Dispositivo de protección contra incendios: recomendaciones para la selección, reglas y esquemas de instalación

Según las normas de diseño de instalaciones eléctricas y las regulaciones de seguridad contra incendios, la red eléctrica en la entrada de un apartamento o casa de campo debe contar con un dispositivo de protección diferencial contra incendios. Este es un interruptor diferencial común, pero con un valor de corriente de fuga más alto que los dispositivos clásicos de protección contra descargas eléctricas.

Al seleccionar un equipo de este tipo, destinado a prevenir incendios, se deben cumplir varias condiciones. Su instalación también implica cumplir con requisitos específicos de instalación eléctrica.

Analicemos las particularidades del funcionamiento de este dispositivo, su ámbito de aplicación y las características clave que se deben tener en cuenta al elegir este equipo.

Funciones generales del interruptor diferencial

En las redes eléctricas domésticas e industriales se utilizan varios tipos de dispositivos de protección destinados a prevenir incendios y descargas eléctricas a las personas. Todos están diseñados para activarse en caso de fallos en las instalaciones eléctricas o rotura del aislamiento del cableado.

El principio de funcionamiento, los elementos internos y las características controladas son diferentes. Sin embargo, la tarea es siempre la misma: ante cualquier problema, cortar rápidamente el circuito de alimentación.

No se debe confundir el dispositivo de protección diferencial con el disyuntor diferencial, su dispositivo y funcionalidad son diferentes. El primero controla exclusivamente la aparición de corriente de fuga, mientras que el segundo también está diseñado para activarse en caso de cortocircuitos y sobrecargas en la red.

El dispositivo de protección diferencial (interruptor diferencial) es un aparato eléctrico que interrumpe la línea de alimentación cuando aparece una corriente de fuga elevada. Esta última se produce cuando se rompe la capa aislante en diversos calentadores eléctricos térmicos y cables.

Si en ese momento una persona toca el cuerpo del equipo averiado, la corriente eléctrica pasará a través de ella hacia tierra. Esto puede provocar lesiones graves. Para evitar esto, se instala en el circuito un dispositivo de protección diferencial (interruptor automático de corriente diferencial).

El dispositivo de protección diferencial normal y el contra incendios constan de:

• cuerpo;
• transformador con tres devanados;
• relé de fuerza electromotriz.

En estado normal de funcionamiento, la corriente eléctrica que pasa a través de los devanados del transformador genera flujos magnéticos con diferentes polos. Además, al sumarlos se obtiene un cero neto. El relé en ese estado se encuentra cerrado y permite el paso de la corriente.

Pero cuando aparece una fuga, el equilibrio en los devanados se rompe. El interruptor automático en cuestión reacciona a esto, abriendo el circuito. Como resultado, el voltaje en la red desaparece: el aparato eléctrico averiado queda desenergizado y la persona ya no corre peligro. La activación del RCD se produce literalmente en unos pocos milisegundos.

El equipo eléctrico se convierte en fuente de incendio cuando:

• cortocircuitos;
• sobrecargas en la red y/o en la propia instalación eléctrica;
• fugas anormales relacionadas con la degradación del aislamiento.

En los dos primeros casos, la desconexión de protección se realiza mediante un disyuntor diferencial (con un disparador térmico electromagnético) o mediante la fusión de un fusible. Para la tercera situación, precisamente existe el interruptor diferencial (RCD) considerado, que opera por corriente diferencial. También hay dispositivos especiales de control de aislamiento, pero son caros y rara vez se instalan en cuadros eléctricos de apartamentos o viviendas.

¿Cómo puede el dispositivo de protección diferencial prevenir un incendio?

En las lesiones eléctricas, no se generan chispas que puedan provocar un incendio. Pero aún así puede ocurrir un incendio cuando aparece una corriente de fuga. Esto se debe al cableado y a la corriente eléctrica que circula por los cables. Originalmente, los conductores están diseñados para valores de voltaje estrictamente determinados. Si estos parámetros superan las normas de diseño, no falta mucho para que aparezca fuego abierto.

Si a través del aislamiento dañado comienza una fuga intensa de corriente eléctrica, el metal de los cables, no diseñado para ello, comienza a calentarse demasiado, lo que provoca la fusión de la cubierta aislante y el calentamiento de los objetos circundantes.

La función del RCD contra incendios es controlar esta situación y evitar el sobrecalentamiento del cableado. Si el aislamiento se daña y se produce una corriente de fuga, el dispositivo de protección simplemente desconecta la línea problemática de la red. Si hay un interruptor diferencial en el circuito, no se llega a un sobrecalentamiento excesivo del metal de los conductores ni a la aparición de fuego.

Una corriente de fuga de entre 300 y 500 mA a un voltaje de 220 V equivale al calor generado por un encendedor doméstico encendido. Esta disipación de calor provoca inevitablemente la ignición del cableado y de todo lo que está cerca.

La función principal de la clase de RCD considerada no es la protección de las personas, sino la mejora de la seguridad contra incendios. Para evitar descargas eléctricas, después de los dispositivos de protección contra incendios se colocan en el circuito dispositivos comunes de menor valor nominal de corriente de fuga.

Funcionalmente, el RCD contra incendios protege:

1. El cable de entrada antes de sí mismo.
2. El cableado de la línea de consumidores después de sí mismo.
3. Equipo eléctrico conectado, cuando durante fallas no se activa el interruptor diferencial estándar ubicado debajo.

Un dispositivo de protección diferencial (RCD) contra incendios es parte de la protección en cascada de la red eléctrica de 220 V. No se utiliza en sistemas de detección de humo ni monitoreo de incendios. En ellos, por el contrario, no debe haber dispositivos protectores de este tipo. Bajo ciertas circunstancias, podrían desconectar dicho sistema de control, lo cual es completamente inadmisible.

Criterios de selección del equipo

Los interruptores diferenciales (RCD) existentes se dividen en monofásicos y trifásicos. En el hogar solo se utilizan los primeros. En un apartamento y una casa privada, desde el cuadro eléctrico siempre llega una línea de una sola fase. El interruptor diferencial para esto se utiliza con dos terminales (entrada y salida), mientras que los análogos trifásicos tienen cuatro bornes para los cables.

Todos los RCD se clasifican según el tipo de corriente de fuga en tres grupos: «A», «B» y «AC». Para necesidades contra incendios se debe elegir la variante «AC» (solo para corriente eléctrica alterna); «A» y «B» son más caros, ya que están diseñados adicionalmente para funcionar con corrientes pulsantes y rectificadas.

Los dispositivos de protección diferencial pueden ser:

• electrónicos;
• electromecánicos.

Los primeros son más caros, pero menos fiables. En prácticamente todos los casos, lo mejor es optar por un RCD contra incendios de clase electromecánica. Este tipo de interruptor no necesita alimentación externa. El análogo electrónico, en caso de corte de la línea de alimentación, deja de funcionar y de supervisar los daños en el aislamiento. Además, durante una sobretensión, su tiempo de actuación aumenta.

Los dos criterios principales para seleccionar un RCD contra incendios son la selectividad del dispositivo (que disponga de la posibilidad de establecer un retardo de disparo) y un parámetro elevado de corriente de fuga (100–300 mA). Si no se cumple una de estas condiciones, el sistema de aparatos de protección en el cuadro eléctrico no funcionará como debe.

El RCD de tipo selectivo se indica en el marcado de la carcasa con la letra «S», y es precisamente este el que debe instalarse como elemento contra incendios de la cascada (actúa con un retardo temporal ajustado).

Según las normas, el RCD contra incendios debe diferenciarse como mínimo tres veces más que el RCD normal situado por debajo en cuanto a:

• corriente de fuga;
• tiempo de actuación.

Si la diferencia en estos parámetros es inferior a tres veces, entonces al dispararse el interruptor diferencial situado por debajo, también reaccionará el dispositivo contra incendios desconectando el circuito. Como resultado, será más difícil determinar la causa del disparo y todos los consumidores en las líneas paralelas (que no tienen problemas) se quedarán sin alimentación.

En ideal, el esquema en cascada de diferentes RCD debe funcionar de modo que, cuando surja un problema, solo reaccione el dispositivo más cercano al punto de fallo de aislamiento. En este caso, solo se desconecta el circuito protegido. Los demás permanecen bajo tensión.

Con respecto al requisito de un alto parámetro de corriente de fuga, la situación es la siguiente. En los RCD convencionales, se selecciona en el rango de 10–40 miliamperios. La corriente de trabajo (consumo máximo de los electrodomésticos conectados a la línea) en este caso alcanza 16–40 A. Para iluminación y enchufes con electrodomésticos, esto es suficiente.

Sin embargo, en cualquier red eléctrica existen fugas naturales. En el diseño del sistema eléctrico interior de un apartamento o de una vivienda, se calculan especialmente para seleccionar correctamente el RCD. No deben exceder 1/3 de la corriente de fuga del interruptor diferencial seleccionado para la línea específica. De lo contrario, el dispositivo de protección se disparará falsamente de manera regular.

Según las reglas, el RCD contra incendios se instala inmediatamente después del medidor eléctrico en la entrada de la casa; en él se suman las fugas naturales de corriente eléctrica de todos los electrodomésticos conectados en la vivienda.

Si se elige el dispositivo de protección, como en el caso normal, de 10–40 mA, la red eléctrica estará constantemente desconectada. De hecho, el RCD detectará continuamente fugas, disparándose para cortar la energía en todas las líneas de suministro eléctrico de la casa.

Esquemas de instalación del interruptor de protección

El interruptor diferencial (RCD) no está diseñado para detectar sobrecargas en la red eléctrica, por lo que es obligatorio instalarlo junto con un «automático» estándar – disyuntor automático. De esta manera, la protección será completa en todos los aspectos problemáticos.

El esquema estándar de conexión de los dispositivos de protección en el cuadro eléctrico es el siguiente:

1. Primero, en la entrada, va el interruptor automático.
2. Luego se instala el contador de electricidad.
3. Después se conecta el RCD contra incendios (de 100–300 mA).
4. Luego se divide el circuito en varias líneas de consumo separadas con RCD de protección contra descargas eléctricas (de 10–40 mA).

En algunos esquemas, el primer disyuntor automático se reemplaza por un interruptor de paquete, y luego se colocan automáticos de menor potencia en las líneas de consumo. Esta opción tampoco contradice las reglas.

Al conectar los cables, es importante asegurarse de que las salidas del interruptor diferencial no estén unidas en el neutro común y en ningún lugar se crucen con otros conductores neutros o con el cuerpo del cuadro eléctrico. Después de este dispositivo de protección, la línea debe ir directamente a otro interruptor diferencial o disyuntor, y luego directamente a los consumidores.

Después de completar el montaje, es necesario verificar la corrección del ensamblaje de todo el esquema y el funcionamiento del dispositivo de protección.

Primero, se conecta algún aparato al tomacorriente para que aparezca una carga en la red y se aplica tensión. Si todo está correcto y el aislamiento está intacto en todas partes, no debería ocurrir ninguna activación del interruptor diferencial.

A continuación, se verifica el propio interruptor diferencial. Para ello, la mayoría de los interruptores diferenciales tienen un botón «T» («TEST»). Al presionarlo, se simula la corriente de fuga calculada, por lo que la protección debe dispararse normalmente. Además, la prueba debe funcionar independientemente de si hay carga o no.

Si al presionar «TEST» el interruptor diferencial no desconecta la línea, entonces está defectuoso. Es posible que se haya roto el circuito de simulación de fuga. En ese caso, el dispositivo de protección seguirá realizando sus funciones, como está previsto. Sin embargo, incluso ese interruptor es mejor reemplazarlo de inmediato. Se recomienda realizar dicha verificación una vez al mes.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Es necesario diferenciar claramente las funciones y los parámetros del interruptor diferencial contra incendios y del común. Estos dispositivos se ven externamente y están construidos internamente exactamente igual. Sin embargo, las tareas que se les asignan son diferentes. Para comprender todos los matices de estas diferencias, recomendamos ver adicionalmente los materiales de video que se presentan a continuación.

Función del interruptor diferencial contra incendios:

Qué es un dispositivo de protección diferencial con descripción de los valores nominales y los tipos:

Por qué conectar los electrodomésticos a través de un interruptor diferencial:

Siempre es posible instalar un interruptor diferencial contra incendios por cuenta propia, ya que las instrucciones son sencillas y comprensibles incluso para un aficionado. Tiene solo dos entradas, solo es necesario conectar un par de cables. Solo es importante elegir adecuadamente los valores nominales de este dispositivo para que se active cuando sea necesario. Pero si no se tienen habilidades para una conexión de este tipo, es mejor invitar a un electricista.

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