Conexión de máquinas en el tablero: cómo conectar correctamente un RCD

El contenido del artículo

• Tipos de RCD
• Conductores neutros y de protección
• Selección de parámetros nominales
• Conexión monofásica y trifásica
• Corregir cableado
• Comprobación y solución de problemas

Los disparos falsos de los dispositivos de corriente residual suelen ser el resultado de errores de cableado. Existen varios tipos de RCD con diferentes principios de funcionamiento y pequeñas diferencias en el diagrama de conexión, que es necesario conocer para la correcta organización de las redes eléctricas..

Tipos de RCD

Los dispositivos de protección contra fugas de corriente, conocidos bajo las abreviaturas RCD, ADZ, VDT, RCBO, tienen la función principal de proteger a los organismos vivos de las lesiones eléctricas, así como prevenir las pérdidas dieléctricas parásitas que pueden provocar un incendio. Toda la gama de dispositivos descritos en esta revisión tiene diferencias en el principio de funcionamiento, propósito, sensibilidad, tipo de corriente en el circuito controlado, capacidad para soportar la carga, así como una serie de otros factores. Para tener una idea clara y clara de las capacidades de un dispositivo en particular, uno debe comprender los detalles de su funcionamiento..

Según el mecanismo de acción, el RCD puede ser electromecánico y electrónico. En el primer caso, el elemento funcional principal es un transformador diferencial en un núcleo de anillo. El transformador tiene dos devanados primarios, por los que pasa la carga principal, así como un tercero de control. En funcionamiento normal, corrientes opuestas de igual valor fluyen a través de los devanados primarios, por lo que su inducción electromagnética se compensa mutuamente. Si ocurre una fuga en cualquier punto del circuito conectado después del RCD, las corrientes en los devanados primarios pierden su equivalencia, respectivamente, aparece un pickup en el devanado secundario. Cuando la corriente inducida excede el valor establecido, el relé se dispara, lo que rompe el grupo principal de contactos..

El principio de funcionamiento de un RCD electromecánico.

Los RCD electrónicos tienen un principio de funcionamiento diferente, su trabajo se basa en dispositivos semiconductores. El primer enlace del circuito electrónico es un divisor de corriente, cuya función es convertir la carga que actúa sobre los contactos principales del dispositivo en una que sea permisible durante el funcionamiento de los elementos semiconductores. Una corriente proporcional, pero más pequeña, fluye hacia el comparador (comparando el dispositivo semiconductor), el cual, con una diferencia significativa en las entradas, genera una señal de salida que activa el dispositivo de apertura del circuito principal..

Diagrama de un RCD electrónico: A – comparador; K – relé; Т – Botón «Prueba»; R – resistencia

La diferencia práctica entre los RCD de acción electrónica y electromecánica es la siguiente:

1. Los RCD electromecánicos pueden dispararse falsamente en componentes de alta carga reactiva e inductiva. En otras palabras, el retraso o avance de la curva de corriente en un devanado con respecto al otro genera interferencia en el circuito de control..
2. Los RCD electrónicos no tienen una precisión suficientemente alta debido a errores nominales inherentes a todos los componentes radioelectrónicos. Además, la eficiencia de los RCD electrónicos está significativamente influenciada por el valor de voltaje que actúa en el circuito controlado..

Izquierda: RCD electromecánico. Derecha: RCD electrónico

De acuerdo con su propósito, es habitual clasificar los RCD en dispositivos de protección contra descargas eléctricas y dispositivos que protegen contra fugas de corriente peligrosas para incendios a través del aislamiento. Además de las pequeñas diferencias en el dispositivo, estos dispositivos simplemente tienen diferentes clasificaciones de corrientes diferenciales a las que se activa el mecanismo de protección..

Protección contra incendios RCD tipo S (selectiva)

La capacidad de carga del RCD indica, en primer lugar, la conductividad de los elementos del grupo de contacto principal. También existen diferencias en:

1. Núcleo magnético masivo capaz de resistir el calentamiento con compensación mutua de influencias inductivas.
2. Clase de potencia de componentes electrónicos.

En la categoría de otras funciones RCD, la más notable es la capacidad de apagar el circuito de alimentación cuando se excede la corriente. De hecho, dichos RCD, llamados disyuntores diferenciales, combinan un disyuntor de potencia y un dispositivo de protección contra fugas de corriente..

Autómata diferencial

Conductores neutros y de protección

Descubrimos los principios de funcionamiento del RCD, solo queda realizar una correlación con los circuitos de alimentación de CA existentes. La mayoría de los incidentes asociados con el funcionamiento inadecuado de los dispositivos de protección diferencial son causados ​​precisamente por una aplicación incorrecta en varios esquemas de suministro de energía..

Principalmente, los circuitos de CA se distinguen por la presencia y el esquema de conexión de los conductores neutros y de protección. Por lo tanto, es posible distinguir los circuitos de suministro de energía con un neutro aislado y sólidamente conectado a tierra. En la práctica, la diferencia radica en el lugar donde se combinan los conductores cero de trabajo y cero de protección. Para que el RCD funcione correctamente, el punto cero común debe ubicarse de acuerdo con el diagrama anterior al lugar de instalación del dispositivo..

Los circuitos controlados por RCD no deben tener el potencial de dejar caer parte de la corriente a tierra; de lo contrario, se garantizan disparos falsos. Por lo tanto, la protección contra fugas está equipada principalmente con redes con un neutro aislado (IT y TT), es decir, no tienen conexión con el conductor neutro de protección en toda la longitud de la red después de la ASU. La misma categoría incluye sistemas con TN-S y TN-C-S con neutro a tierra, aunque la instalación de protección diferencial en ellos requiere un cuidado adicional..

Sin embargo, los disyuntores de corriente residual aún pueden funcionar correctamente en sistemas TN-C. Su conexión se realiza de acuerdo con un esquema de 3 o 5 hilos, es decir, el conductor de protección se extiende hasta la unidad de distribución para combinar con un cero de trabajo hasta el lugar donde se inserta el RCD. En este caso, la protección contra la corriente diferencial tiene una selectividad limitada: es difícil proteger grupos completos de conductores, los dispositivos se pueden instalar solo en las ramas extremas, es decir, inmediatamente frente a los pantógrafos. Un ejemplo particular: enchufes con protección contra fugas incorporada.

Selección de parámetros nominales

El alcance y el propósito del RCD están determinados por dos parámetros clave: la capacidad de carga y la cantidad de fuga a la que se rompe el circuito. Si la protección diferencial está diseñada para reducir la gravedad de las consecuencias de una lesión eléctrica, su clasificación se selecciona en función de los valores permitidos de la corriente que actúa sobre el cuerpo..

El primer grado de trauma eléctrico se caracteriza por convulsiones sin pérdida del conocimiento y no causa daños irreparables. Esta lesión es típica cuando fluyen pequeñas corrientes a través del cuerpo: alrededor de 10 mA para niños y hasta 30 mA para adultos. Por lo tanto, se utiliza un RCD con un ajuste de fuga de tales valores para proteger los principales grupos de salidas. En este caso, los RCD más sensibles se utilizan para enchufes ubicados cerca del piso, donde los niños pueden acceder a ellos, así como para grupos conectados en un circuito de dos cables. Los enchufes para electrodomésticos con contacto a tierra de protección se conectan a través de un RCD con una sensibilidad de 30 mA. Para protegerse contra descargas eléctricas, se acostumbra utilizar dispositivos electromecánicos como los más confiables.

Las principales características del RCD

La protección general de las líneas eléctricas de cable contra fugas a través del aislamiento se proporciona mediante RCD de extinción de incendios con un ajuste de corriente diferencial de 100, 200 o 500 mA. Un valor más preciso viene determinado por las características del producto de cable y la longitud de la línea. Cuanto peores sean las propiedades dieléctricas y cuanto mayor sea la longitud, mayor será el valor total de fuga. La alta capacidad intrínseca del cable no provoca falsas alarmas, ya que la acumulación de carga va acompañada de un trabajo proporcional de la corriente en ambos conductores.

La capacidad de carga del RCD se establece con un margen de seguridad de aproximadamente el 10-20%, dependiendo del modo de funcionamiento de la línea protegida. La elección de la clasificación exactamente de acuerdo con los valores de la corriente efectiva está plagada de sobrecalentamiento del dispositivo, pero si el margen es significativamente mayor, es posible una disminución de la sensibilidad. A su vez, para los disyuntores diferenciales, el ajuste de corriente máxima y la característica de disparo son de importancia clave y están determinados por los requisitos para proteger la línea de sobrecargas..

Conexión monofásica y trifásica

La regla más importante para conectar dispositivos de protección diferencial es que todos los conductores por los que se mueve la carga eléctrica deben estar conectados a ellos. Para redes monofásicas, se utilizan dispositivos bipolares: el grupo de contactos izquierdo está destinado al conductor de fase, el derecho al cero de trabajo. La dirección convencional del flujo de corriente no importa para los RCD electromecánicos, mientras que los dispositivos electrónicos requieren que la carga se conecte exclusivamente desde la parte inferior con fuente de alimentación a los terminales superiores..

Esquema de conexión RCD trifásico: 1 – dispositivo automático de entrada; 2 – medidor trifásico; 3 – RCD de cuatro polos; 4 – un dispositivo automático para conectar una carga trifásica; 5 – dispositivos automáticos de carga bifásica

La conexión de RCD trifásicos también se produce sin falta con la conducción de un cero de trabajo a través del dispositivo. En definitiva, incluso un motor asíncrono tiene tres conductores lineales, los cuales no tienen un balanceo de carga estricto, por lo que su conexión en un esquema de «estrella» se realiza mediante un balun. Si al mismo tiempo el motor en sí se pone a cero a través del sistema de puesta a tierra de protección, se garantiza que el RCD no funcionará correctamente..

Corregir cableado

La mayoría de los RCD pertenecen a la categoría de tecnología modular para su instalación en un carril DIN de 35 mm. La altura del módulo y el tamaño del cuello corresponden a las dimensiones estándar, por lo que no hay problemas con la colocación del difusor en cajas de filas ordinarias..

En términos de ensamblar el cableado del panel, hay sutilezas. La conexión del cero de trabajo de la entrada al bus común o módulo cruzado debe realizarse inmediatamente después de la salida del RCD con un conductor sin derivaciones. En este caso, solo aquellas líneas deben conectarse a este bus, cuya protección está controlada por el dispositivo del que se toma el cero de trabajo. Así, el siguiente diagrama de conexión opera en el panel estándar:

1. La fase de entrada y el hilo neutro del cable de entrada se conectan directamente a los terminales RCD. En el reverso, el cero de trabajo y las fases se eliminan, cada conductor en un bus separado.
2. Los siguientes están conectados al bus cero común:
   • conductores neutros de la red de iluminación directamente;
   • conexión cero del grupo RCD 1 a 10 mA;
   • conexión cero de grupos RCD 2 a 30 mA.
3. Toda la carga está conectada al bus de fase, incluidos los RCD de los grupos 1 y 2.

Esquema de conexión RCD: 1 – máquina de introducción; 2 – contador; 3 – RCD selectivo general; 4 – módulo cruzado; 5 – disyuntores de iluminación; 6 – disyuntor para protección RCD; 7 – RCD del primer grupo 10 mA; 8 – RCD del segundo grupo 30 mA; 9 – bus cero; 10 – bus de puesta a tierra

Dado que el contacto cero de los dispositivos de protección diferencial se encuentra a la derecha, los propios dispositivos se colocan en el lado derecho de la fila, para posteriormente distribuir las fases a los interruptores automáticos con un peine. Después de los RCD 1 y 2 de grupos, se instalan buses o módulos cruzados adicionales, a los que se conectan todas las líneas incluidas en el grupo de protección correspondiente. Si se instala un dispositivo de corriente residual o un disyuntor diferencial en las cajas de grupo locales, siempre siguen primero el diagrama. La excepción son las líneas de iluminación, que se alimentan desde los terminales de entrada de los dispositivos de protección. Para reducir la resistencia de transferencia, los conductores trenzados deben engarzarse con casquillos. El control del par de apriete para dispositivos modulares no es crítico; sin embargo, es necesario volver a apretar los contactos entre 48 y 72 horas después de completar la instalación..

Comprobación y solución de problemas

La instalación de un RCD en casi cualquier sistema de suministro de energía le permite verificar con precisión los dispositivos y las líneas conectadas a la red para detectar problemas de aislamiento y averías en la carcasa. Para hacer esto, intentan mover el RCD lo más cerca posible del disyuntor de entrada: el área de protección solo se ensancha, mientras que el punto problemático se detecta fácilmente mediante la enumeración secuencial de las líneas conectadas.

El funcionamiento falso de un RCD es casi siempre una consecuencia de cualquier acción humana: tocar el cuerpo del equipo, enchufar el dispositivo a una toma de corriente, etc. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, el lugar de la fuga se puede localizar con bastante rapidez. Si se activa un RCD introductorio, que controla varios grupos, se determina una línea con aislamiento débil desconectando secuencialmente los grupos de tomacorrientes y monitoreando el rendimiento de la red eléctrica. La red detectada puede cambiar a alimentación sin pasar por el RCD, pero solo con la reconexión de ambos conductores y solo si dicho cambio en el circuito es permisible desde el punto de vista de la seguridad eléctrica. En otros casos, es necesario instalar un difusor para un valor de corriente de fuga más alto o restaurar el aislamiento de la línea..

De forma periódica, debe probar el rendimiento del mecanismo. Para ello, cada dispositivo tiene un botón de prueba que cierra un polo de salida con el polo de entrada opuesto mediante una resistencia limitadora de corriente. Por lo tanto, se simula una fuga, cuyo valor se acerca al umbral de respuesta con alta precisión. La falta de respuesta al presionar el botón de prueba puede servir como un mal funcionamiento del dispositivo y un voltaje de funcionamiento demasiado bajo.