RCD selectivo: dispositivo, propósito, ámbito de aplicación + esquema y detalles de conexión

Entre la variedad de dispositivos de protección, existe el RCD selectivo, que los especialistas destacan como una opción práctica y óptima para organizar la protección. ¿En qué se diferencia este tipo de dispositivo de otros del grupo relacionado?

¿Qué propiedades tiene un dispositivo selectivo y qué tan alta es su sensibilidad? Intentemos comprenderlo con una breve revisión en este sentido.

Propósito y principio de funcionamiento

Los dispositivos de relé para redes eléctricas, diseñados para proporcionar protección contra el contacto directo en zonas peligrosas, así como protección del equipo, se presentan en una variedad de diseños constructivos.

Características de los dispositivos selectivos

Una característica distintiva del dispositivo selectivo es la presencia en el circuito de una función de retardo de tiempo para la desconexión del circuito que alimenta la carga.

Normalmente, este parámetro supera el valor de 40 ms, lo que significa que los dispositivos selectivos no están diseñados para proteger contra descargas eléctricas por contacto directo.

La gama de dispositivos utilizados para la protección en la operación de redes eléctricas ofrece una amplia selección. Casi todos los tipos de RCD se pueden usar en redes monofásicas o trifásicas.

También entre las características de los aparatos selectivos cabe destacar su buena estabilidad en la reacción a picos de corriente y tensión. Gracias a esta propiedad, se elimina prácticamente por completo el riesgo de falsos disparos y, en consecuencia, de desconexiones del circuito. Sobre qué es la selectividad de los interruptores automáticos se explica detalladamente en este material.

Por lo general, en la práctica se utilizan dispositivos cuya corriente nominal está en el rango de 25-100 A. Mientras que el valor de la corriente diferencial de fuga se encuentra en el rango de 0,1-0,3 A.

Se fabrican variantes bipolares y tetrapolares del dispositivo. Cada tipo se utiliza activamente en esquemas en cascada ramificados.

Principio de funcionamiento y estructura del RCD tipo S

Las características distintivas de los dispositivos selectivos se limitan solo a las mencionadas anteriormente.

En el resto de la funcionalidad constructiva, no se observa una diferencia significativa entre los dispositivos selectivos y los dispositivos de uso general.

El principio de funcionamiento de los módulos tiene un único objetivo: evitar posibles fugas de corriente, que representan una amenaza potencial para los usuarios de diversos equipos eléctricos. Además, los DDR de tipo selectivo actúan para prevenir daños en los equipos.

El principio de funcionamiento, por consiguiente, sigue siendo estándar, aplicable a todos los dispositivos de protección del grupo DDR:

1. El diseño incluye un transformador diferencial.
2. Gracias al transformador, se realiza la comparación de las corrientes de control.
3. La diferencia se transmite al elemento sensible.
4. Si la diferencia supera el parámetro de control establecido, se produce el corte.

Ese es todo el principio de funcionamiento en términos generales. Sin embargo, cabe destacar además una característica como la dependencia de los dispositivos de la alimentación.

En la práctica se utilizan dos variantes constructivas de DDR de tipo selectivo (y también de los generales). Una de las variantes requiere una alimentación externa, mientras que la otra la excluye por completo.

Módulo tetrapolar, integrado en una red de tensión monofásica. La conexión se realiza según una solución tradicional, en la que se utiliza un interruptor automático de entrada, un contador de energía eléctrica y, a continuación, un DDR selectivo.

Es evidente que las construcciones del aparato de protección que no utilizan un circuito de alimentación externo parecen más fiables que aquellas que requieren una fuente de energía para su eficacia.

Dado que el transformador diferencial es, en esencia, el elemento principal de la construcción, a esta pieza del circuito DDR se le exigen requisitos especiales.

El núcleo magnético del transformador diferencial debe tener una característica de magnetización estrictamente lineal.

Así es aproximadamente cómo transcurren los procesos dentro del núcleo magnético de un DDR selectivo y el flujo de corrientes por los devanados de trabajo existentes. Mediante la variación de los valores de corriente de cada línea se controla el factor de fuga.

Las propiedades térmicas del núcleo magnético deben garantizar un funcionamiento de calidad en un amplio rango de temperaturas. Por ello, para la fabricación de este elemento se utiliza un material especial: hierro amorfo o similar.

Otras partes de la construcción del dispositivo DDR selectivo son los relés magnetoeléctricos sensibles, elementos de acción directa, a menudo denominados órganos de umbral.

En algunas construcciones, los relés se sustituyen por electrónica, pero el principio sigue siendo el mismo.

Modos normal y de emergencia

Durante el funcionamiento de un DDR tipo S, hasta que no se detecta la presencia de corriente de fuga (corriente diferencial), los conductores que forman el circuito eléctrico en el campo magnético del núcleo permiten el paso de corrientes de carga nominales equivalentes.

Diagrama que muestra claramente los procesos internos del módulo de tipo selectivo durante el funcionamiento del dispositivo en modo de trabajo. El nivel de sensibilidad necesario se asegura mediante su ajuste por corriente de corte.

Estas corrientes, iguales en magnitud, inducen campos magnéticos de direcciones opuestas dentro del núcleo.

Su flujo total resulta ser cero, lo que explica la ausencia de corriente en el devanado secundario del DT. Su corriente cero no afecta al elemento sensible de corte. El RCD permanece conectado.

En caso contrario, cuando se viola el esquema descrito, también se viola el equilibrio de corrientes. Como resultado, se genera una corriente de cierta magnitud en el devanado secundario del DT.

Tan pronto como este valor supere el umbral del elemento de disparo del dispositivo de protección selectivo, éste actuará. Lo que pondrá en funcionamiento el sistema de bloqueo ejecutivo: el corte de los circuitos de alimentación de la carga. El RCD se desconectará y cortará el circuito de carga.

Ámbitos de aplicación tradicionales del dispositivo

Como se señaló anteriormente, esta modificación de los dispositivos de protección no se utiliza para la protección contra el contacto directo.

La mayoría de las veces, los dispositivos se utilizan como bloqueadores en caso de posible incendio del cableado eléctrico o de mecanismos del sistema.

El contacto directo con equipos, especialmente electrodomésticos, es algo común. Sin embargo, en caso de fuga de corriente, dicho contacto puede acarrear graves consecuencias. Del contacto directo en condiciones de fuga, un RCD tipo S no protege, pero para eso existen otros tipos de dispositivos.

Estos mismos RCD se utilizan como medios de protección contra cortocircuitos en los circuitos de alimentación de costosas instalaciones/equipos/máquinas o en circuitos de alimentación de importantes sistemas tecnológicos.

Es práctica común la implementación de dispositivos de tipo selectivo en la construcción de complejos esquemas eléctricos en cascada, donde en cada derivación se utiliza una carga de diferente tipo con diferentes corrientes.

Solución esquemática en cascada para el cableado de la red eléctrica con el uso de módulos de protección de tipo selectivo. Una de las variantes comunes que se aplican en la electrificación de edificios residenciales.

Con esta configuración del sistema de ramificación eléctrica mediante dispositivos selectivos, se asegura una protección fiable para secciones individuales.

Y también cada RCD individual, en caso de accidente, proporciona la posibilidad de una identificación rápida del defecto.

Esquemas de conexión del RCD de corte selectivo

En realidad, las soluciones de circuito en este caso teóricamente no tienen características que las diferencien de la construcción de circuitos con otros tipos de dispositivos del grupo.

Otra cuestión es en qué secuencia conectar, por ejemplo, el corte selectivo y el corte por contacto directo?

Ejecución típica del dispositivo que garantiza el bloqueo de la alimentación eléctrica en caso de fuga de corriente y contacto directo. El ajuste por corriente de corte, por regla general, es de al menos 30 mA.

Si se considera el aparato de desconexión selectiva en versión única, en este caso es un elemento del circuito más simple y se monta de forma estándar:

1. Primero se instala el interruptor automático.
2. A continuación, se coloca el RCD tipo S.
3. Luego, el circuito de carga.

Mientras tanto, la protección se aplica en las más diversas modalidades de uso de las redes eléctricas.

Por ejemplo, es necesario garantizar una alta fiabilidad de funcionamiento de un motor eléctrico trifásico. ¿Cómo organizar la protección mediante un RCD de tipo selectivo en este caso?

Otra versión de ejecución, el aparato tetrapolar, es más conveniente desde el punto de vista de las posibilidades de configuración del cableado eléctrico. Con este módulo es más fácil manipular el cableado del bus de 'tierra'.

Aquí servirá con éxito un dispositivo de cuatro polos, con el cual se puede organizar un esquema de protección contra cortocircuitos (CC) de los devanados.

La conexión también se realiza mediante una inserción intermedia de RCD. Es decir, primero se conecta el automático, en segundo lugar va la protección selectiva, en tercero, el motor eléctrico.

Variante de solución esquemática con motor eléctrico. Solución simple y bastante eficaz para proteger el motor contra posibles cortocircuitos entre fases o cortocircuitos a tierra.

Un esquema monofásico para necesidades estándar, como iluminación y alimentación eléctrica, se puede construir con bastante facilidad utilizando un dispositivo bipolar y varios interruptores automáticos.

El cableado de los canales monofásicos a cada habitación individual se realiza a través de interruptores automáticos, que se alimentan con la fase proveniente del aparato de protección.

Esto es, se podría decir, una solución esquemática clásica, utilizada en la mayoría de los casos por propietarios de viviendas municipales, dueños de casas y chalets.

Variante esquemática clásica con un dispositivo de corte de protección por corriente para el cableado de varios circuitos eléctricos. Solución habitual en casas de construcciones antiguas, donde no se preveía el uso de un bus de tierra.

Los proyectos modernos de vivienda contemplan la organización de esquemas con la presencia obligatoria de un bus de puesta a tierra. Por lo tanto, para tales soluciones es característico un cambio/complemento menor del esquema de cableado.

En particular, un elemento adicional del cableado es el conductor de protección (PE), que es una parte tan indispensable como el bus de neutro.

Una solución de esquema alternativa con la misma variación sectorial de cableado y con el uso de los mismos dispositivos. Solo que en esta variante ya se utiliza una barra de conexión a tierra. Este ejemplo parece más efectivo en términos de protección.

En apartamentos, casas y chalets, los dispositivos de protección selectiva son un complemento obligatorio del cuadro eléctrico de la vivienda cuando los residentes utilizan electrodomésticos:

• lavadora;
• lavavajillas;
• cocina eléctrica potente (horno).

Además, este tipo de aparatos (selectivos) actúa, por lo general, como la segunda etapa de protección, mientras que en la primera etapa actúan los RCD de corte en caso de contacto directo.

Es decir, se produce una conexión en grupo de los dispositivos y esta es realmente una opción efectiva en términos de seguridad en la operación de las redes eléctricas domésticas.

Matices de la conexión de módulos tipo S

En realidad, los detalles son los mismos que acompañan al proceso de conexión de los dispositivos de protección estándar.

Los bornes de cada uno de los dispositivos tienen un propósito específico (fase, neutro) y se indican de manera correspondiente.

Regletas de bornes en el dispositivo de protección y designaciones para la conexión de las líneas eléctricas. También se muestra la designación del botón para realizar la operación de prueba para verificar el correcto disparo del RCD.

Durante la instalación, no se permite cambiar las posiciones de los bornes con respecto a su propósito en relación con los circuitos de alimentación.

Si se conecta la barra de neutro en lugar de la fase, esto es como mínimo una perspectiva de fallo del propio dispositivo. Confundir los dos puntos es extremadamente difícil, pero en la práctica ocurre.

Otro detalle: la configuración del módulo para el circuito eléctrico existente en términos de corte límite por corriente.

Si el diseño no proporciona opciones de ajuste por corriente, se debe seleccionar correctamente el dispositivo según las características técnicas y operativas.

Finalmente, un detalle obligatorio de la conexión es la prueba del dispositivo en modo de suministro de energía eléctrica al circuito de carga.

Esta función es simple y requiere solo una acción: la activación de un botón especial, que se designa en la carcasa/documentación como "Test".

Conclusiones y video útil sobre el tema

Una explicación en video accesible y comprensible de la selectividad de funcionamiento del dispositivo de protección:

El video demuestra la práctica de conectar un grupo de dispositivos y la acción real de los dispositivos en situaciones de emergencia:

A menudo se encuentran discusiones sobre la simplicidad de conectar un RCD a la red eléctrica de una vivienda particular. Junto con las discusiones, a menudo se recomienda hacer este trabajo por uno mismo. El motivo es conocido: el ahorro. Sin embargo, ahorrar en la propia seguridad no es la mejor opción. Por lo tanto, dichas acciones de instalación de un dispositivo de protección selectivo siempre deben ser realizadas por un electricista profesional.

¿Tiene experiencia en el uso o la conexión de RCD selectivos y puede complementar nuestro material con información interesante sobre el tema del artículo? Por favor, escriba sus comentarios y haga preguntas en el bloque que se encuentra a continuación.