida.

Presencia de perturbaciones en la red.


La disposición muy asimétrica de cables o pletinas en un transformador de medida diferencial, causa flujos de dispersión que provocan detección de defecto, incluso en caso de que las corrientes sumen cero. Este fenómeno es más frecuente en tamaños grandes de transformadores de medida y puede solventarse con la utilización de transformadores con un diámetro más grande del necesario, procurando centrar los conductores; o puede también mejorarse con el empleo de un accesorio en forma de tubo, de hierro dulce. En cuanto al disparo por perturbaciones, podemos distinguir dos posibles causas de dichos disparos:

Perturbaciones que originan fuga transitoria.

Perturbaciones que interfieren en el sistema electrónico de detección.


El primer grupo de perturbaciones causan una corriente de fuga de corta duración a pesar de que el sistema no tiene ningún defecto permanente a tierra. Generalmente, este tipo de fugas se producen a través de los condensadores de filtro, en modo común para perturbaciones EMI o a través de las capacidades parásitas del propio sistema (cables enterrados o distribuidos a través de bandejas metálicas con recorridos largos).

El segundo grupo de causas de disparo intempestivo, es decir, los disparos producidos por interferencia del sistema electrónico de detección, se evitan utilizando relés que hayan superado las pruebas de inmunidad, según ensayos de Compatibilidad Electromagnética, exigidos por la directiva Europea 89/336 (EN-50082-1 para entorno doméstico y EN50082-2 para entorno industrial)..

Artículo gentileza de CLAS Ingeniería Eléctrica S.A. Por Milton Correa C., Gerente de Operaciones de CLAS Ingeniería Eléctrica S.A. mcorrea@clas-sa.com
Junio 2011
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Comentarios acerca de este artículo
Nicolas Sidelnikow SIDEL, C.A (19/11/2019)
Muy bueno el articulo, bien sustentado, sera posible publicar un articulo referente a protecciones con relevadores de producto y de cociente, gracias saludos
Milena Perdomo Varon Dycon ltda (11/10/2014)
Buen dia me gustaria obtener la revista en fisico si me la pueden hacer llegar a la empresa mejor la direccion es cll22 No 1H-38 Neiva (huila) colombia
jonny suministros y servicios electricos (15/10/2011)
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