Al operar las redes eléctricas existentes, es importante cuidar la seguridad del personal de servicio y los consumidores que utilizan sus servicios. De acuerdo con los requisitos del PUE, esto se aplica tanto a los circuitos monofásicos como a los trifásicos, a menudo equipados en casas privadas. Para proteger a los usuarios de descargas eléctricas, en el lado del consumidor se instalan dispositivos denominados dispositivos de corriente residual (RCD). Al mismo tiempo, es importante saber cómo conectar un RCD con puesta a tierra en una casa particular, sin violar las disposiciones de las normas vigentes.
Visión generalizada de la protección
La seguridad del personal operativo y de los usuarios de las redes eléctricas se logra mediante las siguientes medidas:
- puesta a tierra o puesta a tierra (conexión a neutro) de todas las partes metálicas del equipo;
- organización de la puesta a tierra mediante la instalación de un circuito separado;
- instalación en circuitos de carga de habitaciones especialmente peligrosas (baños, por ejemplo) dispositivos de desconexión como RCD.
La última opción se puede utilizar en circuitos eléctricos con y sin conexión a tierra.
Con un enfoque general para la evaluación de equipos de protección, se observa que es necesario poner a tierra las estructuras para reducir el potencial que amenaza a una persona a un nivel seguro. Por el contrario, el RCD proporciona seguridad debido a la desconexión instantánea de la red cuando las corrientes de fuga alcanzan sus valores límite. En las características técnicas de estos dispositivos, este parámetro se refiere a los principales indicadores de desempeño.
¿Qué es un RCD?
Al decodificar la abreviatura RCD, el énfasis principal está en la desconexión, lo que indica la naturaleza cardinal de las medidas de protección. Para comprender cómo funciona este dispositivo en una situación peligrosa, debe familiarizarse con su diseño. El dispositivo RCD consta de las siguientes partes principales:
- un dispositivo diferencial en el que se comparan las corrientes de entrada y salida;
- un circuito electrónico capaz de responder a su desequilibrio;
- un módulo ejecutivo diseñado como un contactor que desconecta la red eléctrica del consumidor.
El principio de la acción protectora del RCD se basa en las características de su diseño, que permiten evaluar la magnitud de las fugas a tierra y responder instantáneamente a ellas. Debido a la alta velocidad de romper la conexión con la red existente, la corriente en la carga no tiene tiempo para alcanzar valores críticos.
Esquemas de conexión RCD tradicionales
En las redes eléctricas para uso doméstico con enchufes y dispositivos de iluminación instalados en ellas, se utilizan RCD sin conexión a tierra, lo cual es típico del sistema de protección TN-C. De acuerdo con las peculiaridades de su funcionamiento, se traza una línea desde el equipo de la estación hasta el consumidor, en la que solo se proporciona el conductor combinado PEN. Como regla general, se divide en un bus de protección PE (el circuito de tierra está conectado a él) y un N de trabajo en edificios de apartamentos.
Circuito RCD clásico sin conexión a tierra
Por lo general, los dispositivos RCD están conectados a redes sin conexión a tierra de consumidores domésticos, cuya fuente de alimentación se organiza a través de una línea de dos cables. Lo único que garantizan es apagarlo si la corriente de fuga excede el valor permitido (30 mA, por ejemplo).Estos dispositivos no pueden proporcionar tal conmutación de protección, como desconectar la alimentación de red en caso de sobrecarga o cortocircuito. Por lo tanto, los esquemas de conexión para RCD en redes monofásicas presuponen la presencia obligatoria de un interruptor automático contra cortocircuito y sobrecarga en ellos.
El rango de corrientes para el que se calcula el interruptor automático se selecciona individualmente para cada línea de carga específica. La operación conjunta de estos dos dispositivos garantiza una protección confiable de una persona contra altos voltajes en un baño, por ejemplo. Al mismo tiempo, su uso le permite proteger de fallas los electrodomésticos utilizados en un apartamento moderno. Muy a menudo, un disyuntor junto con un RCD se reemplaza por un difavtomat, que contiene ambos dispositivos en un caso común.
Protección de grupo y multietapa
Con el llamado "grupo" encendido del RCD, se coloca un dispositivo separado con un disyuntor o un difavtomat en la línea dedicada. En este caso, cada uno de los grupos de carga conectados a la red se atiende independientemente de los demás, lo que aumenta la selectividad de las funciones de protección. Como resultado, la seguridad de usar electrodomésticos en cada habitación aumenta notablemente.
La mayor seguridad la proporciona un esquema escalonado, en el que un grupo de cargas se conecta a la red a través de otro dispositivo similar (forma la segunda etapa). El uso de estos sistemas permite aumentar la confiabilidad de la protección en comparación con la clásica. Pero debido a la complejidad de la ejecución y la redundancia técnica en la vida cotidiana, rara vez se utilizan.
Conexiones RCD en una red con puesta a tierra
Un circuito típico para conectar un RCD en una red monofásica con conexión a tierra se construye de acuerdo con las mismas reglas, según las cuales se monta inmediatamente después del medidor de energía. La diferencia radica en la presencia de un bus separado en él, que se coloca sin pasar por el conjunto de dispositivos de protección. Al mismo tiempo, la confiabilidad de operación de cada uno de los dispositivos aumenta notablemente debido a fugas significativas a lo largo del circuito "fase - caja del equipo - tierra".
En este caso, no se requieren operaciones especiales para organizar la protección. Si hay un circuito de protección en una casa privada, por ejemplo, no será difícil conectar a tierra una red eléctrica existente con un RCD. Para hacer esto, debe hacer una división en el bus de conexión a tierra principal (GZSH) y luego disponer una toma del conductor PE.
Que esquema es mejor
Al evaluar los esquemas considerados, se parte del nivel de seguridad proporcionado por cada uno de ellos. Para resolver este problema, será necesario compararlos no solo en términos de eficiencia de protección, sino también en términos de costos de implementación. Después de un estudio cuidadoso, se pueden sacar las siguientes conclusiones:
- Con un número limitado de consumidores lineales, se utiliza el conjunto de dispositivos más simple, que consta de un RCD y un autómata lineal detrás de él.
- En el caso de una red ramificada de cargas monofásicas o trifásicas, es preferible la conexión en grupo.
- Con altos requisitos de seguridad, es posible utilizar una conexión por etapas de dispositivos de protección.
El último método es óptimo para una casa privada.
Antes de conectar un RCD sin conexión a tierra en casas privadas, su diagrama de conmutación debe estudiarse cuidadosamente. En este caso, la opción más confiable es utilizar sistemas de varias etapas de varios dispositivos con diferentes valores de fuga de corriente.
Las casas de campo modernas se distinguen por un sistema de suministro de energía desarrollado con buena protección contra descargas eléctricas debido a la presencia de conexión a tierra. Por lo tanto, utilizan esquemas simplificados que implican el uso de RCD universales para corrientes de fuga de hasta 30 mA (para la protección separada de un calentador de agua, por ejemplo). Pero la mayoría de las veces, se da preferencia a los dispositivos diferenciales típicos diseñados para el corte apropiado para sobrecargas.
Los errores típicos incluyen violaciones en la elección del nivel de instalación del RCD, cuando se incluye en circuitos con corrientes de fuga seleccionadas incorrectamente. Para evitar violaciones de las reglas para conectar los conductores de entrada y salida, al cambiarlos, se guían por el diagrama en la carcasa del dispositivo.
