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INTERRUPTOR DIFERENCIAL

Un interruptor diferencial, también llamado disyuntor por corriente diferencial o residual, es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. En esencia, el interruptor diferencial consta de dos bobinas, colocadas en serie con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos.

Figura 1

Si nos fijamos en la Figura 1, vemos que la intensidad (I1) que circula entre el punto a y la carga debe ser igual a la (I2) que circula entre la carga y el punto b (I1 = I2) y por tanto los campos magnéticos creados por ambas bobinas son iguales y opuestos, por lo que la resultante de ambos es nula. Éste es el estado normal del circuito.

Figura 2

Si ahora nos fijamos en la Figura 2, vemos que la carga presenta una derivación a tierra por la que circula una corriente de fuga (If), por lo que ahora I2 = I1 - If y por tanto menor que I1. Es aquí donde el dispositivo desconecta el circuito para prevenir electrocuciones, actuando bajo la presunción de que la corriente de fuga circula a través de una persona que está conectada a tierra y que ha entrado en contacto con un componente eléctrico del circuito.

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La diferencia entre las dos corrientes es la que produce un campo magnético resultante, que no es nulo y que por tanto producirá una atracción sobre el núcleo N, desplazándolo de su posición de equilibrio, provocando la apertura de los contactos C1 y C2 e interrumpiendo el paso de corriente hacia la carga, en tanto no se rearme manualmente el dispositivo una vez se haya corregido la avería o el peligro de electrocución.

Aunque existen interruptores para distintas intensidades de actuación, el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión exige que en las instalaciones domésticas se instalan normalmente interruptores diferenciales que actúen con una corriente de fuga máxima de 30 mA y un tiempo de respuesta de 50 mls, lo cual garantiza una protección adecuada para las personas y cosas.

Las características que definen un interruptor diferencial son el amperaje, número de polos, y sensibilidad, por ejemplo: Interruptor diferencial 16A-IV-30mA

Si la instalación eléctrica esta conectada a tierra, el interruptor diferencial, cortará el suministro ante cualquier “falla de tierra”.

Si la instalación eléctrica no esta conectada a tierra, el interruptor diferencial, cortará el suministro únicamente cuando la “falla de tierra” se produzca a través del cuerpo humano, es decir cuando alguien toque algún elemento energizado (situación que debe evitarse).

CONEXIÓN

El disyuntor se coloca en la línea de entrada, aguas abajo del medidor y de la llave térmica general, y antes de la térmica interior que pueda tener la vivienda, (siempre que se tenga que realizar un trabajo de electricidad, es necesario cortar la tensión, es recomendable que este tipo de trabajo lo realice un profesional matriculado, tomando los recaudos correspondientes).

Ejemplo:

MEDIDOR — TERMICA GENERAL ——— DISYUNTOR — TERMICA — ARTEFACTOS

INTERRUPTOR DIFERENCIAL TRIFÁSICO

En el caso de los interruptores diferenciales tetrapolares el principio de funcionamiento es análogo efectuándose la suma vectorial de las intensidades involucradas.

Los valores de actuación en cuanto a corriente diferencial y tiempo de los interruptores automáticos diferenciales que se comercializan en la actualidad en nuestro medio, permiten obtener un elevado margen de seguridad en el uso de la energía eléctrica. De cualquier forma, su aplicación no exime al usuario de aplicar todas las medidas de seguridad convencionales, fundamentalmente, las conexiones a tierra.

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ESQUEMA INTERNO

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PULSADOR DE PRUEBA

La disponibilidad del interruptor diferencial se puede controlar mediante un pulsador de prueba, con el cual se equipa a cada interruptor diferencial. Al accionar este pulsador se genera artificialmente una corriente de defecto y el interruptor diferencial se debe disparar. Es recomendable verificar la capacidad funcional en la puesta en servicio de la instalación y luego en períodos regulares, aproximadamente cada medio año. Además se deben tener en cuenta los plazos de pruebas establecidos en las normas o disposiciones (por ejemplo aquellas destinadas a la prevención de accidentes).

PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITOS

Los interruptores diferenciales no están preparados para abrir corrientes de elevado valor.

El poder de corte de estos aparatos está limitado a 500A o 10 veces su corriente asignada, lo que resulte mayor (IEC 61008).

En el caso que los cortocircuitos a tierra excedan de estos valores, para proteger a los dispositivos contra cortocircuitos es necesario instalar junto a ellos fusibles o interruptores termomagnéticos

COMPORTAMIENTO CON INTENSIDAD DE FUGA

En el caso de que exista una derivación a tierra (corriente de fuga), por la fase

circulará la intensidad que alimenta el receptor I más la intensidad de fuga If, regresando por el neutro solamente la intensidad del receptor, puesto que la intensidad de fuga fluye por la puesta a tierra, que no pasa por dentro del núcleo toroidal.

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La intensidad circulante por la fase será mayor que la intensidad circulante por el neutro.

Los flujos establecidos serán de signo contrario y proporcionales a las intensidades, por tanto uno mayor que otro:

Fr > Fo, existiendo un flujo resultante: Fr - Fo = F.

Este flujo resultante origina una fuerza electromotriz en el secundario del núcleo toroidal que, según su valor y el de la sensibilidad del diferencial, será suficiente para despolarizar el relé y liberar el gatillo de desconexión del interruptor.

El fenómeno es idéntico, sea cual sea la sensibilidad de los relés (10, 30 o 300 mA).

COMPORTAMIENTO SIN INTENSIDAD DE FUGA

En el caso de que no exista ninguna derivación a tierra (fuga), toda la intensidad

de la fase retorna por el neutro. Por lo tanto, los flujos serán del mismo valor y de sentido contrario, siendo el

flujo resultante 0. Un flujo de valor 0.

MÁS SEGURIDAD

Algunos receptores como balastos electrónicos, dimers, variadores de velocidad, arrancadores y otros tipos de receptores pueden perturbar las líneas eléctricas introduciendo en ellas o derivando hacia tierra corrientes de altas frecuencias. Las corrientes de alta frecuencia (por encima de varios KHz) en sí no representan ningún peligro de electrocución para las personas, el problema es que pueden reproducir el bloqueo o cegado del diferencial impidiendo que este actúe en presencia de otros defectos que sí sean peligrosos. La tecnología de la nueva gama incorpora los filtros de alta frecuencia necesarios para evitar el riesgo de no disparo del diferencial y mantenerlo siempre listo para actuar ante cualquier defecto peligroso.

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Más continuidad de servicio

La protección diferencial, necesaria para la seguridad de las instalaciones, en

algunas ocasiones entra en un conflicto con la continuidad de servicio, cuando se producen disparos intempestivos. Estos disparos son debidos a sobretensiones transitorias o picos de corriente que pueden producirse por varias razones, como condiciones atmosféricas extremas (tormentas), puntas de arranque, maniobras en la red, disparos en otros circuitos etc. En los dispositivos diferenciales súperinmunizados, un circuito temporiza, acumulando la energía del transitorio y discrimina si se trata de un defecto diferencial real, produciendo el disparo, o si se trata de un transitorio evitando el dispositivo intempestivo.

INTERRUPTOR SUPERINMUNIZADO Para estar en conformidad con las directivas europeas de compatibilidad electromagnética, numerosos fabricantes han incorporado a sus componentes informáticos filtros antiparasitarios. Estos filtros generan corrientes de fuga permanentes de alta frecuencia, del orden de 0,5 a 1,5mA por aparato, según el tipo y la marca. Cuando varios receptores de este tipo se encuentran en una misma fase, las corrientes de fuga se adicionan vectorialmente. Cuando la suma de las fugas permanentes alcanza aproximadamente el 30% del umbral nominal de sensibilidad del dispositivo diferencial, una pequeña sobretensión o pico de corriente (provocado, por ejemplo, al encender uno o varias computadoras del mismo o de otro circuito) puede provocar un disparo intempestivo. Debido a su comportamiento frente a las corrientes transitorias, se recomiendan especialmente para las instalaciones con componentes informáticos. Con estos se permite la instalación de un mayor número de aparatos (aproximadamente 12 componentes informáticos máximo) con un mismo dispositivo diferencial, sin que se produzcan disparos intempestivos, mientras que los disyuntores diferenciales comunes permiten la conexión solamente y como máximo de seis equipos informáticos ( cada PC se considera compuesta por dos componentes informáticos, monitor y cpu).