Particularidades de la conexión de disyuntores y diferenciales en el cuadro: esquemas + reglas de instalación

La conexión correcta del cableado eléctrico en la casa depende del confort de todos sus habitantes y del funcionamiento ininterrumpido de los electrodomésticos. ¿Está de acuerdo? Para proteger los electrodomésticos en la casa de las consecuencias de sobretensiones o cortocircuitos, y a los habitantes de los peligros relacionados con la corriente eléctrica, es necesario incluir dispositivos de protección en el esquema.

Además, es necesario cumplir con el requisito principal: la conexión de RCD e interruptores automáticos en el cuadro debe realizarse correctamente. Igualmente importante es no equivocarse en la selección de estos dispositivos. Pero no se preocupe, le explicaremos cómo hacerlo correctamente.

En este artículo hablaremos sobre los parámetros para seleccionar un RCD. Además, encontrará las características, reglas para conectar interruptores automáticos y RCD, así como muchos esquemas útiles de conexión. Y los videos incluidos en el material le ayudarán a implementar todo en la práctica incluso sin la ayuda de especialistas, si tiene al menos un poco de conocimiento en electricidad.

Principios básicos de la conexión

Para conectar un RCD en el cuadro se necesitan dos conductores. Por el primero, la corriente llega a la carga, y por el segundo, sale del consumidor por el circuito externo.

Tan pronto como ocurre una fuga de corriente, aparece una diferencia entre sus magnitudes en la entrada y la salida. Cuando el resultado supera el valor establecido, el RCD actúa en modo de emergencia, protegiendo así toda la línea del apartamento.

Los dispositivos de protección diferencial se ven afectados negativamente por los cortocircuitos (CC) y las fluctuaciones de tensión, por lo que ellos mismos necesitan protección. El problema se soluciona incluyendo interruptores automáticos en el esquema.

El RCD contiene un núcleo anular con dos devanados. Desde el punto de vista de sus características eléctricas y físicas, los devanados son idénticos.

La corriente que alimenta los electrodomésticos pasa a través de uno de los devanados del núcleo en una dirección. Tiene la otra dirección en el segundo devanado después de pasar a través de ellos.

La realización independiente de trabajos de instalación de dispositivos de protección implica el uso de esquemas. Tanto los RCD modulares como los interruptores automáticos para ellos se instalan en el cuadro.

Antes de comenzar la instalación, es necesario resolver las siguientes preguntas:

• cuántos RCD deben instalarse;
• dónde deben ubicarse en el esquema;
• cómo conectarlos para que el RCD funcione correctamente.

La regla de la instalación eléctrica establece que todas las conexiones en la red monofásica deben ingresar a los dispositivos conectados de arriba hacia abajo.

Los electricistas profesionales explican que si se conectan desde abajo, el rendimiento de la gran mayoría de los interruptores automáticos se reducirá en una cuarta parte. Además, el técnico que trabaja en el cuadro eléctrico no tendrá que analizar adicionalmente el esquema.

Los RCD diseñados para instalarse en líneas individuales y de bajo amperaje no deben montarse en la red general. Si no se cumple esta regla, aumentará tanto la probabilidad de fugas como la de cortocircuitos.

Selección del RCD según los parámetros principales

Todos los matices técnicos relacionados con la selección de RCD solo los conocen los instaladores profesionales. Por esta razón, los especialistas deben realizar la selección de los dispositivos ya durante el desarrollo del proyecto.

Criterio #1. Matices de la selección del aparato

Al seleccionar un aparato, el criterio principal es la corriente nominal que circula a través de él en regímenes de trabajo prolongados.

Según el parámetro estable —la fuga de corriente—, existen dos clases principales de RCD: «A» y «AC». Los aparatos de la última categoría son más fiables.

El valor de In se encuentra en un rango de 6-125 A. La corriente diferencial IΔn es la segunda característica más importante. Es un valor fijo al alcanzar el cual se dispara el RCD. Al seleccionarlo dentro de la serie: 10, 30, 100, 300, 500 mA, 1 A, tienen prioridad los requisitos de seguridad.

También influye en la selección el objetivo de la instalación. Para garantizar el funcionamiento seguro de un solo aparato, se toma como referencia el valor de la corriente nominal con un pequeño margen. Si se necesita protección para toda la casa o para un apartamento, se suman todas las cargas.

Criterio #2. Tipos existentes de RCD

También se deben distinguir los RCD por tipos. Solo hay dos: electromecánicos y electrónicos. El elemento de trabajo principal del primero es un núcleo magnético con devanado. Su acción consiste en comparar los valores de la corriente que va a la red y la que regresa.

El aparato del segundo tipo también tiene esta función, pero la realiza una placa electrónica. Funciona únicamente cuando hay tensión. Por eso, el dispositivo electromecánico protege mejor.

El aparato de tipo electromecánico tiene un transformador diferencial + relé, mientras que el RCD de tipo electrónico tiene una placa electrónica. En esto radica la diferencia entre ellos.

En una situación en la que el usuario toque accidentalmente el cable de fase y la placa esté desenergizada, si se instala un RCD electrónico, la persona quedará bajo tensión. En ese caso, el dispositivo de protección no se disparará, mientras que el electromecánico seguirá siendo funcional en tales condiciones.

Los detalles de la selección del RCD se describen en este material.

Instalación de RCD e interruptores automáticos en el cuadro

El cuadro eléctrico, donde se encuentran los dispositivos de medición y distribución de carga, suele ser también el lugar para el montaje del interruptor diferencial (ID). Independientemente del esquema elegido, existen reglas obligatorias a seguir durante la conexión.

Reglas principales de la conexión

Junto con el dispositivo de desconexión automática, en el cuadro también se instalan interruptores automáticos. Todo lo que se necesita para ello es un mínimo de herramientas y un esquema adecuado.

El conjunto estándar debe constar de:

• un juego de destornilladores;
• alicates;
• cortadores laterales;
• un comprobador;
• llaves de tubo;
• tubo aislante.

Además, para el montaje se necesitará cable VVG de diferentes colores, seleccionado según su sección de acuerdo con las corrientes. Con un tubo aislante de PVC se realiza el marcado de los conductores.

Cuando en el carril DIN presente en el cuadro hay espacio, se monta en él el dispositivo de protección diferencial. En caso contrario, se instala un carril adicional.

El principio clave del montaje es el siguiente: el contacto del conductor neutro después del ID ni con el neutro de entrada ni con la tierra es inadmisible, por lo tanto se aísla de manera similar a los otros conductores.

En serie con el ID es necesario incluir un interruptor automático de protección. Esta es también una de las reglas más importantes.

Cuando la protección de toda la vivienda se realiza con un solo ID, se utiliza un esquema que incluye varios interruptores automáticos.

Para evitar la presencia de cables adicionales en el cuadro, lo que no resulta muy estético, para conectar un haz de conductores se utiliza una barra de peine (barra de distribución).

En el proyecto se incluye, además de los interruptores automáticos adicionales (IA), otro componente: el aislador de la barra de neutro. Se monta en el cuerpo del cuadro o en el carril DIN.

Se introduce esta adición debido a que, con un gran número de conductores neutros conectados al borne de salida del dispositivo de desconexión, simplemente no caben en una sola abrazadera. La barra de neutro aislada es la mejor solución en esta situación.

A veces, los electricistas, para colocar todo el haz de cables neutros en el alvéolo, deciden limar los conductores de un cable unipolar. En el caso de que el cable sea multipolar, se eliminan varios conductores.

Es mejor no utilizar esta opción, ya que debido a la reducción de la sección de los conductores aumentará la resistencia y, por consiguiente, aumentará el calentamiento.

Tanto el número de orificios de montaje como su diámetro pueden ser diferentes. La barra de tierra se fija directamente al cuerpo.

Los cables neutros en un solo trenzado son una molestia adicional al identificar daños en la línea, así como cuando es necesario desmontar uno de los cables. Aquí no se puede evitar desenroscar la abrazadera, desenrollar el haz, lo que inevitablemente provocará la aparición de grietas en los conductores.

No se pueden montar dos cables simultáneamente en un mismo alvéolo. Las entradas de los interruptores automáticos de protección se conectan con puentes. Como estos últimos, en instalaciones profesionales se utilizan barras de conexión especiales llamadas «peine».

Características de los esquemas de conexión

La elección del esquema implica tener en cuenta las particularidades de la red eléctrica específica. Entre las numerosas opciones, solo hay dos esquemas que se utilizan para conectar interruptores automáticos y RCD en el cuadro eléctrico, y se consideran los principales.

El esquema más simple de montaje de interruptores automáticos y del dispositivo de protección. Se puede aplicar para conectar una o varias cargas conectadas en paralelo.

En el primer y más simple método, cuando un solo interruptor diferencial protege toda la red eléctrica, se esconden inconvenientes. El principal son las dificultades para identificar la ubicación específica de la falla.

El segundo: si ocurre alguna falla en el funcionamiento del interruptor diferencial, todo el sistema quedará fuera de servicio. El dispositivo de protección se coloca inmediatamente después del contador.

El siguiente método requiere la presencia de estos dispositivos en cada línea individual. Si ocurre una falla en una de ellas, todas las demás permanecerán operativas. Para implementar este esquema se necesita un cuadro eléctrico más grande y mayores costos económicos.

Detalles sobre el esquema simple

Consideremos la conexión de un interruptor diferencial con interruptores automáticos en un cuadro simple de vivienda. En la entrada hay un interruptor automático bipolar de encendido. A él está conectado un interruptor diferencial bipolar, y a este dos interruptores automáticos unipolares.

A la salida de cada uno de ellos está conectada una carga. En principio, el RCD se introduce en el esquema de la misma manera que el interruptor automático.

En la carcasa del interruptor diferencial hay un botón «Test». Está destinado a probar su funcionamiento. Los fabricantes recomiendan usar este botón al menos una vez al mes y verificar el funcionamiento del propio dispositivo.

La fase que llega al interruptor automático de entrada entra a la entrada del interruptor diferencial con salida a los automáticos. La salida neutra del interruptor automático va a la barra de neutro, y desde allí a la entrada del aparato.

Desde su salida, el conductor neutro se dirige a la segunda barra de neutro. En la existencia de esta segunda barra radica un matiz especial, sin conocer el cual es imposible lograr el funcionamiento normal del esquema.

Durante su funcionamiento, el interruptor diferencial controla tanto la tensión de entrada como la de salida — tanto ingresa en la entrada, tanto debe haber en la salida.

Si se rompe el equilibrio y en la salida es mayor en el valor de ajuste al que está configurado el interruptor diferencial, se produce su disparo y la desconexión automática de la alimentación. De este proceso se encarga precisamente la barra de neutro.

En los esquemas eléctricos donde no está previsto el montaje de un dispositivo de protección diferencial, solo hay un neutro común.

En los esquemas con interruptor diferencial, el panorama es diferente — aquí ya hay varios neutros. Al usar un solo dispositivo, hay dos: el común y aquel con respecto al cual funciona el aparato de protección.

Si se conectan dos interruptores diferenciales, hay tres barras de neutro. Se designan con índices: N1, N2, N3, etc. En general, siempre hay un neutro más que dispositivos de protección diferencial. Uno de ellos es el principal, y todos los demás están vinculados directamente al interruptor diferencial.

Designación de colores de los cables eléctricos según las reglas establecidas por el PUE. Debe estudiar este marcado antes de comenzar a instalar los dispositivos de protección.

Si no se va a conectar todo el equipo a través del interruptor diferencial, el neutro se toma del bus común. En este caso, el dispositivo de protección diferencial se excluye del circuito.

Al agregar un interruptor automático unipolar que funciona desde el interruptor diferencial, la fase se toma desde la salida de este último y se aplica a la entrada del interruptor automático. Desde la salida del interruptor, el conductor se conecta a un contacto de la carga. El neutro se lleva al segundo terminal. Proviene del bus neutro creado por el interruptor diferencial.

En el cuadro hay otro elemento: el bus de tierra de protección. Sin él, el funcionamiento correcto del interruptor diferencial es imposible.

La red trifilar solo existe en las casas nuevas. En ella están presentes obligatoriamente la fase neutra y la toma de tierra. En las casas construidas hace tiempo, solo hay fase y neutro. En estas condiciones, el interruptor diferencial también funcionará, pero de manera ligeramente diferente a como lo hace en una red trifásica.

Como solución, la toma de tierra se lleva mediante un tercer conductor a los enchufes y luego al techo, al lugar donde se conectan las lámparas. A los interruptores no se les suministra 'tierra'.

Variante de conexión de interruptores automáticos sin RCD

Hay casos en los que uno de los interruptores automáticos debe conectarse sin pasar por el dispositivo de protección diferencial. La alimentación se conecta no desde la salida del interruptor diferencial, sino desde su entrada, es decir, directamente desde el interruptor automático. La fase se aplica a la entrada y desde la salida se conecta al terminal izquierdo de la carga.

El neutro se toma del bus neutro común (N). Si ocurre una avería en la sección controlada por el interruptor diferencial, este se desconectará del circuito y la segunda carga no quedará sin suministro.

RCD en una red trifásica

En una red de este tipo se incluye un interruptor diferencial trifásico especial con ocho contactos, o tres monofásicos.

El esquema de conexión del interruptor diferencial se coloca en su cuerpo. Los cables que salen de los bornes de salida se conducen a la red de distribución del apartamento.

El principio de conexión es completamente idéntico. Se instala según el esquema. Las fases A, B y C suministran alimentación a las cargas diseñadas para 380 V. Si se considera cada fase por separado, junto con el cable N (0), proporciona alimentación a una serie de consumidores monofásicos de 220 V.

Los fabricantes producen dispositivos de protección diferencial trifásicos adaptados a corrientes de fuga elevadas. Protegen el cableado eléctrico solo contra incendios.

En la foto hay dos esquemas: el dispositivo de protección diferencial en una red monofásica y trifásica del sistema TN-C-S. Esto significa que el cable neutro se divide en conductor de trabajo y de protección.

Con el objetivo de proteger a las personas del efecto de la corriente eléctrica, en las ramas de salida se instalan interruptores diferenciales monofásicos bipolares ajustados a una corriente de fuga en el rango de 10-30 mA. Para protegerlos, se coloca un interruptor automático antes de cada uno. En el esquema después del interruptor diferencial, no se debe conectar el neutro de trabajo y la toma de tierra.

RCD e interruptores automáticos en un cuadro trifásico

Analicemos en detalle un esquema no del todo estándar, montado en un cuadro de distribución trifásico.

En él se encuentran:

• interruptores automáticos de entrada trifásicos — 3 uds.;
• dispositivo de protección diferencial trifásico — 1 ud.;
• dispositivos diferenciales monofásicos — 2 uds.;
• interruptores automáticos monofásicos unipolares — 4 uds.

Desde el primer interruptor automático de entrada, la tensión llega al segundo interruptor trifásico a través de los bornes superiores. Desde aquí, una fase va al primer dispositivo diferencial monofásico, y la segunda al siguiente.

La tensión del segundo interruptor automático de entrada llega al dispositivo diferencial trifásico, en cuyos bornes inferiores está conectada la carga trifásica. Este dispositivo de protección protege contra corrientes de fuga, y el segundo interruptor de entrada protege contra cortocircuitos.

Los dispositivos diferenciales monofásicos instalados en el cuadro son bipolares, y los interruptores automáticos son unipolares. Para el correcto funcionamiento del dispositivo de protección, es necesario que los neutros de trabajo después de él no se conecten en ningún otro lugar. Por lo tanto, después de cada diferencial se ha instalado una barra de neutro.

Cuando los interruptores automáticos no son unipolares sino bipolares, no será necesario instalar una barra de neutro separada. Si se unen dos barras de neutro, se producirán disparos falsos.

Cada uno de los diferenciales unipolares está diseñado para dos interruptores automáticos (1-3, 2-4). La carga está conectada a los bornes inferiores de los interruptores automáticos.

La barra de tierra general está instalada por separado. En el interruptor automático de entrada entran tres fases: L1, L2, L3 y el conductor neutro de trabajo.

El neutro está conectado al neutro general, y desde allí va a todos los diferenciales. Luego va a la carga: desde el primer aparato a la carga trifásica, y desde los siguientes monofásicos, cada uno a su propia barra.

En una red trifásica, las magnitudes eléctricas son vectoriales, por lo que su valor total se determina no por suma algebraica, sino por suma vectorial de estas magnitudes.

Aunque en este cuadro de distribución la entrada es trifásica, no se ha realizado la separación del conductor en PEN y PE, ya que la entrada es de cinco conductores. Al cuadro llegan tres fases, neutro y tierra.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Los matices de la instalación de todos los elementos en el cuadro del apartamento:

Detalles del montaje del diferencial:

Los diferenciales y los interruptores automáticos son equipos técnicamente complejos. Es conveniente instalarlos en lugares donde la corriente eléctrica pueda suponer una amenaza tanto para la seguridad de las personas como para los electrodomésticos.

Su montaje implica tener en cuenta muchos parámetros, por lo que tanto el cálculo como la instalación es mejor que los realicen especialistas cualificados.

Si tiene experiencia en el montaje independiente de diferenciales, por favor, compártala con nuestros lectores. Cuente a qué aspectos se debe prestar especial atención. Deje sus comentarios, haga preguntas en el bloque debajo del artículo.