Los interruptores automáticos de corriente residual (RCD) son interruptores de corriente de defecto eléctricos que responden a las corrientes residuales (corrientes diferenciales). Las corrientes de fuga se definen como corrientes de defecto que fluyen entre los conductores de la red y "tierra". Dependiendo de la magnitud de la corriente diferencial, un circuito con un RCD puede evitar que una persona sea golpeada por la electricidad o evitar que se produzca un incendio debido a fallos en el cableado.
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Diagramas de cableado para RCDs en redes monofásicas
La industria produce dispositivos de corriente residual diseñados para funcionar en una red monofásica o trifásica. Los aparatos monofásicos tienen 2 polos, los trifásicos tienen 4 polos. A diferencia de los disyuntores, los conductores neutros deben conectarse a los dispositivos de desconexión además de los conductores de fase. Los terminales a los que se conectan los conductores neutros se designan con la letra latina N.
Para proteger a las personas de las descargas eléctricas, lo más habitual es utilizar dispositivos de corriente residual con una corriente de fuga de 30 mA. En las habitaciones húmedas, los sótanos y las habitaciones de los niños, se utilizan aparatos ajustados a 10 mA. Los dispositivos de conmutación diseñados para prevenir incendios tienen un umbral de disparo de 100 mA y superior.
Además del umbral de disparo, el dispositivo de protección se caracteriza por su capacidad nominal de conmutación. Este término se refiere a la corriente máxima que el dispositivo de disparo puede soportar durante un período de tiempo ilimitado.
Un requisito importante para el funcionamiento fiable de la protección contra corrientes residuales es la puesta a tierra de los recintos metálicos de los aparatos eléctricos. La puesta a tierra del TN puede realizarse con un cable separado o a través del contacto de puesta a tierra de la toma de corriente.
En la práctica, hay dos formas de incorporar los RCD a un circuito eléctrico:
- Esquema de conexión del RCD con protección individual;
- Un circuito de protección colectiva para los consumidores.
El primer método es el más utilizado para proteger a los consumidores de alta potencia. Puede aplicarse a cocinas eléctricas, lavadoras, aires acondicionados, calderas eléctricas o calentadores de agua.
La protección individual implica la conexión simultánea de un RCD y un disyuntor, el circuito es una conexión en serie de dos dispositivos de protección. Pueden colocarse en una caja separada en las inmediaciones del aparato eléctrico. La selección del dispositivo de disparo se basa en la corriente nominal y diferencial. Lo mejor es que el poder de corte nominal del dispositivo de protección sea un paso superior al del interruptor automático.
En la protección de grupo, se conecta al RCD un grupo de interruptores que alimentan diferentes cargas. En este caso, los interruptores automáticos se conectan a la salida del interruptor diferencial. El circuito de grupo RCD reduce los costes y ahorra espacio en los cuadros de distribución.
En una red monofásica, la conexión de un RCD para varios consumidores requiere el cálculo de la corriente nominal del dispositivo de protección. Su capacidad de carga debe ser igual o superior a la suma de las capacidades de los interruptores conectados. La elección del umbral de disparo de la protección diferencial viene determinada por la aplicación y la categoría de riesgo de los locales. El dispositivo de protección puede conectarse en un cuadro de escalera o en un cuadro de distribución dentro de la vivienda.
El cableado de los RCD y los disyuntores en un piso, individualmente o en grupos, debe cumplir con los requisitos del Código de Instalaciones Eléctricas. La normativa establece explícitamente que las instalaciones eléctricas protegidas por DDR deben estar conectadas a tierra. No hacerlo es una infracción grave y puede tener consecuencias negativas.
Diagramas de cableado para RCDs en sistemas trifásicos
Las viviendas urbanas se abastecen generalmente de electricidad en un sistema monofásico de tres hilos. En el apartado anterior se ha explicado cómo conectar un RCD en un piso.
Las casas de campo y las viviendas suelen consumir mucha más electricidad. Suelen estar conectados a una red eléctrica trifásica. En una casa de campo se pueden utilizar calderas eléctricas y grandes calentadores de agua. A menudo se instalan talleres en las dependencias y se equipan con máquinas para diversos fines.
Muchas cargas de alta potencia están diseñadas para 380V. Deben estar provistos de cinco conductores: tres conductores de fase, un conductor neutro y un conductor de tierra de protección. En muchas zonas, hay redes obsoletas de cuatro hilos que no tienen un conductor de tierra separado. En este caso, para utilizar un RCD trifásico, el propietario tiene que hacer el circuito de puesta a tierra y colocar la red de tierra él mismo.
Si se conecta a tierra, la instalación de un RCD en un sistema trifásico no difiere de la conexión de un dispositivo de protección a tierra monofásico. Los esquemas eléctricos y los criterios de selección de los dispositivos de protección siguen siendo los mismos.
En el caso de una carga trifásica alimentada con 380 V, la corriente nominal puede calcularse según la fórmula:
I = P / 1,73 U,
donde I es la corriente nominal; P es la potencia de carga trifásica; U es la tensión de alimentación trifásica.
Errores de conexión del RCD
Los electricistas principiantes y los aficionados al bricolaje a menudo no saben cómo cablear correctamente los RCD y los disyuntores. Al conectar los dispositivos de corriente diferencial deben respetarse estrictamente las siguientes reglas:
- Los RCD deben conectarse en serie con los interruptores automáticos;
- Los equipos eléctricos a proteger deben estar conectados a tierra.
A pesar de la sencillez de las normas, es habitual que se repitan los errores. Muchos artesanos creen que los dispositivos de desconexión deben activarse cuando una persona toca partes del equipo eléctrico con tensión como resultado de un fallo de aislamiento. Esto es un error. La protección no debe dispararse cuando una persona la toca, sino cuando se produce un fallo de aislamiento. Por eso se utiliza la toma de tierra de protección junto con un RCD.
Un segundo error común y peligroso es el uso de la "toma de tierra". En este caso, el conductor neutro se conecta al cuerpo del equipo eléctrico a proteger. Esta disposición es peligrosa porque si el conductor neutro se rompe, existe la posibilidad de que aparezca una fase en el equipo a proteger.
Otro error común es conectar los conductores neutros alimentados por diferentes dispositivos de protección. Una conexión de este tipo provoca necesariamente corrientes de fuga y la activación de los dispositivos de protección.
Instalación de un RCD
Los RCD y los disyuntores automáticos rara vez son difíciles de instalar. Los modernos dispositivos de protección están disponibles en cajas modulares estándar y se montan en un carril DIN. Para el montaje en carril, están equipados con un cómodo cierre a presión. Para la conexión de los conductores, están equipados con terminales de tornillo o abrazaderas de muelle que permiten una instalación sin tornillos.
Los fabricantes ofrecen cuadros de distribución de carril DIN para su instalación en interiores y exteriores. Estos dispositivos tienen una apariencia estética y permiten una rápida instalación en un piso urbano y en una casa particular.
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