Hogares y vehículos Inteligentes, Sistemas Fotovoltaicos y Corrección del Factor de Potencia son las nuevas palabras de moda que, cuando se ponen en práctica, hacen que sea más difícil evaluar los riesgos en las instalaciones de electricidad modernas. Un electricista calificado que trabaje en una instalación de este tipo requiere un amplio conocimiento especializado, que incluye un conocimiento detallado de las normas y un conocimiento profundo de los posibles equipos de protección y monitoreo. Las potenciales corrientes de falla de CC en tales sistemas son el foco de este artículo.

Efectos de corrientes de falla CC mayores a 6 mA

Para corrientes de falla CC mayores a 6 mA, los efectos de saturación en el transformador de corriente RCD (Dispositivo de corriente residual) pueden causar un cambio negativo tanto en el tiempo de respuesta como en el valor de respuesta cuando se usa un RCD tipo A. En el peor de los casos, este tipo de RCD no se activa en el caso de una corriente de falla de CC alta o se vuelve “ciego”. De manera que la función de protección proporcionada por el dispositivo ya no puede garantizarse.

Para evitar que esto suceda, se puede usar un RCD tipo B o se debe detectar la corriente de falla de CC potencial por algún otro medio para permitir que el circuito se desconecte. No se permite una combinación de RCD de tipo A y tipo B en el mismo circuito, y esto debe tenerse en cuenta en las nuevas instalaciones o al expandir las existentes.

El siguiente gráfico ilustra la definición de una corriente de falla de CC de 6 mA:

Requisitos normativos para dispositivos e instalaciones

De acuerdo con la IEC 61140: 2016-01, lo siguiente es aplicable para dispositivos:

• El equipo eléctrico enchufable con una entrada nominal ≥ 4 kVA debe diseñarse de tal manera que la componente CC superpuesta a la corriente del conductor de protección no sea superior a 6 mA.
• Para equipos eléctricos enchufables con una entrada nominal ≥ 4 kVA y equipos conectados permanentemente, independientemente de su entrada nominal, la información sobre medidas de protección debe incluirse en el manual de funcionamiento.
• Para corrientes CC de conductores de protección superiores a 6 mA, se seleccionarán dispositivos de protección adecuados, como un dispositivo de corriente residual (RCD) de tipo B.

Consecuencias de esta normativa en dispositivos

Para los fabricantes de dispositivos, esto significa que las corrientes de falla de CC superiores a 6 mA deben detectarse y desconectarse, por ejemplo, con una solución Bender integrada o el dispositivo solo podrá usarse junto con un RCD de tipo B aguas arriba.

Consecuencias de esta normativa en instalaciones de edificios actuales

En muchas instalaciones de edificios, se incluyen medidas de protección adicionales para la protección contra descargas eléctricas en forma de un RCD protector (tipo A) junto con la protección básica con equipo de protección contra sobrecorriente. De acuerdo con la IEC 60755: 2017, los RCD de tipo A solo pueden funcionar correctamente con corrientes de falla de CC suaves de hasta un máximo de 6 mA.

Por esta razón, en los últimos años se han desarrollado numerosas normas y especificaciones que tienen en cuenta este hecho y que exigen los correspondientes requerimientos sobre equipos eléctricos (cargas, fuentes o almacenamiento) o instalaciones eléctricas para mantener los objetivos de protección requeridos.

El resultado es que la responsabilidad no solo recae en los fabricantes de plantas fotovoltaicas enchufables; estaciones de carga para automóviles eléctricos; iluminación LED de bajo consumo; o unidades de energía optimizada con convertidores de frecuencia, sino también sobre los proyectistas, constructores y operadores de sistemas eléctricos.

Soluciones rentables a las corrientes de falla CC

A continuación se resume información práctica sobre el problema y las posibles soluciones rentables.

El efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo

Para un voltaje de CA con una frecuencia de 15 … 100 Hz, la corriente se puede percibir desde 0.5 mA. y hasta 10 mA, es posible que los seres humanos experimenten espasmos musculares involuntarios y dificultades para respirar. “Dejar ir” o “liberar” es difícil debido a los espasmos. A aproximadamente 50 mA, se supera el umbral de fibrilación ventricular, que a su vez puede ser fatal. Por supuesto, la duración del flujo de corriente es un factor importante; ver la siguiente figura.

Es precisamente en base a estos tiempos que están limitados los dispositivos de protección contra sobrecorriente y los dispositivos de corriente residual (RCD), no el amperaje. El tipo de dispositivo de protección de corriente residual a usar dependerá del tipo de corriente de falla que se espere.

Selección de dispositivos de protección de corriente residual: RCD tipo B o del tipo sensible a todas las corrientes

Además de las corrientes de falla detectadas por un RCD tipo A, un RCD tipo B también puede detectar formas de la corriente de falla que pueden ocurrir en los siguientes circuitos defectuosos.

Los dispositivos de protección de corriente residual sensibles a todos los tipos de corriente (CA/CC) tienen un rango de frecuencia de 0 a 2000 Hz y están destinados a sistemas de CA monofásicos y multifásicos. No son adecuados para su uso en redes de CC puro.

Asistencia en evaluación de riesgos

En GAL Electric ofrecemos dispositivos protección universales Bender, sensibles a la corriente, para aplicaciones industriales. Para mediciones de corriente residual pura, los productos de un solo canal y de múltiples canales, como el RCMS460 y el RCMS150, han sido la decisión correcta en cuanto a la elección del equipo de monitoreo por muchos años.