9. LAND AND RIVERINE MANAGEMENT
9.1 Research Results – Survey Data and Workshops
(...)
Se cumplirá la siguiente condición: RA x Ia # U
donde:
RA es la suma de las resistencias de la toma de tierra y de los conductores de protección de masas.
Ia es la corriente que asegura el funcionamiento automático del dispositivo de protección. Cuando el dispositivo de protección es un dispositivo de corriente diferencial-residual es la corriente diferencial-residual asignada.
U es la tensión de contacto límite convencional (50, 24V u otras, según los casos). En el esquema TT, se utilizan los dispositivos de protección siguientes:
- Dispositivos de protección de corriente diferencial-residual.
- Dispositivos de protección de máxima corriente, tales como fusibles, interruptores automáticos. Estos dispositivos solamente son aplicables cuando la resistencia RA tiene un valor muy bajo. (...)
REBT. ITC-BT-03.
APÉNDICE
MEDIOS MÍNIMOS, TÉCNICOS Y HUMANOS, REQUERIDOS PARA LOS INSTALADORES AUTORIZADOS EN BAJA TENSIÓN.
2. Medios técnicos
(...)
- Equipo verificador de la sensibilidad de disparo de los interruptores diferenciales, capaz de verificar la característica intensidad - tiempo;
Generalidades
El interruptor diferencial
Cuando el sistema de protección contra los choques eléctricos está confiado a interruptores diferenciales, como es habitual cuando se emplean sistemas de distribución del tipo T-T se debe cumplir la siguiente condición:
RA x Ia # U Donde:
RA es la suma de las resistencias de la toma de tierra y de los conductores de
protección de masas.
Ia es la corriente diferencial - residual asignada del diferencial.
U es la tensión de contacto límite convencional (50, 24V u otras, según los casos). Para garantizar la seguridad de la instalación se tienen que dar dos condiciones, la primera que la tensión de contacto que se pueda presentar en la instalación en función de los diferenciales instalados sea menor que el valor límite convencional (50 V ó 24 V), y la segunda que los diferenciales funcionen correctamente.
COMPROBACIÓN DE LOS INTERRUPTORES DIFERENCIALES
La representación esquemática de un interruptor diferencial es la siguiente:
Donde:
L1, L2, L3, N Tomas de entrada para conexión del suministro eléctrico L1’, L2’, L3’, N’ Tomas de salida para conectar el suministro a la instalación Se cumplirá que la corriente diferencial IΔ:
IΔ = IL1 + IL2 + IL3 – IN
La fórmula de arriba es siempre válida, sea cual sea el tipo de carga conectada (monofásica, trifásica con/sin neutro, simétrica, no simétrica, lineal/no lineal, etc) La condición para el disparo del diferencial es:
IΔ $ IΔn donde:
IΔ Corriente diferencial, igual a la suma de corriente de fuga y de defecto. IΔn Corriente de disparo nominal del interruptor diferencial instalado.
Atendiendo al tipo (forma) de onda de la corriente de disparo, existen tres tipos básicos de diferenciales:
• Tipo AC, sensible a corriente diferencial alterna. Es el tipo más usado, ya que la mayoría de las instalaciones eléctricas de baja tensión trabajan con este tipo de corriente.
• Tipo A, sensible, además de la corriente alterna, a señales de corriente alterna rectificada o semi-rectificada, así como señales pulsantes. No son muy comunes en la práctica ya que no existen muchas instalaciones que alimenten cargas con este tipo de corriente (motores de continua, plantas de galvanización, etc).
En cuanto el tiempo de disparo de los interruptores diferenciales, existen básicamente dos tipos:
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• Tipo estándar (disparo instantáneo) • Tipo selectivo (disparo retardado)
Para asegurar un funcionamiento correcto del interruptor diferencial se deben verificar los siguientes parámetros:
• Tensión de contacto Uc • Tiempo de disparo tΔ • Corriente de disparo IΔ • Resistencia de tierra Rt
Todos los parámetros recién mencionados se deberían (aspectos ideales) llevar a cabo con clima seco, que es cuando la resistencia de tierra alcanza su valor más elevado. En cualquier caso, y siguiendo con aspectos idóneos, estos parámetros deberían ser comprobados:
• Después de cada disparo, o
• Después de cada cortocircuito en la instalación, o
• Después de fuertes descargas atmosféricas en la zona, o
• Después de realizar modificaciones en los sistemas de protección, o
• Después de variar las condiciones del terreno (cavar o hacer zanjas cerca de los electrodos de tierra, drenado del terreno alrededor de la puesta a tierra, etc.)
Tensión de contacto Uc
La tensión de contacto es la tensión que puede surgir en caso de condiciones de defecto en cualquier parte conductora accesible que pueda entrar en contacto con personas o animales.
Cuando una carga está defectuosa (aislamiento defectuoso que causa cierto nivel de fuga) se puede generar una corriente de defecto hacia tierra a través del conductor de protección. Esta corriente provoca una caída de tensión en la propia resistencia de tierra (en caso de sistemas TT) llamada tensión de contacto. Una parte de esta tensión de contacto puede estar accesible al cuerpo humano y por ello se denomina tensión de contacto.
El valor máximo de la tensión de contacto se denomina tensión límite (marcada como UL) y es normalmente 50V, aunque en algunos casos, tales como ambientes rurales, hospitales, salas de ordenadores, cuartos húmedos y mojados, etc., es tan sólo 25 V.
Tiempo de disparo
El tiempo de disparo tΔ es el tiempo que tarda el diferencial en saltar, a partir de que detecta la corriente diferencial IΔn.
Los máximos valores permitidos del tiempo de disparo son definidos por la Norma EN 61009 y la IEC 1009 y se listan en la tabla a continuación:
COMPROBACIÓN DE LOS INTERRUPTORES DIFERENCIALES
Tipo de Diferencial IΔn 2·IΔn 5·IΔn*
Estándar Tiempo máx. deinterrupción 0,3 s 0,15 s 0,04 s
Selectivo
Tiempo máx. de
interrupción 0,5 s 0,2 s 0,15 s Tiempo mínimo de no
funcionamiento 0,13 s 0,06 s 0,05 s
*Se debe usar una corriente de prueba de 0,25A en vez de 5·IΔn en caso de corrientes diferenciales nominales IΔn # 30 mA.
Corriente de disparo
Es la corriente diferencial más baja IΔ que provoca el disparo del diferencial. El rango de valores de corriente de disparo permitido lo establece la Norma UNE- EN-61009 y depende del tipo de interruptor diferencial (AC ó A) tal y como se describe a continuación:
Tipo de Diferencial Intensidad de disparo Margen permitido
Tipo AC IΔ (de 0,5 a 1) × IΔn
Tipo A IΔ (de 0,35 a 1,4) × IΔn
Método de medición
La comprobación de diferenciales requiere de un aparato capaz de inyectar a través del diferencial bajo prueba una corriente de fugas especificada y conocida que según su valor deberá hacer disparar al diferencial. Para hacer la prueba el comprobador se conecta en cualquier base de enchufe aguas abajo del diferencial en ensayo, estando la instalación en servicio. Además cuando dispare el diferencial el comprobador debe ser capaz de medir el tiempo que tardó en disparar desde el instante en que se inyectó la intensidad de fugas.
Normalmente estos equipos inyectan una corriente senoidal, pero para comprobar algunos diferenciales especiales a veces es necesario también que sean capaces de inyectar corriente alterna rectificada de media onda o una corriente continua.
No existe referencia en la normativa actual de cómo deben realizarse estas pruebas. Mientras tanto, se puede utilizar normas de referencia sobre interruptores diferenciales como las UNE-EN 61008 y 61009 para establecer un procedimiento de verificación del interruptor diferencial.
Las pruebas habituales para comprobar el funcionamiento de un diferencial del tipo estándar son las siguientes:
• Se inyecta una intensidad mitad de la intensidad diferencial residual asignada, con un ángulo de fase de corriente respecto de la onda de tensión de 0º, y el
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diferencial no debe disparar.
• Se repite la prueba anterior con un ángulo de fase de 180º y el diferencial no debe disparar.
• Se inyecta una intensidad igual la intensidad diferencial residual asignada, con un ángulo de fase de corriente respecto de la onda de tensión de 0º, y el diferencial debe disparar en menos de 200 ms.
• Se repite la prueba anterior con un ángulo de fase de 180º y el diferencial debe disparar en menos de 200 ms.
• Se inyecta una intensidad igual al doble de la intensidad diferencial residual asignada, con un ángulo de fase de corriente respecto de la onda de tensión de 0º, y el diferencial debe disparar en menos de 150 ms.
• Se repite la prueba anterior con un ángulo de fase de 180º y el diferencial debe disparar en menos de 150 ms.
• Se inyecta una intensidad igual a cinco veces la intensidad diferencial residual asignada, con un ángulo de fase de corriente respecto de la onda de tensión de 0º, y el diferencial debe disparar en menos de 40 ms.
• Se repite la prueba anterior con un ángulo de fase de 180º y el diferencial debe disparar en menos de 40 ms.
Para los diferenciales selectivos del tipo S las pruebas tienen los límites de aceptación indicados en la tabla anterior y se deben probar a 2·IΔn forzosamente, transcurriendo al menos 30 segundos entre prueba y prueba para que descargen la energía acumulada.
Existen multitester que llevan a cabo estos pasos de verificación de forma automática, de manera que una vez lanzada la prueba, el usuario sólo tiene que ir rearmando el interruptor diferencial en los casos en que la prueba lo dispare; el comprobador detectará el rearme del diferencial y proseguirá automáticamente con el siguiente paso de la siguiente prueba.
Cabe mencionar que los interruptores diferenciales actuales tienen un comportamiento mucho mejor que el establecido por esta norma. En muchas ocasiones, el tiempo de disparo del diferencial para la corriente nominal de prueba ya es inferior a 40 ms (prescripción para una corriente diferencial cinco veces superior a la nominal). Por esta razón, en la práctica las verificaciones se limitan a la prueba con la corriente nominal.
Finalmente, se requiere que el interruptor sea comprobado mecánicamente forzando su disparo con el botón de Test que para tal efecto viene instalado en su frontal. Se recomienda que esta prueba mecánica se realice, al menos, de forma mensual.
Medida de la tensión de contacto
La medición de la tensión de contacto se suele realizar utilizando una corriente de prueba de IΔn/2 a IΔn/3, por ello el interruptor diferencial no salta durante la prueba (siempre y cuando tanto el diferencial, como las cargas y la propia instalación estén en buenas condiciones).
Los multitester ofrecen dos métodos de medida:
COMPROBACIÓN DE LOS INTERRUPTORES DIFERENCIALES
• Sin utilizar pica auxiliar
• Utilizando pica auxiliar (más exacto)
a) Medición de la tensión de contacto sin usar pica auxiliar
El principio de medición se muestra en las dos figuras a continuación.
El instrumento de medida actúa como una carga defectuosa conectada a la instalación, generando una corriente de defecto entre fase y tierra a través del conductor de protección. La corriente de la prueba circula generando el siguiente bucle:
terminal de tierra del instrumento – toma de corriente – conductor de protección – – terreno – pica del transformador – secundario del transformador –
– conductor de línea – instrumento de medida
La resistencia de tierra es muy superior con respecto al resto de las partes del bucle creado, por lo que la mayoría de la tensión de contacto se concentra en dicha resistencia de tierra. Dicha tensión en la resistencia de tierra es medida por el instrumento y la muestra como la tensión de contacto.
Este método proporciona resultados bastante exactos, especialmente en sistemas TT, además de resultar realmente práctico al no tener que clavar ninguna pica auxiliar en el terreno. Sin embargo si se desean resultados totalmente exactos se recomienda utilizar el método con pica auxiliar descrito a continuación.
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La tensión de contacto límite se calcula con la medida de la impedancia de bucle efectuada, Rs, e IΔn del diferencial medido:
UL = Rs x IΔn
b) Medición de la tensión de contacto usando una pica auxiliar
El principio de medición se muestra en las dos figuras a continuación.
El conexionado del aparato de medida:
La medida que efectúa el aparato es la de Rt y con ella calcula la tensión de contacto límite:
UL = Rt x IΔn
Medición del tiempo de disparo
El diagrama del circuito de medición es el mismo que para la tensión de contacto pero las corrientes de prueba son ½·IΔn, IΔn, 2·IΔn ó 5·IΔn.
Por motivos de seguridad el instrumento mide primero la tensión de contacto (avisando en caso de un valor demasiado elevado) antes del tiempo de disparo.
Medición de la corriente de disparo
El diagrama del circuito de medición es el mismo que para la tensión de contacto.
COMPROBACIÓN DE LOS INTERRUPTORES DIFERENCIALES
El instrumento de medida envía inicialmente una corriente de 0,5·IΔn o inferior, e incremente posteriormente dicha corriente hasta que salta el diferencial, o en caso de no producirse el disparo, hasta 1,1·IΔn.
La forma de medida puede variar en función del fabricante del instrumento de medida, así como el número total de pasos también puede ser distinto. En cualquier caso, el principio de medición es siempre el mismo.
Análisis de resultados
Tensión de contacto
• En caso de obtener una tensión de contacto elevada se debe comprobar la resistencia de tierra.
• Si el diferencial salta durante la prueba es prácticamente seguro que se deba a que ya exista una determinada corriente de fuga, que sumada a la generada por el instrumento provoca el disparo. En este caso se debe localizar la carga que genera dicha fuga y desconectarla de la instalación.
Tiempo de disparo
• En caso de que el tiempo de disparo esté fuera de los límites establecidos por la norma, se deberá sustituir el interruptor diferencial, ya que el tiempo de disparo depende únicamente del propio diferencial.
Corriente de disparo
• Si la corriente de disparo está fuera de los límites permitidos se deberá comprobar el estado del diferencial, así como de la propia instalación y cargas que cuelguen de dicho diferencial.
• Si el resultado es una corriente de disparo muy baja con respecto de la corriente nominal de disparo del diferencial, es bastante posible que se deba a que exista una corriente de fuga ajena a la provocada por el propio instrumento de medida.
¡PRECAUCIÓN!
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