RCD (dispositivo de corriente residual) está diseñado para evitar los efectos peligrosos de la corriente eléctrica en humanos y animales al tocar las partes portadoras de corriente y otras partes de dispositivos e instalaciones eléctricas que están energizadas. La siguiente función importante del dispositivo es prevenir incendios cuando aparecen corrientes de fuga a tierra. La acción protectora se manifiesta en la desconexión de la red eléctrica en las siguientes situaciones:
- cortocircuitar la carcasa de un aparato eléctrico bajo tensión a través del cuerpo a tierra;
- contacto de elementos conductores de corriente con partes no conductoras de corriente de instalaciones eléctricas puestas a tierra como resultado de daños en el aislamiento;
- cambiar los conductores de tierra (PE) y neutro (N) en el circuito eléctrico.
RCD también protege las redes de subidas de tensión. Para ello, se conecta una resistencia no lineal al neutro en la entrada del dispositivo y la fase en la salida. Una corriente diferencial fluye a través de él cuando el voltaje supera los 270 V, después de lo cual el RCD se apaga.
Los dispositivos de protección difieren en tipos y principios de funcionamiento. Uno de los más prácticos es el RCD selectivo, que permite la desconexión selectiva de grupos de cargas. Su característica escaracterística de operación de velocidad subestimada (tipo S o G). Se instala más cerca de la fuente, tiene una corriente nominal de disparo diferencial de 100 o 300 mA y garantiza que el siguiente RCD convencional aguas arriba del consumidor se disparará primero.
Por lo tanto, la protección de la red eléctrica moderna se basa en la identificación de fallas y la desconexión de secciones individuales de los sistemas que funcionan en modo normal.
¿Cómo funciona un RCD?
RCD también se denomina disyuntor de corriente residual. El propósito sigue siendo el mismo: apagar el circuito cuando ocurre una fuga de corriente. El elemento principal del dispositivo es un transformador toroidal con varias vueltas de cables neutros y de fase conectados en direcciones opuestas. El campo magnético resultante durante el funcionamiento normal del dispositivo permanece igual a cero. La fuga a tierra altera el equilibrio, surge una tensión en el devanado secundario, al alcanzar cierto valor, el circuito eléctrico se desconecta mediante los mecanismos de arranque y accionamiento.
Un RCD necesita un bus de tierra PE. De lo contrario, cuando aparece un potencial en el cuerpo del aparato eléctrico debido a un aislamiento dañado, no hay fuga de corriente, y cuando lo toca y las partes metálicas conectadas a tierra (radiador de calefacción, tuberías de agua), puede recibir una descarga eléctrica notable. En este caso, el dispositivo de protección funcionará, pero será mejor si proviene de una fuga en el suelo.
Para un funcionamiento fiable del dispositivo de protección, se debe establecer una conexión a tierra. Al trabajar de acuerdo con este esquema, el RCD romperá el circuito incluso antestocar la carcasa metálica de equipos o electrodomésticos.
Tipos de RCD
Los RCD se clasifican según sus funciones:
- CA - respuesta a una corriente de fuga alterna que aparece repentinamente o aumenta gradualmente.
- A: además, activa una corriente diferencial pulsante constante, que puede aparecer inesperadamente o aumentar gradualmente.
- B - respuesta a corrientes de fuga pulsantes directas y alternas.
- S - RCD selectivo con retardo de tiempo adicional para disparo.
- G - similar a S, pero con menos retraso.
¿Qué RCD elegir?
La corriente de ondulación en las condiciones domésticas aparece en lavadoras, reguladores de iluminación, televisores, ordenadores, herramientas eléctricas y otros aparatos con fuentes de alimentación conmutadas. La ausencia de transformadores de aislamiento en dispositivos con control de tiristores aumentó significativamente la probabilidad de fuga de corriente pulsante continua o alterna. Por lo tanto, si antes era suficiente configurar el tipo de CA, ahora se necesita el tipo A o B.
¿Dónde instalar el RCD?
- Lugares accesibles al público en edificios donde no haya mayor riesgo de descarga eléctrica.
- En circuitos eléctricos con posible riesgo de descarga eléctrica (habitaciones con exceso de humedad, grupos de tomacorrientes, electrodomésticos, etc.).
- En la entrada principal para proteger contra peligro de incendio. Por lo general, aquí se instala un RCD selectivo.
- En cuadros de planta, en placas de viviendas, en casas individuales.
- BSistemas de alimentación radiales: diferenciales selectivos generales y separados para ramales, con una selección de parámetros que garantizan un funcionamiento selectivo.
- En etapas de protección cercana, por ejemplo, 10 y 30 mA, 30 y 40 mA, etc., la selectividad actual del RCD es poco probable debido a la alta velocidad de respuesta. Para los valores indicados, se proporciona si selecciona un RCD selectivo de 100mA para que todavía haya un retraso de tiempo.
- Debido al envejecimiento del aislamiento, no siempre se produce un aumento gradual de las corrientes de fuga.
- Con un aumento instantáneo en la corriente de fuga debido a la ruptura del aislamiento, cualquier RCD convencional en serie en el circuito puede dispararse. Esto sucede debido al exceso rápido y significativo de los ajustes a la vez en varias etapas de protección.
Necesita usar RCD selectivos
El RCD selectivo realiza su función de protección contra incendios, si usa modificaciones con un retraso de tiempo - S o G. Están sujetos a mayores requisitos de resistencia al cortocircuito, capacidad de conmutación, resistencia dinámica y térmica, etc.
Por lo general, en la entrada principal se instala un RCD de protección selectiva contra incendios con una alta corriente de fuga.
RCD no debe utilizarse en circuitos que no deben apagarse repentinamente, ya que esto puede provocar situaciones de emergencia (alarma de incendio o robo, peligro para el personal, etc.).
Además de los RCD, los interruptores automáticos deben tener selectividad de corriente. debería ser el primeroopere más cerca del área de sobrecarga o cortocircuito. En este caso, los interruptores automáticos actúan antes de que la corriente de cortocircuito alcance el valor límite. Esto es necesario para evitar la sobrecarga de las secciones conectadas en serie, ya que la corriente pasa a través de los contactos de sus dispositivos de protección.
Tipos de RCD selectivos
Para un RCD selectivo, es importante hacer una pausa para que funcione el dispositivo de tipo general ubicado debajo del diagrama. En este caso, el dispositivo con apagado retardado pasa una corriente de fuga a través de sí mismo y no funciona. El intervalo de retraso para los modelos puede variar. Para productos marcados con S, es 0,15-0,5 s, por ejemplo, RCD 63a 100mA es selectivo, con la capacidad de ajustar el retraso. La elección será la mejor si se instalan en la entrada del cable de alimentación del apartamento. Algunos modelos extranjeros tienen retrasos de tiempo aún mayores. Están diseñados para apagar el circuito en caso de peligro de incendio. Cuanto más tiempo esté apagada la protección, más probable es que encienda el aislamiento.
Al marcar G, el dispositivo se dispara en 0,06-0,08 s. El dispositivo es lo suficientemente rápido para responder a problemas de red. Debe instalarse debajo de RCD tipo S selectivo. Con protección de dos etapas, se puede instalar en la entrada principal, ya que la velocidad del RCD conectado a continuación es aún mayor.
Si hay varios grupos de carga en la red, se conecta un dispositivo de protección separado frente a cada uno, y uno selectivo se conecta a la entradaDCR de protección contra incendios. Luego, si una de las líneas falla, solo se desenergizará, y el resto permanecerá conectado. Con un diagrama de cableado similar, es más fácil detectar un mal funcionamiento. Si un RCD convencional falla o no responde a los problemas del circuito, un RCD selectivo (300 mA o 100 mA) se disparará y apagará toda la red.
Para garantizar la selectividad, se requieren los siguientes ajustes del instrumento:
- establecer el tiempo de actuación del RCD selectivo, si prevé tal posibilidad;
- establezca los parámetros de disparo requeridos dependiendo de la magnitud de la corriente de fuga.
Las características de disparo de los RCD selectivos deben ser al menos 3 veces mayores que el resto. Solo en este caso se garantizará que el dispositivo funcione.
Parámetros RCD
Los estándares rusos definen dos parámetros de temporización RCD:
- tiempo de ruptura - el intervalo desde la aparición de la corriente de fuga de ruptura ∆i hasta el momento en que se extingue el arco;
- Límite de tiempo de interrupción para dispositivo tipo S: el intervalo de tiempo entre el inicio de ∆i y la apertura de los contactos.
El último parámetro determina la selectividad del RCD. Su valor límite es de 0,5 s. En este caso, se debe tener en cuenta que para la protección de las personas, la apertura debe ocurrir dentro de los 10 a 30 ms, para evitar la ignición del aislamiento, hasta 500 ms. RCD tipo S selectivo es ampliamente utilizado donde es necesario excluir falsas alarmas de la influencia de interferencias o subidas de tensión.
Según la velocidad de desconexión de la red RCDse separan de la siguiente manera:
- uso general - sin demora;
- tipo G - 10-40ms;
- Tipo S - 40-500 ms.
Las corrientes de fuga siempre ocurren en los circuitos eléctricos. En suma, no deben exceder 1/3 del ∆i nominal del dispositivo. Se cree que para 1 A de la carga hay 0,4 mA de corriente de fuga del consumidor, y para 1 m de longitud del cable de fase: 10 μA. El dispositivo de protección se ajusta de acuerdo con la corriente de fuga natural total. Si esto no se hace, pueden ocurrir frecuentes falsos positivos. En este caso, debe tenerse en cuenta que un dispositivo con ∆i=100 mA ya no protegerá a una persona de una descarga eléctrica.
Al diseñar redes eléctricas, no se puede especificar el tipo de RCD hasta que los expertos lo requieran. Pero debe justificar su elección de antemano. Es importante que la corriente nominal del dispositivo sea mayor que la corriente de carga esperada. Además, el RCD se instala solo en un par común con un disyuntor. Puede instalar una máquina diferencial en lugar de dos dispositivos. Costará menos, pero debe elegir los parámetros correctos.
RCD protege en redes de dos hilos donde no hay conductor de protección. Pero solo funciona después de tocar un lugar peligroso.
¿Qué fuego RCD elegir?
El RCD selectivo 63A, 300mA generalmente se instala en la entrada como protección contra incendios.
Muchos usan modelos genéricos convencionales con dispositivos de protección de 30mA instalados en el hogar. Aquí, la función de selectividad "parcial" se realiza debido a la gran diferenciacorrientes de operación. Esto ahorra dinero en la diferencia de precio. Además, un RCD convencional proporciona una mayor seguridad debido a una respuesta más rápida al capturar corrientes de fuga. La diferencia en el comportamiento de los dispositivos es que el dispositivo selectivo no disparará primero a una corriente diferencial igual o superior a 300 mA. Tal situación ya es extraordinaria y no hay duda de si acudir al panel de control, que puede estar ubicado en un poste de la calle. Con una corriente tan grande, un RCD común probablemente funcionará si ocurre un accidente en la línea. Aquí quedará claro dónde buscar un mal funcionamiento.
Así, se puede instalar un RCD contra incendios tanto selectivo como convencional.
Fabricantes de RCD
El Grupo Legrand es un fabricante de renombre mundial de sistemas eléctricos para edificios. Las posiciones de liderazgo están aseguradas por la más alta cultura de producción y grandes inversiones en la creación de nuevos productos eléctricos. Para Rusia, el grupo suministra toda la gama de material eléctrico, desde enchufes e interruptores hasta los sistemas de control más complejos.
El RCD selectivo de Legrand es de tipo electrónico y electromecánico (indicado en el panel frontal). Según la versión, se instala en el lateral o debajo de los interruptores automáticos. Retardo de tiempo ajustable (0-1, 3 s) y sensibilidad. En combinación con las ametralladoras, se utilizan como dispositivos de protección básicos o muy sensibles.
Los precios de los RCD siguen siendo altos, como los de otras marcas.
Por ABB, los RCD están mejor representados por la serie F 200, de 16 A a 125 A. Para una red doméstica, RCD 63A, 100 mA selectivo es suficiente. Para las corrientes de fuga de los electrodomésticos se suele utilizar un dispositivo de 30 mA. Como protección contra incendios en la entrada de una vivienda particular se utiliza un RCD ABB selectivo (63A, 300mA) tetrapolar para red trifásica, como uno de los más fiables. No es inferior en calidad a los productos de la marca Legrand. Para un apartamento con entrada monofásica, habrá un dispositivo de dos polos. La foto de abajo muestra un RCD selectivo ABB 63A, 300mA.
La corriente máxima que puede soportar el dispositivo es de 3 a 10 kA (indicada en el panel frontal). Es a corto plazo, no funciona actual. El RCD puede hacer una pausa hasta que la máquina desconecte el circuito.
La empresa es una de las principales, pero los precios son muy altos. Los consumidores suelen preferir los modelos abb porque la seguridad es lo más importante. ABB DDA200 AP-R tipo A y bloque diferencial de CA está disponible. Tiene un retardo de disparo de 10ms, aunque no es un RCD selectivo de ABB. Su curva característica de disparo se sitúa entre los RCD selectivos y los convencionales. El dispositivo tiene una mayor resistencia a las falsas alarmas en comparación con los dispositivos de propósito general.
El porcentaje de rechazos para los RCD selectivos de ABB, así como para otros productos, es sólo del 2%, por lo que prácticamente no hay problemas de funcionamiento. Los dispositivos electromecánicos son mucho más confiables que los electrónicos y tienen ventajas en todo, porexcepción de precio. Los RCD con un actuador electrónico ya están comenzando a aparecer, no inferiores en confiabilidad a uno mecánico.
En el mercado puede encontrar productos a mitad de precio y la calidad no es inferior a la de ABB. La compañía también produce la serie FH 200, que tiene un precio ligeramente más bajo, pero pierde significativamente la calidad de los productos F 200. En particular, no tiene contactos de sujeción de conductores tan confiables que rápidamente comienzan a colgar, lo que afecta la calidad de trabajo.
Si compra un ABB RCD selectivo, solo en tiendas especializadas, y no en lugares dudosos. Una falsificación es peligrosa porque no puede proteger a una persona adecuadamente. Los autoperforadores prestan gran atención al equipo modular, que también incluye RCD, debido a su alto costo.
El grupo nacional de empresas IEK produce alrededor de 7000 artículos que cumplen con los estándares internacionales y garantizan el funcionamiento confiable de las redes eléctricas.
LosRCD están sujetos a altas exigencias. Por un lado, deben funcionar de forma fiable, protegiendo a las personas de descargas eléctricas y al cableado del riesgo de ignición. Pero al mismo tiempo, los dispositivos instalados en diferentes etapas de los circuitos eléctricos deben actuar de manera selectiva, apagando secciones individuales. Estas condiciones, así como GOST 51326.1, corresponden al RCD selectivo IEK tipo VD1 63S.
El grupo de productos está representado por corrientes nominales de 25-80A, y las corrientes residuales son 100mA y 300mA. Los productos son más baratos que los de marcas famosas y son ampliamenteutilizado como aparato introductorio de extinción de incendios. Al mismo tiempo, la selectividad de protección está garantizada por corrientes de corte altas y retardos de tiempo para desconectar circuitos.
Selección de dispositivos de protección
Cuando se consume electricidad de forma sencilla, por el circuito circula una corriente sinusoidal. La fuga tendrá una forma similar y aquí se pueden usar dispositivos de tipo CA.
En los electrodomésticos modernos, los circuitos de control de corte de fase se utilizan cada vez más. Un dispositivo de tipo CA no responderá a ellos, y aquí es mejor usar un RCD de tipo A, que también responde a una corriente sinusoidal. Los dispositivos se pueden usar juntos, por ejemplo, el tipo AC es adecuado para iluminación con lámparas incandescentes, y el tipo A es adecuado para enchufes a los que se pueden conectar dispositivos con regulación de pulsos, pero si hay que cambiar la iluminación por lámparas de bajo consumo con control de brillo por corte de fase, también deberá reemplazar el dispositivo de tipo AC con A. De lo contrario, no funcionará.
Para separar la operación por los niveles de los circuitos eléctricos, es necesario utilizar dispositivos selectivos. El tipo S se instala en la entrada principal, G en el segundo nivel y luego los dispositivos instantáneos.
RCD se selecciona un paso más alto en la corriente nominal que el disyuntor conectado junto con él, que puede funcionar durante mucho tiempo cuando se excede la carga. Si en la entrada hay una máquina de 50 A, le conviene un RCD 63A selectivo.
De acuerdo con los requisitos de las normas, los valores de voltaje nominal se indican en los paneles frontales de los instrumentos, ytambién corriente continua y de ruptura ∆i. Si hay una designación de una sinusoide, este es el tipo de CA. La presencia de dos semiciclos positivos debajo significa tipo A. Los RCD selectivos se indican con las letras S y G. La corriente nominal de cortocircuito se indica en el recuadro. El dispositivo debe soportar su aumento al máximo hasta que la máquina se apague. Por lo general, la corriente no tiene tiempo para alcanzar el valor límite. El RCD desconecta el circuito con un defecto de antemano, hasta que el conductor se haya calentado y el aislamiento no se haya inflamado.
Conclusión
En las redes eléctricas domésticas se utiliza selectividad de corriente y tiempo. Para ello, los dispositivos de protección se instalan en serie según un diagrama de árbol, donde un interruptor es común. La base del principio de funcionamiento es reducir el tiempo de flujo de corriente a través del cuerpo con contacto directo o indirecto con los elementos de las instalaciones eléctricas bajo tensión. RCD selectivo se instala en la entrada y realiza una función de extinción de incendios.
