Guía de protección diferencial Baja Tensiónautomata.cps.unizar.es/bibliotecaschneider/BT/Proteccion/Protecc... · de un conductor. c Cables mal dimensionados, sometidos periódicamente

Guía de protección diferencialBaja Tensión

Merlin GerinGuía - Novedad

99/00

Guía de protección diferencialBaja Tensión

Merlin Gerin

Indice

1 Objetivos de laprotección diferencial

2 Protección contra defectosde aislamiento y regímenesde neutro

3 Principio de funcionamientode los dispositivosdiferenciales

4 Normas de fabricaciónde los dispositivosdiferenciales

5 Instalación y explotación delos dispositivos diferenciales

6 Aplicaciones de losdiferenciales en funcióndel receptor

7 Gamas Schneider Electricde protección diferencial

Guía de protección diferencial Baja Tensión

4

1 Objetivos de la protección diferencial ..................................................................... 7

1.1 Introducción .......................................................................................... 81.2 Los riesgos de la corriente eléctrica...................................................... 10

2 Protección contra defectos de aislamiento y regímenes de neutro ..................... 15

2.1 Las normas de instalación .................................................................... 162.2 Esquema TT .......................................................................................... 172.3 Esquema IT ........................................................................................... 192.4 Esquema TN ......................................................................................... 21

3 Principio de funcionamiento de los dispositivos diferenciales ............................ 25

3.1 Captadores............................................................................................ 273.2 Relés de medida y disparo.................................................................... 303.3 Test de buen funcionamiento de los diferenciales ................................ 313.4 Tecnología superinmunizada multi9 ................................................... 33

4 Normas de fabricación de los dispositivos diferenciales ...................................... 43

4.1 Normas aplicables a cada tipo de diferencial ........................................ 444.2 Evolución de las normas UNE EN 61008 y UNE EN 61009 ................. 454.3 Principales características de las normas ............................................. 454.4 Principales ensayos normalizados ........................................................ 474.5 Ensayos de compatibilidad electromagnética (CEM)............................ 51

5 Instalación y explotación de los dispositivos diferenciales .................................. 55

5.1 Consejos generales de instalación para protección contra contactosdirectos e indirectos .............................................................................. 56

5.2 Selectividad diferencial vertical ............................................................. 605.3 Causas de funcionamientos anómalos ................................................. 625.4 Selectividad diferencial horizontal.

Disparos por “simpatía” de los diferenciales ......................................... 665.5 Empleo de diferenciales en redes mixtas y de corriente continua ........ 695.6 Consejos particulares de instalación para relés diferenciales

con toroidal separado............................................................................ 735.7 Coordinación entre interruptores automáticos magnetotérmicos

e interruptores diferenciales ID ............................................................. 755.8 Longitudes máximas de línea en regímenes TN e IT ........................... 78

índice general

5

6 Aplicaciones de los diferenciales en función del receptor .................................... 89

6.1 Iluminación fluorescente ....................................................................... 906.2 Iluminación con variación electrónica ................................................... 916.3 Instalaciones con receptores electrónicos: informática y otros ............. 916.4 Variadores de velocidad electrónicos para motores ............................. 936.5 Arranque directo de motores ................................................................ 936.6 Redes de B.T. muy extensas y/o con muchos

receptores electrónicos ......................................................................... 946.7 Redes de B.T. en zonas con alto índice queráunico (rayos) ................. 956.8 Centros de proceso de datos (CPD) ..................................................... 956.9 Cálculo de las protecciones contra los contactos indirectos

de viviendas unifamiliares adosadas .................................................... 986.10 Cálculo de la protección diferencial en una red de alumbrado público . 1036.11 Esquema de una instalación industrial ................................................. 106

7 Gamas Schneider Electric de protección diferencial ............................................. 109

Tabla de elección ........................................................................................... 1107.1 Interruptor automático magnetotérmico diferencial ultraterminal

Európoli de Eunea Merlin Gerin ......................................................... 1147.2 Interruptor diferencial ID multi 9 ........................................................... 1167.3 Interruptores automáticos magnetotérmicos diferenciales

DPN Vigi multi 9 .................................................................................. 1227.4 Bloques diferenciales adaptables Vigi C60 multi 9 .............................. 1247.5 Bloques diferenciales adaptables Vigi NC100/NC125 multi 9 ............. 1287.6 Bloques diferenciales adaptables Vigi C120 multi 9 ............................ 1327.7 Bloques diferenciales adaptables Vigi NG125 multi 9 ......................... 1367.8 Gama de telemandos y de auxiliares para dispositivos diferenciales

residuales multi 9 ................................................................................. 1407.9 Gama de relés diferenciales electrónicos Vigirex RH tipo E/A/AP,

con toroidal separado............................................................................ 1427.10 Gama de relés diferenciales electrónicos Vigirex RHU y RMH ........... 1467.11 Toroidales y accesorios comunes para toda la gama Vigirex .............. 1507.12 Bloques diferenciales adaptables Vigicompact ................................... 1527.13 Curvas de disparo de los dispositivos diferenciales

Schneider Electric ............................................................................... 1547.14 Comportamiento en función de la frecuencia de los dispositivos

diferenciales Schneider Electric .......................................................... 157

Vocabulario ..................................................................................................................... 160

Objetivos de laprotección diferencial

1.1 Introducción 81.2 Los riesgos de la corriente

eléctrica 10

1

1 Objetivos de la protección diferencial

1

8

Fig. 1.1. Un defectode aislamiento setraduce en unacorriente diferencialde defecto Id.

1.1 IntroducciónHoy en día los dispositivos diferencialesestán reconocidos en el mundo enterocomo un medio eficaz para asegurar laprotección de personas contra los riesgosde la corriente eléctrica, en baja tensión,como consecuencia de un contactoindirecto o directo.Para optimizar la elección y la utilización deun dispositivo diferencial es necesario unbuen conocimiento de las instalacioneseléctricas y los diversos tipos dereceptores, así como de los Esquemas deConexión a Tierra (ECT), de las tecnologíasexistentes en protección diferencial y desus posibilidades.Todos estos aspectos son tratados en estaGuía Técnica tanto desde el punto de vistateórico como desde el punto de vistapráctico, en un intento de clarificar almáximo todos los aspectos relativos a laprotección diferencial en las instalacionesde Baja Tensión.

Dominios de aplicaciónde los Dispositivos DiferencialesResiduales (DDR)En las instalaciones eléctricas, loscontactos directos e indirectos estánsiempre asociados a una corriente dedefecto que no regresa a la fuente dealimentación por los conductores activosdebido a que en algún punto de uno dedichos conductores activos ha habidoalguna corriente de fuga a tierra. Dichoscontactos representan un peligro para laspersonas y la presencia de dichascorrientes supone también en algunos

casos un riesgo de deterioro odestrucción para los receptores o lasinstalaciones. El objetivo fundamental delos Dispositivos Diferenciales Residuales(DDR), será detectar las corrientes dedefecto de fuga a tierra anteriores, tambiéndenominadas corrientes diferencialesresiduales, y actuar interrumpiendo elcircuito eléctrico en caso de que dichascorrientes supongan algún peligro para laspersonas o los bienes (fig. 1.1).Además, los diferenciales vigilanpermanentemente el aislamiento de loscables y de los receptores eléctricos,gracias a ello, algún modelo de diferencial,en algún caso se emplea para señalizaruna bajada del aislamiento, o bien reducirlos efectos destructivos de una corriente dedefecto.Un Dispositivo Diferencial Residual (DDR),que habitualmente se denomina“diferencial”, es un dispositivo de protecciónasociado a un captador toroidal, por elinterior del cual circulan todos losconductores activos de la linea a proteger(fase/s y neutro). Su función es la dedetectar una diferencia de corriente o másexactamente una corriente residual. Laexistencia de una corriente diferencialresidual es la consecuencia de un defectode aislamiento entre un conductor activo yuna masa o la tierra. Esta corrienteemprende un camino anormal,generalmente la tierra, para retornar a lafuente de alimentación. El diferencial estágeneralmente asociado a un aparato decorte (interruptor, interruptor automático,contactor), para realizar la aperturaautomática del circuito con el defecto.

corrientede ida

Id = Ii – Ir

receptor

fuentecorrientede retorno

corrientede defecto

Línea monofásica Línea trifásica

fuente

receptor

InId I1

I2I3I3

In

I2

I1

Id es la suma vectorial de lascorrientes de fases y neutro delsistema trifásico.

protección diferencial BT

9

Los diferenciales,aparatos de protección útilesEl primer factor de influencia en la eleccióny el empleo de los diferenciales para unainstalación, es el Esquema de Conexión aTierra (ECT) o Régimen de Neutro previsto.En el capítulo 2 se presentan los diferentesECT.c En el ECT TT (neutro puesto a tierra), laprotección de las personas contra loscontactos indirectos se basa en el empleode los diferenciales.c En los ECT IT y TN los diferenciales demedia y baja sensibilidad (MS y BS) seutilizan:v para limitar los riesgos de incendio de lasinstalaciones,v para evitar los efectos destructivos deuna fuerte corriente de defecto en losreceptores,

promulgación de la ley obligatoria referente a los DDR-AS40

30

20

10

66 67 69 7068 71 72 73 74 75 76 78 79 8077

Número de fallecimientos al añopor electrocución

años

Fig. 1.2. Evolución de los fallecimientos por electrocución, debidos al empleo de herramientas eléctricas portátilesen las empresas japonesas. El descenso empieza en 1970, año en el cual se promulgó una ley que obligaba ausar diferenciales de alta sensibilidad (AS).

v para la protección de las personas contralos contactos indirectos (salida de granlongitud).c En todos los ECT, los diferenciales de altasensibilidad (AS) son una proteccióncomplementaria contra los contactosdirectos. Son obligatorios en distribuciónterminal en muchos países.Su interés se confirma en este fin de siglopor el descenso constatado del número depersonas electrocutadas. El resultado deuna encuesta CEI de agosto de 1982realizada en Japón demostró la eficacia deestos dispositivos (fig. 1.2).


1

10

1.2 Los riesgos de lacorriente eléctricaLa utilización de la corriente eléctrica suponesiempre unos riesgos para las personas, lasinstalaciones eléctricas y los propiosreceptores eléctricos. Los dispositivosdiferenciales residuales o diferenciales seencargan de proteger contra estos riesgos.

Riesgo de incendioEl 30% de los incendios que se producenen los edificios domésticos e industrialesson debidos a un defecto eléctrico. Eldefecto eléctrico más habitual es el queestá causado por el deterioro de losaislantes de los cables de la instalacióndebido entre otras a estas causas:c Rotura brusca accidental del aislante delconductor.c Envejecimiento y rotura final del aislantede un conductor.c Cables mal dimensionados, sometidosperiódicamente a sobrecargas de corrienteque recalientan excesivamente los cablesen los que se acelera su proceso deenvejecimiento.Una corriente de fuga a tierra superior tansólo a 300 mA, superpuesta a la corrientede carga normal del cable, puedeefectivamente generar una sobreintensidadsuficiente para que el aislante justo en elpunto donde se produce la fuga se caliente,se vaya fundiendo dejando poco a poco elconductor desnudo hasta provocar unaccidente: la corriente de fuga que atraviesael aislante deteriorado crea un arco eléctricocuyo calor intenso inflama al aislante, y acualquier material inflamable en contactocon el mismo, provocando así un incendio.

Destrucción de receptoresEl aislamiento de algunos receptores sedeteriora a lo largo del tiempo debido a lassiguientes causas posibles:c Calor generado por el propiofuncionamiento del aparato.c Sobrecargas periódicas o ocasionales alas que puede estar sometido.c Agresiones del entorno donde estáfuncionando el aparato.c Desgaste del material y pérdidas deestanqueidad en los receptores.Aparte de la destrucción del propio receptorexiste el riesgo de electrocución para laspersonas e incendio de las instalaciones.

Los efectos de la corrienteeléctrica en las personasLos efectos fisiopatológicos de la corrienteeléctrica en las personas (tetanización,quemaduras externas, internas, fibrilaciónventricular y paro cardíaco) dependen dediferentes factores: las característicasfisiológicas del ser humano afectado, elentorno (húmedo o seco, por ejemplo) ytambién las características de la corrienteque atraviesa el cuerpo.La función principal de los diferenciales esla protección de las personas, y por tanto esevidente que para una perfecta puesta enservicio de estos aparatos es necesarioconocer los umbrales de sensibilidad de losseres humanos, y los riesgos a los queestán expuestos.El Comité Electrotécnico Internacional (CEI)ha estudiado el problema con el objetivo deunificar, a nivel mundial, las opiniones opuntos de vista. Muchos investigadores hanaportado su colaboración en este campo yhan contribuido a clarificar conceptos(Dalziell, Kisslev, Osypka, Bielgelmeier, Lee,Koeppen, Tolazzi, etc.).c La impedancia del cuerpo humano.En la norma UNE 20572 partes 1 y 2,basada en la norma internacional CEI 479partes 1 y 2, se tratan en detalle los efectosde la corriente que atraviesa el cuerpohumano.Los daños sufridos por las personas queson atravesadas por una corriente eléctricadependen esencialmente de su intensidad ydel tiempo de paso. Esta corriente dependede la tensión de contacto que se aplicasobre la persona, así como de laimpedancia que encuentra durante surecorrido a través del cuerpo humano. Estarelación no es lineal, pues esta impedanciadepende del trayecto a través del cuerpo,de la frecuencia de la corriente y de latensión de contacto aplicada, así como dela humedad de la piel. A modo orientativo sesuelen considerar los siguientes valoresmedios para la resistencia del cuerpohumano, a la frecuencia normal de 50 Hz:v 1600 V en medio seco,v 800 V en medio húmedo,v 200 V si el cuerpo está sumergido.


11

c Los efectos de la corriente alterna enfunción de la intensidad.Los efectos de la corriente alterna enfunción de la intensidad, para frecuenciasentre 15 y 100 Hz, se pueden ver resumidosen la tabla 1.1. Los umbrales másimportantes son los siguientes:v umbral o límite de percepción: valormínimo de la corriente que provoca unaligera sensación sobre la persona por la quecircula la corriente. Es del orden de 0,5 mA,v umbral de “no soltar” o deagarrotamiento muscular: valor máximode la corriente para la cual una persona quesostiene unos electrodos los puede soltar.Es del orden de 10 mA,v umbral de fibrilación ventricular ocardíaca humana: este umbral depende dela duración del paso de la corriente. Seconsidera igual a 400 mA para una duraciónde exposición inferior a 0,1 s.c Los efectos en función del tiempo deexposición.Los riesgos de agarrotamiento muscular,paro respiratorio o fibrilación cardíacairreversible (ver vocabulario) aumentan

proporcionalmente con el tiempo deexposición del cuerpo humano a la corrienteeléctrica (fig. 1.3).En el gráfico de la fig. 1.3, en el que se venlos efectos de la intensidad de la corrientealterna de 15 a 100 Hz ante diferentesduraciones de paso, se deben distinguirsobretodo las zonas 3 y 4 en las cuales elpeligro es real:v Zona 3 (situada entre las curvas b y c1).Para las personas en esta situación no haygeneralmente ningún daño orgánico. Peroexiste una probabilidad de contraccionesmusculares y de dificultades en larespiración, de perturbaciones reversibles,de la formación de impulsos en el corazóny de su propagación. Todos estosfenómenos aumentan con la intensidad dela corriente y el tiempo.v Zona 4 (situada a la derecha de la curvac1). Además de los efectos de la zona 3, laprobabilidad de fibrilación ventricular es:– de alrededor del 5 %, entre las curvas c1y c2,– inferior al 50 %, entre las curvas c2 y c3,– superior al 50 %, más allá de la curva c3.

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20umbral = 30 mA

50 100 200 500 1000 2000 5000 1000010

20

50

100

200

500

1 000

2 000

5 000

10 000

Duración del paso de la corriente (ms)

a b c2c1 c3

1 2 3

Corriente pasando por el cuerpo (mA)

4

Fig. 1.3. Duración delpaso de la corriente porel cuerpo en función dela intensidad de ésta. Eneste ábaco los efectos dela corriente alterna (de15 a 100 Hz) estándivididos en cuatro zonas(según UNE 20572-1,equivalente aCEI 479-1).

Efectos Intensidad de corriente (mA)(para t < 10 s) continua 50/60 Hz 10 kHz

ligero cosquilleo, límite de percepción 3,5 0,5 8choque violento pero sin pérdida delcontrol muscular 41 6 37nivel de agarrotamiento muscular (tetanización) 51 10 51fuerte dificultad respiratoria 60 15 61nivel de parálisis respiratoria 30

nivel de fibrilación cardíaca irreversible 75paro cardíaco 1000

Tabla 1.1. Efecto de las corrientes eléctricas débiles en los seres humanos.


1

12

Los efectos fisiopatológicos, tales como parocardíaco, paro respiratorio y quemadurasgraves, aumentan con el valor de laintensidad y el tiempo de exposición. Poreste motivo se admite que el empleo de losdiferenciales con funcionamiento instantáneocon un umbral inferior a 30 mA impidealcanzar esta situación y evita estos riesgos.Efectuando una aproximación más general,la norma UNE 20460 (basada en la normaCEI 364) prescribe los tiempos defuncionamiento para los DispositivosDiferenciales Residuales en función de latensión de contacto; se recuerdan en latabla 1.2.

Tensión límite de seguridad (UL)Según las condiciones del entorno,particularmente en presencia o no de agua,la tensión límite de seguridad U

L (tensión

por debajo de la cual no hay riesgo para laspersonas, según la norma UNE 20460) es,en alterna, de:c 50 V para los locales secos.c 25 V para los locales húmedos.c 12 V para los locales mojados, porejemplo, para las obras en el exterior.

Contactos directosEste tipo de contactos se produce cuandouna persona entra en contacto directamentecon elementos normalmente en tensión, sonpeligrosos para tensiones superiores a U

L y

las principales protecciones a considerar sonel distanciamiento y el aislamiento.Para cualquier Esquema de Conexión deTierra, en distribución terminal, serecomienda utilizar un diferencial que puedadetectar una corriente de defecto queatraviese una persona como una proteccióncomplementaria. Su umbral defuncionamiento, según la tabla 1.1 de lapágina anterior, debe ser inferior o igual a30 mA y, además, su funcionamiento debeser instantáneo puesto que el valor de lacorriente de defecto, función de lascondiciones de exposición, puede rebasar 1 A.

Contactos indirectosCuando se produce un contacto con unamasa puesta accidentalmente en tensión, elumbral de peligro viene determinado por latensión límite de seguridad UL.Para que no exista peligro cuando latensión de red es superior a U

L, la tensión

de contacto debe ser inferior a UL.

UC

N

PE

RB R

A

Id

DR DR

Fig. 1.4. Principio de generación de la tensión decontacto UC.

En el esquema de la figura 1.4cuando el neutro de la instalación estápuesto a tierra (esquema TT), con:R

A = resistencia de puesta a tierra de las masas de la

instalación,

RB = resistencia de puesta a tierra del neutro,

hay que elegir un umbral de funcionamiento(IDn) del diferencial tal que:UC = RA·Id o UL

en este caso Id = IDn

por lo que IDn o UL

RA

El tiempo de funcionamiento de laprotección debe elegirse en función de latensión de contacto UC:

UC = RA

RA + RB

· U

U = tensión fase-neutro

(ver tabla 1.2 ).

Tabla 1.2. Tiempo máximo que es posible mantenerla tensión de contacto según la norma UNE 20460(o CEI 364).

tensión de Tiempo de corte máximocontacto U C (V) del dispositivo de protección (s)

corr. alterna corr. continua

c locales o emplazamientos secos: UL i 50 V

< 50 5 550 5 575 0,60 590 0,45 5120 0,34 5150 0,27 1220 0,17 0,40280 0,12 0,30350 0,08 0,20500 0,04 0,10

c locales o emplazamientos húmedos: UL i 25 V

25 5 550 0,48 575 0,30 290 0,25 0,80110 0,18 0,50150 0,10 0,25220 0,05 0,06280 0,02 0,02


13

0,01

0,02

0,04

0,060,080,1

0,2

0,4

0,60,81

2

4

68

10t (s)

10 12 20 30 5060 80100 300200 500 U (V)c

corriente alterna (CA)corriente continua (CC)

BB3 BB2 BB1// / /

Los datos de la tabla 1.2 puedenrepresentarse en forma de curvas (verfig. 1.5 ), que relacionan la tensión eficaz decontacto indirecto U

C con el tiempo máximo

de corte de la protección, para CA y CC, enlugares secos (BB1), húmedos (BB2) omojados (BB3). Las asíntotas verticales dedichas curvas son las tensiones límite deseguridad UL vistas anteriormente: 50 V,25 V y 12 V, respectivamente.

Los efectos de la corrienteen función de la frecuenciaLa norma UNE 20572 partes 1 y 2 (basadaen la norma internacional CEI 479 partes 1y 2), trata sobre los efectos de la corrientealterna a diferentes frecuencias: la corrientecontinua, la corriente alterna hastafrecuencias de más de 10 kHz, lascorrientes con formas de onda especiales ylas corrientes impulsionales. A continuaciónse resumen los aspectos más destacados:c Efectos de la corriente alterna defrecuencias superiores a 100 Hz.Cuanto más aumenta la frecuencia de lacorriente, más disminuyen los riesgos defibrilación ventricular; no obstanteaumentan los riesgos de quemaduras. Laimpedancia del cuerpo humano disminuyeal aumentar la frecuencia.

Generalmente se considera que lascondiciones de protección contra loscontactos indirectos son idénticos a 400 Hzque a 50 o 60 Hz, es decir, se puedenemplear los mismos dispositivosdiferenciales a ambas frecuencias ya queaunque aumente el umbral de disparo deldiferencial también disminuye lapeligrosidad de la corriente, es decir, senecesita más corriente para hacer el mismodaño. Por ejemplo, un diferencial de 30 mAnominales a 50 Hz sigue siendo igual deseguro si se emplea en una red a 400 Hzaunque dispare a una intensidad muysuperior a 30 mA.La norma indica que el factor defrecuencia , que es la relación entre lacorriente a la frecuencia f y la corriente a lafrecuencia de 50/60 Hz para un mismoefecto fisiológico considerado, aumenta conla frecuencia.La corriente produce un daño máximo a lafrecuencia de 50/60 Hz. Por ejemplo, laintensidad de tetanización, que es de10 mA a 50 Hz, pasa a 90 mA en corrientecontinua y a 80 mA a 5kHz.Por otro lado, se ha constatado que de 10 a100 kHz el umbral de percepción aumentaaproximadamente de 10 mA a 100 mA envalor eficaz.Las normas aún no imponen una regla defuncionamiento particular aunque MerlinGerin, consciente de los riesgos potencialesque representan estas corrientes, vigila quelos umbrales de los aparatos de protecciónque propone estén por debajo de la curvade fibrilación ventricular definida por lanorma UNE 20572-2 de la figura 1.6 .c Efectos de la corriente continua.La corriente continua es menos peligrosaque la alterna. Es más fácil de soltar lamano de objetos en tensión continua quede objetos en tensión alterna. En corrientecontinua, el umbral de fibrilación ventriculares mucho más elevado.c Efectos de las corrientes con formasde onda especiales.El desarrollo de la electrónica de mando,hace que se puedan crear, en caso dedefecto de aislamiento, corrientes cuyaforma se componga de corriente alterna ala cual se superponga una componentecontinua. Los efectos de estas corrientessobre el cuerpo humano son intermediosentre los de la corriente alterna y los de lacorriente continua.

Fig. 1.5. Curva del tiempo de contacto máximo (t)en función de la tensión de contacto (UC), de acuerdoa UNE 20460.


1

14

25

15

10

5

0

10 100 1000 10000

20

frecuencia (Hz)

Id(f) / Id(50 Hz)

Límite normativo, según UNE 20572-2

ID clase A

ID clase AC

Vigirex RH328A

Fig. 1.6. Variaciones del umbral de fibrilación ventricular (según UNE 20572-2) y de los umbrales de los diferentesdiferenciales Merlin Gerin regulados a 30 mA, para las frecuencias comprendidas entre 50/60 Hz y 2 kHz.

c Efectos de las corrientes de impulsiónúnica de corta duración.Provienen de las descargas decondensadores y pueden presentar ciertospeligros para las personas en caso dedefecto de aislamiento. El factor principalque puede provocar una fibrilaciónventricular es el valor de la cantidad deelectricidad (It) o de energía (I2t) paraduraciones de choque inferiores a 10 ms.El umbral de dolor depende de la cargadel impulso y de su valor de cresta.De una forma general, es del orden de50 a 100 · 106 A2s

c Riesgos de quemaduras.Otro riesgo importante ligado a laelectricidad son las quemaduras. Estas sonmuy frecuentes cuando se producenaccidentes domésticos y sobretodoindustriales (estos últimos suponen más del80 % de las quemaduras provocadas poraccidentes eléctricos).Existen dos tipos de quemaduras:v la quemadura por arco, que es unaquemadura térmica debida a la intensaradiación calórica del arco eléctrico,v la quemadura electrotérmica, es la únicaverdadera quemadura eléctrica, que esdebida al paso de la corriente a través delorganismo.

Protección contradefectos deaislamiento yregímenes de neutro

2.1 Las normas de instalación 162.2 Esquema TT 172.3 Esquema IT 192.4 Esquema TN 21

2

2 Protección contra defectos de aislamientoy regímenes de neutro

16

2

2.1 Las normasde instalación

Los dispositivos diferenciales residuales(DDR) se emplean en instalaciones eléctricasdomésticas, terciarias e industriales. En elReglamento de Baja Tensión (MIE-BT-008)y en la Norma Internacional CEI 364 (enEspaña tiene su equivalente en la UNE20460), se especifican las reglas deinstalación de los diferenciales. Aquí seestablecen tres Esquemas de Conexión aTierra (ECT) básicos, también denominadosRegímenes de Neutro:

c Esquema TT.c Esquema IT.c Esquema TN.

La utilización de uno u otro es función devarios aspectos: el país, la continuidad deservicio necesaria, flexibilidad deampliación de la instalación, mantenimientode la instalación, etc.Para cada uno de estos esquemas sedefinirá a continuación de forma másdetallada, en su apartado correspondiente,cómo hay que emplear los diferenciales,pues el riesgo eléctrico depende de laelección del ECT.La norma prevé también una serie deprecauciones básicas que en lascondiciones normales de explotaciónreducen considerablemente los riesgoseléctricos, por ejemplo:c alejamiento y obstáculos,c aislamiento - aparatos con aislamientoclase II - y transformadores de seguridad,c puesta a tierra de las masas,c equipotencialidad.

Reglas generalesCualquiera que sea el ECT existente enuna instalación, las normas exigen que:c Cada masa esté conectada a una tomade tierra a través del conductor deprotección.c Las masas simultáneamente accesiblesestén conectadas a una misma toma detierra.c Un dispositivo de corte desconecteautomáticamente toda parte de lainstalación donde se pueda generar unatensión de contacto peligrosa.c El tiempo de corte de este dispositivo seainferior al tiempo máximo definido.

El riesgo de contacto directoCualquiera que sea el ECT, el riesgo queimplica un contacto directo es idéntico paralas personas. Las protecciones previstaspor la normas son idénticas y aprovechanlas posibilidades de los diferenciales de altasensibilidad.En efecto:Una persona en contacto con un conductorbajo tensión se ve atravesada por lacorriente de defecto y estará, por tanto,expuesta a los riesgos fisiopatológicosexpuestos en el capítulo 1 (fig.2.1).

c Un diferencial colocado aguas arriba delpunto de contacto puede medir laintensidad que atraviesa a la persona einterrumpirla si ésta es peligrosa (fig. 2.2).

Fig. 2.1.

Fig. 2.2. Componentes básicos de un diferencial.

L1L2L3

Transformador

N

N F

Reléde

medida

Captador

IeIs


17

La normativa reconoce como medida deprotección complementaria el empleo de losdiferenciales de alta sensibilidad (30mA), omuy alta sensibilidad (menor a 30mA),cuando el riesgo de contacto directo esdebido al entorno, a la instalación o a laspersonas (UNE 20460). Este riesgo existeademás cuando el conductor de protecciónse corta o es inexistente (aparamentaportátil). En este caso el empleo de losdiferenciales de alta sensibilidad esobligatorio. Así la UNE 20460, precisa quelos diferenciales de sensibilidad menor oigual a 30 mA deben proteger los circuitosque alimentan las tomas de corriente cuando:

c Están situadas en locales mojados o eninstalaciones provisionales.c Son de calibre menor o igual a 32 A paralas demás instalaciones.

NotaLa norma UNE 20572 indica que laresistencia del cuerpo humano es igual osuperior a 1000 V para el 95% de laspersonas expuestas a una tensión decontacto de 230 V, en este caso la corrienteque atravesará su cuerpo es de 0,23 A.

La protección contra incendiosPara la protección contra incendios, paracualquier régimen de neutro, deberánemplearse dispositivos diferenciales desensibilidad menor o igual a 300 mA, yaque está probado que una corriente de300 mA puede calentar hasta laincandescencia dos piezas metálicas encontacto puntual (superficie de contactomuy reducida), y si se tienen materialesinflamables en contacto se puede originarun incendio.

2.2 Esquema TT

Este tipo de esquema es el más utilizado enla actualidad. En España se emplea entodas las instalaciones domésticas y lamayoría del resto de instalaciones, llegandoal 95% de las instalacionesaproximadamente.Este esquema de conexión a tierracorresponde a las instalacionesalimentadas directamente por una red de

distribución en B.T. en las que el neutro deltransformador de alimentación estáconectado directamente a tierra, y laspartes metálicas de los receptores estánunidas a otra toma de tierra (fig.2.3).

La protección de personas contralos contactos indirectosEn este caso, un defecto de aislamientofase-masa (ver fig.2.4 ) provoca lacirculación de una corriente de fuga a tierraId que únicamente está limitada por lasresistencias de las tomas de tierra (RA y RB)y la resistencia del defecto de aislamiento(Rd):

Id = URA + RB + Rd

< UL

Donde UL es la tensión de contacto máximaadmisible por el cuerpo humano, en unentorno determinado. Según el tipo delocal, se definen tres valores de tensión deseguridad, que no deben rebasarse, (12 V,25 V o 50 V)– 50 V para los locales secos.– 25 V para los locales húmedos.– 12 V para los locales mojados (por ej.:para las obras en el exterior).Estas tensiones, consideradas como nopeligrosas, provocan la circulación, por elcuerpo humano, de una corriente inferior a25-30 mA (límite en el que se tieneposibilidad de parálisis respiratoria), vertabla 1.1, capítulo 1.

L1L2L3N

RB RA

Fig. 2.3.


18

2

Como la peligrosidad de la corrienteeléctrica va directamente asociada altiempo de circulación, se establecen trescurvas de seguridad que dan el tiempomáximo de paso de la corriente en funciónde la tensión de contacto (ver tabla 1.2 yfigura 1.5 del capítulo 1). Así pues, lostiempos de respuesta de los dispositivosdiferenciales residuales vienen impuestospor estas curvas de seguridad para laspersonas.La tensión de contacto Uc se define comoel potencial que puede alcanzar una masametálica de un receptor, debido a undefecto de aislamiento en el mismo,respecto a otro punto simultáneamenteaccesible por una persona, generalmente latierra.Tendremos que en este régimen TT latensión de contacto es igual a:

UC = I

d 3 R

A

es decir UC = RA

RA + RB

· U

Donde U es la tensión fase-neutro, y se hadespreciado Rd. Así, la carcasa del receptorpuede alcanzar una UC peligrosa. A travésdel siguiente ejemplo veremos que en TT laintensidad de defecto correspondiente esdel orden de algunos amperios y se alcanzauna U

C elevada. La desconexión será pues

obligatoria.

Ejemplo (fig. 2.4)Con U = 230 V, RA = RB = 10 Ω y Rd = 0.La intensidad de defecto (Id), será:

Id = URA + RB + Rd

Id = 230(10 + 10 + 0)

= 11,5 A

con lo que la tensión de contacto (UC) que

se generará, será de UC = Id · RA;

UC = 11,5 A 3 10 Ω = 115 V.

Dicha tensión es muy superior a la tensiónlímite U

L y presenta peligro para las

personas si éstas se exponen durante másde 0,2 s en un entorno seco y durante másde 0,08 s en un entorno húmedo.La corriente I

d de 11,5 A es asimilable a una

corriente de cortocircuito, pero es a la vezdébil y fuerte; débil porque no disparaninguna protección convencional del tipointerruptor automático magnetotérmico, yfuerte porque pone en peligro a laspersonas. Por consiguiente, es precisoañadir al menos un dispositivo diferencialresidual (DDR) en cabecera de lainstalación.La sensibilidad del diferencial que debeutilizarse debe ser tal que la tensión decontacto U

C sea inferior a la tensión límite

convencional UL, a saber:

IDn o UL / RA

La protección de los receptoreseléctricos y de los circuitosEl nivel del umbral de disparo de losdiferenciales necesario para la protecciónde personas en los esquemas TT es másbajo que el necesario para proteger loscircuitos magnéticos de las máquinas(motor) o para proteger contra incendios.Los DDR también pueden evitar, por lotanto, los daños en receptores motivadospor defectos de aislamiento. Simplementehabrá que tener la precaución, tal como seha dicho antes, de utilizar diferenciales de300 mA o menores.

Incidencia del esquema TT en elconductor neutroc Caso de una instalación bajo tensiónEl esquema TT no tiene ningún efectosobre la protección y el corte del neutro, yaque la corriente de defecto de aislamientono atraviesa el conductor neutro (fig. 2.4).

RB RA

L1L2L3N

Id

11,5A 115V

Fig. 2.4.


19

c Caso de una instalación sin tensiónEl seccionamiento del neutro es obligatorio.En efecto, en caso de sobretensión en laMT (fallo o descarga eléctrica deltransformador), el potencial del neutro seeleva y por tanto aparece un potencial muypeligroso de varios cientos de voltiosaproximadamente, entre el neutro y la tierrade utilización.Por este motivo, una persona que opere enla máquina puede estar en contacto directocon el conductor de neutro a dicha tensiónelevada, lo que conlleva el máximo riesgo(fig. 2.5).

c Las normas de instalaciónConcretamente la norma UNE 20460, tieneen cuenta este riesgo al imponer unseccionamiento sin tensión del conductorneutro. Si este seccionamiento quedagarantizado a través de una función decorte omnipolar, que realiza al mismotiempo el seccionamiento de las fases y elneutro, entonces aumenta la seguridad delas intervenciones sin tensión.Es por tanto necesario garantizar elseccionamiento. Un interruptor automáticotetrapolar que permita realizar el corteomnipolar y el seccionamiento cumplenaturalmente todos los requisitos de lanorma UNE 20460.

Utilización del régimen TTEste es el esquema de conexión a tierramás utilizado en España. En distribuciónpública está obligado por el REBT. Lasventajas que presenta son: no precisa deun servicio de mantenimiento de lasinstalaciones, permite ampliar sincomplicaciones especiales las instalacionesy en muchas ocasiones los dispositivos deprotección diferencial para este régimenresultan más económicos.

2.3 Esquema IT(Neutro aislado o impedante)

En este esquema nos encontramos que elneutro está aislado y no conectado a tierra,mientras que las masas están normalmenteconectadas a la tierra de la instalación(fig.2.6).

Este tipo de esquema se puede aplicar ainstalaciones de Baja Tensión (B.T.)completas alimentadas por untransformador M.T./ B.T., o bien de formaparcial a zonas o “islotes” reducidos dentrode una red de B.T., alimentadas por untransformador de aislamiento separador.Puede además estar prescrito orecomendado por reglamentos oficiales(por ej.: en salas de operación o deanestesia está recomendado por el REBTen la instrucción 25).

L1L2L3NPE

L1L2L3N

Fig. 2.5.

Fig. 2.6.


20

2

La protección de personas contralos contactos indirectosEn funcionamiento normal (sin fallos deaislamiento), la red se conecta a tierra através de la impedancia de fuga de la red(fig. 2.7). Para un cable trifásico, porejemplo, esta impedancia se caracteriza porlos siguientes valores típicos de capacidad(C) y resistencia (R ) de aislamiento:

C = 0,3 µF / km y R = 10 MΩ/km a 50 Hz

Tendremos pues una impedancia total delínea formada por dos impedancias (resistivay capacitiva). Puesto que la resultante de lasimpedancias en paralelo es prácticamentecapacitiva, podemos aproximarla a:

Zc = Xc = 1C · v

, con v = 2pf

En caso de fallo de aislamiento (fig. 2.8) ypara una tensión de 230 V suponiendo queRA = RB = 10 Ω, la corriente de defecto Id

será de:

Id = Uo(Zc+RA+RB)

= 230(3.450+10+10)

= 60 mA

Por lo tanto, no hay riesgo deincendio. La tensión de contacto U

C de la

masa del receptor a tierra será equivalente a:

UC = Id · RA = 0,06 3 10 = 0,6 V.

Por lo tanto no hay peligro para laspersonas.No obstante, si se produce un segundodefecto de aislamiento fase-tierra en unafase distinta a la del primer defecto sin habereliminado el primer defecto, el comportamientode este esquema de conexión a tierra seráanálogo al de un esquema TN: esequivalente a un cortocircuito entre fases.El interruptor automático magnetotérmicode aguas arriba disparará. También sepueden originar sobretensiones en algunosreceptores si las cargas afectadas por eldefecto no están equilibradas, actuandocomo un “divisor de tensión”.Puesto que la corriente de defecto dependede la longitud de las líneas, es necesariocomprobar que esta corriente sea superioral umbral de funcionamiento de laprotección magnetotérmica (fig. 2.9).

Al igual que para el esquema TN, si lalongitud de los circuitos es superior a Lmaxes necesario disminuirla, o bien aumentar lasección del conductor de protección (SPE), obien instalar un diferencial de bajasensibilidad (de 1 a 30 A) para asegurar eldisparo instantáneo. Ver tablas en elcapítulo 5 con las longitudes máximas decable L

MAX admisibles para los diferentes

interruptores automáticos magnetotérmicosMerlin Gerin .

L1L2L3N

ZC

PE

AB

L1L2L3N

R2R3 R1C2C3 C1

RB RA

L1L2L3N

Id

60mA

0,6V

ZC

PE

Fig. 2.7.

Fig. 2.8.

Fig. 2.9.


21

Para garantizar la continuidad de servicio,es por tanto obligatorio, por el reglamento ypor norma, detectar y señalar el primer fallomediante aparatos específicos denominadosControladores Permanentes de Aislamiento(CPI), como el sistema Vigilohm de MerlinGerin, que además permite efectuar labúsqueda del defecto bajo tensión.

Utilización del régimen ITEl régimen IT en España se emplea en unreducido número de instalaciones. Esterégimen posee la ventaja de que permitegarantizar la máxima continuidad deservicio y seguridad para las personas,aunque requiere la presencia de personalde mantenimiento y un cálculo preciso delongitudes máximas de líneas que nospermita decidir si hay que utilizar o no undiferencial para efectuar la correctaprotección en caso de segundo defecto.

2.4 Esquema TN

En este esquema el neutro deltransformador está conectado a tierra y lasmasas metálicas de los receptores estánconectadas al neutro. Existen tres variantesde régimen de neutro diferenciadas por unatercera letra (fig. 2.10):

Esquema TN-C: El conductor de neutro yel de protección PE son el mismoconductor.Esquema TN-S: El conductor de neutro y elconductor de protección PE estánseparados.Esquema TN-C-S: Mixto, el esquema TN-Cdebe situarse siempre aguas arriba delesquema TN-S.

L1L2L3PEN

L1L2L3NPE

En el esquema TN-S, la corriente de fugano circula por el suelo sino por el cable PEcon resistencia RPE. En el ejemplo de lafig. 2.11, el conductor de fase y elconductor PE son de cobre y tienen unalongitud de 50 m y una sección de 35 mm2.Calculemos la corriente de defecto:

Id = UO

(RF + RPE)

donde RF = resistencia del conductor de fase,y R

PE = resistencia del conductor de protección.

RF = RPE = r 3 LS

= 0,025 3 50/35 = 32,14 mV

Id = 230 / (2 3 0,03214) = 3578 A

Esta corriente de defecto genera unatensión de contacto:

UC = RPE 3 Id = 3578 3 0,03214 = 115 V

Esta tensión es claramente superior a latensión de seguridad UL. Por lo tanto, espreciso cortar obligatoriamente (fig. 2.12).

Fig. 2.10. Fig. 2.12.

Fig. 2.11.

L1L2L3N

Id

PE

RF

UC

RPE

UO

UCRPE

RF

Id

UO


22

2

En la práctica, todo se desarrolla como sise produjera un cortocircuito entre fase yneutro; el interruptor automático situadoaguas arriba dispara.Puesto que la corriente de defecto dependede la longitud de las líneas, es necesariocomprobar que ésta sea superior al umbralde funcionamiento de la protecciónmagnetotérmica.En caso contrario, es necesario añadir undiferencial en cabecera de la instalación.

La protección de las personascontra los contactos indirectosTal como hemos visto, la corriente dedefecto depende de la impedancia delbucle de defecto, la protección está asíasegurada por las protecciones desobreintensidad (cálculo/medidas deimpedancia de bucle).Si la impedancia es muy grande y nopermite a la corriente de defecto dispararlas protecciones de sobreintensidad (cablesde gran longitud) una solución es lautilización de los diferenciales de bajasensibilidad (IDn O 1 A).Por otra parte, este esquema no puede seraplicado cuando, por ejemplo, laalimentación se hace a través de untransformador cuya impedancia homopolares muy importante (acoplamiento estrella-estrella).

La protección de los receptoreseléctricos y de los circuitosEn este esquema, los defectos deaislamiento son el origen de fuertescorrientes de defecto equivalentes a lascorrientes de cortocircuito. El paso de estascorrientes tiene como consecuenciaimportantes daños, como por ejemplo laperforación de las chapas del circuitomagnético de un motor, lo que conduce a lanecesidad de cambiar el motor en lugar deser rebobinado. Estos daños pueden serconsiderablemente limitados con lautilización de diferenciales instantáneos debaja sensibilidad (3 A por ejemplo), que soncapaces de reaccionar antes de que lacorriente alcance un valor importante.Resaltar que esta protección es tanto másimportante a medida que aumenta latensión de servicio pues la energía disipadaen el punto de defecto es proporcional alcuadrado de la tensión.Las consecuencias económicas de tales

destrucciones eventuales deben serestimadas pues es un criterio a tener encuenta al elegir el ECT.

Detección de defectos deaislamiento entre el neutroy el conductor de protección (PE)o masas del edificioEste tipo de defecto transforma el esquemaTN-S en TN-C. Una parte de la corriente delneutro (incrementada por la suma de lascorrientes armónicas de rango 3 y múltiplosde 3) pasa permanentemente por el PE ypor las estructuras metálicas del edificiocon dos consecuencias:c La equipotencialidad del PE ya no estaráasegurada (unos pocos voltios puedenperturbar el funcionamiento de los sistemasinformáticos enlazados por bus que debentener la misma referencia de potencial).c La circulación de una corriente por elinterior de las estructuras aumenta el riesgode incendio.Los diferenciales permiten detectar estetipo de defecto.

Detección de defectode aislamiento sin disparoy protección de bienesEn un esquema TN-S, ninguna regla deseguridad impone la vigilancia delaislamiento como para el esquema IT. Pero,todo disparo consecuencia de un defecto deaislamiento produce pérdidas de continuidadde servicio y muy frecuentemente costosasreparaciones antes de restablecer la tensión.Es por eso que cada vez másfrecuentemente las explotaciones solicitandispositivos de prevención con el fin deintervenir antes de que la pérdida deaislamiento se transforme en uncortocircuito. Una respuesta a estanecesidad es el empleo de señalización, enTN-S, en las salidas críticas, mediantediferenciales con umbrales del orden de 0,5a algunos amperios que pueden detectarbajadas de aislamiento (sobre las fases o elneutro) y alertar a los responsables de laexplotación. Una gama especialmentediseñada para llevar a cabo esta función,entre otras, es el nuevo relé diferencialelectrónico con toroidal separado VigirexRHU y RMH de Merlin Gerin, que incorporauna pantalla para la visualizaciónpermanente de la intensidad de fuga a tierra


23

y varios umbrales de alarma y disparo. Toda lainformación, además, la puede comunicar víaBus a un sistema informático supervisor de lainstalación. En cambio los riesgos de incendiode origen eléctrico son reducidos, y se evita ladestrucción de materiales empleandodiferenciales con disparo para IDn o 300 mA.

Incidencia del esquema TN-C en elconductor neutro (ver fig. 2.13)

c Caso de una instalación bajo tensión:La protección y el corte del PEN (neutro yPE confundidos) no se puede realizar yaque, como conductor de protección PE,debe soportar todas las corrientes dedefecto.c Caso de una instalación sin tensión:No es posible realizar el seccionamiento delPEN. Ello obliga a realizar una conexión atierra sistemática y múltiple del conductorPEN para garantizar que se conserva laequipotencialidad.

Utilización del régimen TNEl régimen TN, en España se emplea en unreducido número de instalaciones. Laventaja de este régimen es que losinterruptores automáticos magnetotérmicosaseguran la protección, no solo contrasobrecargas y cortocircuitos, sinó tambiéncontra defectos de aislamiento. Elinconveniente es que para realizar cualquierampliación de la instalación, es obligatoriocalcular para la nueva longitud de línea silos dispositivos magnetotérmicos actualesgarantizan la protección en caso de fuga atierra, si no es así será necesario añadirprotección diferencial.

Ver en las tablas del capítulo 5 laslongitudes de cable máximas admisiblesLMAX en régimen TN para garantizar laprotección ante defectos de aislamiento,utilizando interruptores automáticosmagnetotérmicos Merlin Gerin .

A continuación vemos el métodoconvencional teórico de cálculo de laslongitudes máximas L

MAX de cable en

régimen TN para garantizar elfuncionamiento instantáneo de la protecciónmagnetotérmica.Se aplica la ley de Ohm a la salida denuestra instalación afectada por el defectode aislamiento tomando como hipótesis quela tensión entre la fase en defecto y el PE oPEN siempre es superior al 80 % de latensión simple nominal. Este coeficientetiene en cuenta el conjunto de impedanciasde aguas arriba.En BT, cuando el conductor de proteccióncircula junto a los conductores de fasecorrespondientes, es posible despreciar lasreactancias de los conductores frente a suresistencia; esta aproximación es admisiblehasta secciones de 120 mm2. Parasecciones mayores se sobredimensionará laresistencia según se ve en la tabla de lafigura 2.14.

sección (mm 2) resistencia

150 R + 15 %

185 R + 20 %

240 R + 25 %

Fig. 2.14.

La longitud máxima de un circuito enrégimen TN viene dada por la fórmulasiguiente:

LMAX = 0,8 3 UO 3 Sf

r 3 (1 + m) 3 I a

En la cual:c L

MAX: longitud máxima en metros,

c UO: tensión simple, 230 V en redes230/240 V,c r: resistividad a la temperatura defuncionamiento normal:v para el cobre: 22,5 3 103 V 3 mm2/m,v para el aluminio: 36 3 103 V 3 mm2/m.c Ia es la corriente (A) de disparo magnéticodel interruptor automático,c m: S

f/S

PE,

c Sf: sección de las fases en mm2,c S

PE: sección del conductor de protección

en mm2.

L1L2L3PEN

Fig. 2.13.

Principio defuncionamientode los dispositivosdiferenciales

3.1 Captadores 273.2 Relés de medida y disparo 303.3 Test de buen funcionamiento

de los diferenciales 313.4 Tecnología superinmunizada

multi9 33

3

3 Principio de funcionamiento de losdispositivos diferenciales

3

26

O bien separado del diferencial:c relés diferenciales con toroidalseparado Vigirex.

El relé de medida y disparoPuede ser electrónico:c relés diferenciales con toroidal separadoVigirex. Precisan alimentación auxiliar,c bloques diferenciales Vigicompact. Nonecesitan alimentación auxiliar.O bien electromecánico:c el resto de gamas (multi 9 y Európoli). Nonecesitan alimentación auxiliar.

El dispositivo de maniobraExisten diferenciales que incorporan en elmismo aparato el interruptor que abre elcircuito controlado:c interruptores diferenciales ID multi 9,c interruptores automáticos combinadosmagnetotérmicos y diferenciales DPN Vigimulti 9,c interruptores automáticosmagnetotérmicos y diferencialesultraterminales Eunea Merlin Gerin serieEurópoli.Existen otros diferenciales que necesitan deun dispositivo de disparo externo específicocon el que se unen mecánicamente :c bloques diferenciales Vigi multi 9 yVigicompact que deben acoplarseobligatoriamente a un interruptor automáticomulti 9 o Compact respectivamente.Y un tercer tipo de diferencial que necesitade un dispositivo de disparo externo con elque se une eléctricamente :c relés diferenciales con toroidal separadoVigirex, que se conectan eléctricamentecon un interruptor automático (a través deuna bobina de disparo).

Como ejemplos de dos de los diferencialesmás habitualmente utilizados en Bajatensión se puede ver:c En la fig. 3.1, el esquema tipo funcionalde un diferencial electromecánico tipo“multi 9 ” a propia corriente, es decir, que noprecisa de fuente de alimentación auxiliar.

Los Dispositivos Diferenciales Residuales(DDR) están constituidos por varioselementos: el captador, el bloque detratamiento de la señal, el relé de medida ydisparo y el dispositivo de maniobra.c El captador. Suministra una señaleléctrica útil en el momento que la suma delas corrientes que circulan por losconductores activos es diferente de cero.c Bloque de tratamiento de la señal. Laseñal eléctrica leida por el captador debeser siempre tratada electrónicamente enmayor o menor grado para lograr elcorrecto funcionamiento del relé de mediday disparo, evitando al mismo tiempofuncionamientos o disparos no deseadosdel dispositivo diferencial. La señal tratadase envía al relé de medida y disparo.c El relé de medida y disparo. Compara laseñal eléctrica suministrada por el captadory una vez tratada, con un valor de referenciay da, con un posible retardo intencionado, laorden de apertura al aparato de corteasociado o dispositivo de maniobra.c El dispositivo de maniobra de aperturadel aparato (interruptor o interruptorautomático), situado aguas arriba delcircuito eléctrico controlado por el diferencial,se denomina disparador o accionador.

Merlin Gerin ha desarrollado varios tipos dedispositivos de protección diferencial paraBaja Tensión que se incluyen dentro de lasdiferentes gamas que se pueden encontraren el capítulo 7 de esta Guía. Las diferentesformas de construir estos DispositivosDiferenciales Residuales (DDR) sediferencian por los criterios siguientes:

El captadorPuede estar incorporado dentro del propiodiferencial:c interruptores diferenciales ID multi 9,c interruptores automáticos combinadosmagnetotérmicos y diferenciales DPN Vigimulti 9,c bloques diferenciales Vigi multi 9y Vigicompact,c interruptores automáticos magnetotérmicosy diferenciales ultraterminales EuneaMerlin Gerin serie Európoli.

Fig. 3.1. Esquemafuncional de undiferencialelectromecánico“a propia corriente”(tipo multi 9).

CaptadorBloque

de tratamientode la señal

Relé de mediday disparo

Dispositivode maniobra


27

c En la fig. 3.2, el esquema tipo funcionalde un diferencial electrónico tipo “Vigirex ”que precisa de fuente de alimentaciónauxiliar.

A continuación se dará una visión generaldel funcionamiento y utilización de losdiferentes captadores y de los relés demedida y disparo existentes.Posteriormente se profundizará enaspectos particulares de la tecnologíaempleada en los dispositivos diferencialesmulti 9 de Merlin Gerin .

3.1 Captadores

En los circuitos de corriente alterna sepueden utilizar dos tipos de captadores:c El transformador toroidal. Es el tipo decaptador más utilizado para medir lascorrientes de fuga.c Los transformadores de intensidad(TI). Utilizados en AT y MT y en algunoscasos en BT.

El transformador toroidalEste envuelve la totalidad de losconductores activos y de este modo esexcitado por el campo magnético residualcorrespondiente a la suma vectorial de lascorrientes que circulan por las fases y elneutro.La inducción en el toroidal y la señaleléctrica disponible en bornes delarrollamiento secundario del transformadores, por tanto, la imagen de la corrientediferencial residual.Este tipo de captador permite detectar lascorrientes diferenciales desde algunosmiliamperios hasta algunas decenas deamperios. En el apartado 3.4 se verá elfuncionamiento exacto de los diferentestransformadores toroidales.

Los transformadoresde intensidad (TI)Para medir la corriente diferencial de uncircuito eléctrico trifásico sin neutro sedeben instalar tres transformadores deintensidad según la fig. 3.3. Este montajese denomina de Nicholson.

Los tres TI son generadores de corrienteconectados en paralelo. Hacen circularentre A y B una corriente que es la sumavectorial de las tres corrientes, la cual es lacorriente diferencial residual. Esta corrientediferencial se medirá con un transformadortoroidal conectado a un relé diferencial DR(tipo Vigirex ).Este montaje, denominado de Nicholson, seutiliza normalmente en MT y AT cuando lacorriente de defecto a tierra puede alcanzarvarias decenas o centenas de amperios.Para su empleo, se debe considerar laclase de precisión de los TI: con TI de clase5 % no se permite efectuar una regulaciónde protección de tierra por debajo del 10 %de su corriente nominal.

CaptadorBloque

de tratamientode la señal

Relé de mediday disparo

Dispositivode maniobra

Alimentaciónauxiliar

Fig. 3.2. Esquemafuncional de un DDRelectrónico con“alimentación auxiliar”(tipo Vigirex).

I1 I2 I3

AIh

B

DR

Fig. 3.3. Montaje de Nicholson. La suma vectorial delas corrientes de fase da la corriente diferencial.


3

28

Utilización de transformadorestoroidales separados. Casosparticularesc Alimentación de fuerte potencia.El montaje de Nicholson de los TI, que seráútil en BT cuando los conductores sonpletinas o cables de gran sección paratransportar fuertes intensidades, no permite,incluso utilizando TI exactamente iguales,regulaciones compatibles con la protecciónde las personas (umbral IDn o U

L/R

A).

Existen varias soluciones:

v si la dificultad se presenta en uncuadro general justo a la salida deltransformador, es deseable:– la puesta en servicio de un transformadortoroidal en cabecera de instalación sobre laconexión a tierra del neutro BT deltransformador (fig. 3.4). En efecto, según laley de nudos de Kirchhoff, la corrientediferencial vista por (N) es estrictamente lamisma que aquella vista por (G) para undefecto que se produzca en la distribuciónBT, o

– la instalación de un toroidal encada salida, todos conectados enparalelo a un solo relé (fig. 3.5).Efectivamente, con esta conexión, cuandoel relé de medida (generalmente electrónicotipo Vigirex ) para funcionar necesita tansólo una señal eléctrica de valor muy débil,es posible hacer trabajar los toroidalescomo “generadores de corriente”.Dispuestos en paralelo, suministran laimagen de la suma vectorial de lascorrientes primarias.Este montaje está previsto por las normasde instalación. De todas formas, porrazones de selectividad es preferible utilizarun diferencial por salida.v si la dificultad se presenta con varioscables en paralelo por fase que nopueden atravesar todos un toroidal.Es posible situar un toroidal sobre cadacable (que transporte todos los conductoresactivos) y disponer todos los toroidales enparalelo (fig. 3.6).Siempre se debe observar:v que cada toroidal ve n espiras encortocircuito (3 en la figura) que puedendisminuir la sensibilidad,v si las conexiones presentan diferenciasde impedancia, cada toroidal señalizará unafalsa corriente homopolar. Un cableadocorrecto limita bastante estas falsascorrientes homopolares,v que este montaje implica para cadatoroidal que los bornes de salida S1-S2 semarquen en función del sentido decirculación de la energía.Esta solución requiere el acuerdo delfabricante del diferencial.

DR

1

N

G

2

3

MT / BT

DR

Fig. 3.4. El toro N proporciona la misma informaciónque el toro G.

31 2

31 2

Fig. 3.6. Disposición de los toros sobre los cablesunifilares en paralelo de gran sección.

DR

Fig. 3.5. Instalación de un toroidal en cada salida,todos conectados en paralelo a un solo relé. Solucióncuando es imposible colocar un sólo transformadortoroidal en la línea de alimentación principal.


29

c Salida de fuerte potencia.Para que la “respuesta” del toroidal sea fiely lineal, se deben situar los conductoresactivos en el toroidal lo más próximosposible de su centro para que sus accionesmagnéticas se compensen perfectamenteen ausencia de corriente residual. Enefecto, el campo magnético desarrolladopor un conductor disminuyeproporcionalmente con la distancia; segúnla fig. 3.7, en la que se tiene un malcentrado de los conductores, la fase 3provoca en el punto A una saturaciónmagnética local y no tiene, por tanto, unaacción proporcional. Ello puede ser causade disparos intempestivos. Es el mismocaso que si el toroidal se sitúa en laproximidad o en el mismo codo de loscables que envuelve (fig. 3.8). La apariciónde una inducción residual parásita va aprovocar, para las intensidadesimportantes, la aparición en el secundariodel toroidal de una señal que puedeocasionar un disparo intempestivo. Elriesgo es tanto más importante cuando elumbral del diferencial es débil en relación alas corrientes de fase, particularmentedurante un cortocircuito.En los casos difíciles (si Ifase máx. / IDn, eselevado) dos soluciones permiten evitar elriesgo de disparo intempestivo:v utilizar un toroidal más grande que elnecesario, por ejemplo de un diámetrodoble al que justamente conviene para elpaso de los conductores,v situar una plancha en el toroidal.Esta plancha debe ser de materialmagnético para homogeneizar el campomagnético, ver fig. 3.9. Se debe situar entreel toroidal y los conductores; reduce elriesgo de disparos intempestivos debido alos efectos magnéticos de las puntas decorriente.Cuando se han tomado todas estasprecauciones:– centrado de los conductores,– toroidal de gran dimensión,– y plancha magnética,la relación

Ifase máx.

IDnpuede alcanzar un valor de hasta 50.000.

Utilización de diferenciales contoroidal incorporadoSe debe destacar que los diferenciales contoroidal incorporado, tipo multi 9 oVigicompact, por ejemplo, aportan unaóptima solución a los instaladores yusuarios puesto que es el fabricante quienestudia y pone en servicio las respuestastécnicas:c Domina el problema del centrado de losconductores activos, y para lasintensidades débiles puede prever y repartirvarias espiras primarias alrededor deltoroidal.c Puede hacer “trabajar” el toroidal con unainducción más elevada para maximizar laenergía captada y minimizar la sensibilidada las inducciones parásitas (debidas a lasfuertes corrientes).

L u 2 Ø

Ø

Fig. 3.8.

A3

1

2

Fig. 3.7.

L u 2 Ø

Ø

Fig. 3.9.


3

30

3.2 Relés de mediday disparoPor lo que se refiere al relé de medida ydisparo, los diferenciales se puedenclasificar en tres categorías tanto según sumodo de alimentación cómo según sutecnología.

Según su modo de alimentación“A propia corriente”Este es un aparato en el que la energía dedisparo la suministra la propia corriente dedefecto. Este modo de alimentación estáconsiderado por la mayoría de especialistascomo el más seguro. En numerosos países,y particularmente en Europa, esta categoríade diferenciales se prescribe para lasinstalaciones domésticas y análogas(normas UNE EN 61008 y 61009). Dentrode este tipo se engloban todos losdispositivos diferenciales multi 9 deMerlin Gerin .

“Con alimentación auxiliar”Este es un aparato en el que la energía dedisparo necesita de un aporte de energíaindependiente de la corriente de defecto.Estos aparatos (generalmente deconcepción electrónica) no puedenprovocar el disparo salvo si estaalimentación auxiliar está disponible en elmomento de la aparición de la corriente dedefecto. Dentro de este tipo se incluyen losrelés diferenciales con toroidal separadoVigirex .

“A propia tensión”Este es un aparato con “alimentaciónauxiliar” pero donde la fuente es el circuitocontrolado. De este modo cuando el circuitoestá en tensión el diferencial estáalimentado, y en ausencia de tensión, eldiferencial no está activo pero tampocoexiste peligro. Estos aparatos aportan unaseguridad adicional ya que estánconcebidos para funcionar correctamentecon bajadas de tensión hasta los 50 V(tensión de seguridad).Este es el caso de los bloque Vigi,asociados a los interruptores automáticos“Compact ” de Merlin Gerin .

También se realiza una distincióncomplementaria entre los diferencialessegún si su funcionamiento es o no de“seguridad positiva”.

Se consideran como dispositivos deseguridad positiva dos tipos de aparatos:c Aquellos en los que el disparo dependede la corriente de defecto: todos losaparatos a propia corriente (tipo multi 9 )son de seguridad positiva.c Aquellos, más raramente utilizados, enlos que el disparo no únicamente dependede la corriente de defecto sino que sesitúan automáticamente en posición dedisparo (posición de seguridad) cuando yano se reúnen las condiciones paragarantizar el disparo en presencia de lacorriente de defecto (por ejemplo, unabajada de tensión hasta los 25 V, o bien,que un diferencial con alimentación auxiliartipo Vigirex pierda su tensión dealimentación).

Según su tecnología“Dispositivos electromagnéticos” (fig. 3.10)Estos dispositivos son del tipo “a propiacorriente”. Utilizan el principio delenclavamiento magnético. Una muy débilpotencia eléctrica (100 mVA para algunos)es suficiente para vencer la fuerza deenclavamiento y provocar mediante unamplificador mecánico la apertura de loscontactos.Están muy extendidos (son “de seguridadpositiva”) y son particularmente aptos parala construcción de diferenciales con unaúnica sensibilidad. La tecnología empleadaen los diferenciales multi 9 es de este tipo.

Is

R

IP

EI

Ie

A

Fig. 3.10. La corriente de defecto, a través del toroidal,suministra la energía a un electroimán (EI) cuya partemóvil (la paleta A) se mantiene “pegada” por la atraccióndel imán permanente (IP). Cuando se alcanza el umbralde funcionamiento el electroimán anula la fuerza deatracción del imán permanente, la paleta móvil A,ayudada por un resorte R que acelera su rotación, abreentonces el circuito magnético y da la orden mecánica deapertura del interruptor del circuito controlado.


31

“Dispositivos electrónicos”Se utilizan sobre todo en el dominioindustrial puesto que la electrónica permite:c Tener una potencia de adquisición muydébil.c Tener unos umbrales y temporizacionesprecisas y regulables (lo que permiterealizar de forma óptima la selectividad deldisparo).En razón de estas dos características estántodos indicados para la realización de:c Diferenciales con toroidales separados(del tipo Vigirex ), los cuales se asocian ainterruptores automáticos de fuerte calibre ya contactores.c Diferenciales asociados a interruptoresautomáticos industriales hasta 630 A (tipoVigicompact ).La electrónica para funcionar necesita unacierta energía, a menudo muy débil. Losdiferenciales con dispositivos electrónicosexisten, pues, con diferentes modos dealimentación antes presentados bien “apropia tensión”, bien con “alimentaciónauxiliar”.

“Dispositivos mixtos” (a propia corriente)Esta solución consiste en intercalar entre eltoroidal y el relé electromagnético undispositivo de tratamiento de la señal. Estopermite:c La obtención de un umbral defuncionamiento preciso y fiel.c Obtener una gran inmunidad a lasperturbaciones o parásitos y a lostransitorios de corriente, respetando untiempo de funcionamiento compatible conlas curvas de seguridad. A título de ejemplo,los diferenciales multi 9 del tiposuperinmunizado (“si”) de Merlin Gerinson dispositivos mixtos.c Realizar diferenciales retardados.Un principio similar se utiliza en MT. Enefecto, hace varios años que en los centrosde suministro de energía eléctrica (centroMT/BT) el disparo necesitaba de unabatería de acumuladores, origen de muchosproblemas. La asociación de un dispositivoelectrónico a propia corriente y de un reléelectromecánico con enclavamientomagnético ha ofrecido una soluciónsatisfactoria a nivel de costes y de fiabilidadcon la supresión de la batería.

Prescripciones de empleoLa UNE 20460, 531-2-2-2 indica para losdispositivos con alimentación auxiliar que noson de seguridad positiva: “se permite suutilización si están instalados enexplotaciones vigiladas por personasformadas o cualificadas”.

3.3 Test de buenfuncionamiento de losdiferenciales

Un diferencial es un aparato de seguridad.Ya sea electromagnético, electrónico omixto, es muy importante que disponga deun dispositivo de test.Aunque los dispositivos a propia corrientesean los más seguros, la incorporación de laseguridad positiva en los dispositivos a“propia tensión” o con “alimentación auxiliar”confiere a los diferenciales una mayorseguridad que no evita la realización del testperiódicamente.c Realizar el test periódico de losdiferenciales.De hecho, la seguridad positiva perfecta,particularmente a nivel de defecto interno,no existe. Es por este motivo que losdiferenciales que utilizan una alimentaciónauxiliar se aconsejan para las instalacionesindustriales y gran terciario, y losdiferenciales a propia corriente para lasinstalaciones domésticas y análogas;decisión tomada de acuerdo con susposibilidades intrínsecas mencionadasanteriormente.En todos los casos, el test periódico serecomienda para detectar un posible defectointerno.c La forma de realizar el test esimportante.Debe tener en cuenta el hecho de queexisten siempre en una instalación eléctricacorrientes de fuga capacitivas a tierra y, amenudo, corrientes de fuga resistivas,resultado de un aislamiento degradado.La suma vectorial de todas estas corrientesde fuga (Id) se detecta mediante el captadortoroidal y puede perturbar el funcionamientodel test; esto es posible cuando el circuitode test es similar al mostrado en la fig. 3.11.A pesar de esto, este principio de test estámuy extendido puesto que verifica elconjunto toroidal-relé-aparato de corte.


3

32

situación de If

1

2

3

I testR

Id

→

→

→

→

Test

Id

Ir

Itest

→Ir

→Id

→Itest= +

N

Fig. 3.11. Ciertas instalaciones pueden perturbar elcorrecto funcionamiento del circuito de test. Puede queno se produzca el disparo si se tienen débilescorrientes de defecto Id con un ángulo determinado.Solamente se producirá el disparo si Ir es mayor que laintensidad de disparo If.

Las normas de fabricación limitan lacorriente de test, ello puede explicar uncierto número de no funcionamientos de losdiferenciales al realizar el test, comodemuestra la suma vectorial (fig. 3.11) de lacorriente de fuga (Id) y de la corriente de test(I

test).

Por ejemplo, las normas UNE EN 61008y UNE EN 61009 indican que la corriente detest no debe ser superior a 2,5 IDn para undiferencial utilizado a la tensión máxima desu rango de funcionamiento (por ejemplo400 V, si el rango es 230 a 400 V) y 1,15IDn si está alimentado a la tensión mínima(en el ejemplo, a 230 V - 20 %).El principio de test mencionadoanteriormente se utiliza para las tomas decorriente diferenciales (Európoli de EuneaMerlin Gerin ) y para los interruptores einterruptores automáticos diferenciales(multi 9 y Compact de Merlin Gerin ).Respecto a los relés diferenciales contoroidal separado, se aplica el mismoprincipio, siendo el instalador quien deberealizar el circuito de test. En todo casoexisten relés, por ejemplo de la gamaVigirex de Merlin Gerin , que tienenintegrada la función “test” y que, además,controlan permanentemente la continuidaddel circuito de detección (conexióntoroidal-relé y bobinado del toroidal).c La verificación del umbral defuncionamiento.Aún con mayor motivo que antes para eltest, la verificación del umbral de disparo deldiferencial se debe realizar teniendopresentes las corrientes de fuga “naturales”o no del circuito aguas abajo que puedanatravesar el captador. Una buena medida serealizará siempre con todos los circuitos deaguas abajo desconectados.


33

3.4 La tecnologíasuperinmunizada multi 9

A continuación se presenta la nueva gamade protección diferencial de Merlin Gerinincluida dentro de su familia multi 9 quemejora ampliamente la calidad de larespuesta de los dispositivos diferencialestradicionales a “propia corriente” gracias ala incorporación de la “tecnologíasuperinmunizada” exclusiva de MerlinGerin. Para poder comprender mejor laevolución que supone la nueva tecnologíasuperinmunizada se analizará elfuncionamiento de los diferentescomponentes de los dispositivosdiferenciales desde el más básico, eldispositivo clase AC, pasando por el clase Atradicional, hasta llegar al más avanzado, elclase A superinmunizado.

En la figura 3.12 se observa que existentres tipos de dispositivos diferenciales.Los tres tipos comparten una estructurafuncional común que consta de tres bloquesbien diferenciados:a) Bloque de captacion de señal. Eltransformador toroidal.b) Bloque de filtrado electrónico.c) Bloque de relé de disparo.

Las diferencias entre ellos son básicamentelas siguientes:c los clase AC, son los dispositivosestándar y los más habitualmenteutilizados,c los clase A estándar, se diferencian de losAC en que utilizan un toroidal mejorado,más energético, e incluyen un bloqueelectrónico de detección de corrientesrectificadas o pulsantes,c los clase A superinmunizados “si”, sediferencian de los clase A estándar en queposeen un toroidal aún más mejorado y unbloque de filtrado electrónico muyenriquecido.

a) Bloque de captación de señal.El transformador toroidalLa detección de la corriente de defectodiferencial se efectúa mediante untransformador de corriente toroidal,compuesto por un núcleo de materialferromagnético y un bobinado primarioconstituido por la(s) fase(s) y el neutro delcircuito a proteger. En la figura 3.13 sepuede observar la representación vectorialde intensidades en una red trifásica conneutro equilibrada (para una reddesequilibrada sería análogo, incluyendo en

Fig. 3.12. La tecnología superinmunizada multi 9 .

S N

I entrante I saliente

I residual

IdFiltradode altasfrecuencias Verificación

y orden dedisparo

Detección decorrientesde fugapulsantes

Inmunizaciónbásica contratransitorios:

– onda tipo8/20 µs– onda tipo0,5 µs, 100 kHz Acumulación

de energía

superinmunizado

si clase A “si”

clase A

clase AC

el transformadortoroidal

a) bloque de filtradoelectrónico

b) relé de disparoc)


3

34

cada caso la corriente del neutro): si nohay defecto de fuga a tierra, la sumavectorial de todas las corrientes de dichocircuito es nula, pero cuando existedefecto de fuga de corriente de una fasehacia tierra, la suma vectorial de lascorrientes es igual a dicha corriente defuga I

f.

En caso de existir una fuga If, lascorrientes de las fases y el neutro inducenen el transformador toroidal, flujosmagnéticos f desequilibrados, cuyaresultante no será cero, e inducirá en elsecundario del transformador toroidal unatensión ES que generará una corriente Ir,que dependiendo de su valor eficaz, puedeprovocar el disparo del relé de apertura delos contactos del dispositivo diferencial. Enlas figuras 3.14 y 3.15 se puede seguirpaso a paso, para un circuito monofásico,

el proceso de generación de la corrienteresidual (Ir) en el secundario a partir de unacorriente de fuga a tierra (I

f) que circule por

el primario (es decir, por el circuito queestemos protegiendo en nuestra instalacióneléctrica).

Fig. 3.14. Generación del flujo magnético en el núcleo toroidal de un diferencial monofásico a partir de lacirculación de una corriente de fuga If en el primario del toroidal. Curva de histéresis.

Transformador toroidal

H(A · Vueltas/m)

If = (IN – IR)

CA

t (ms)

Df

(mA)

B(webers/m2)

Corriente de fugaprimaria

Curva de histéresisd

d

Circuito eléctrico primario

Si se produce una fuga de corrientea tierra If en el primario (IN Þ IR),ésta genera un campo magnéticoH no nulo que a su vez creaun flujo magnético en el interiordel núcleo ferromagnético.

En el caso trifásico If sería la sumavectorial de las tres fases y el neutro:If = IR + IS + IT + IN

→ → → → →

Circuito magnético primario

H = N · If2 · p · R

B = m · H

f = B · S

f = fN – fR

(campo magnético)

(N = n.° de espiras primario)(R = radio medio toroidal)

(inducción magnética)

(m = permeabilidad magnética)

(flujo magnético)(S = sección transversal núcleo toroidal)

En este caso (monofásico)

→→

N R (fase)

IN IR Arrollamientoprimario

fR

fN

INIr

IR

Arrollamientosecundario

R

ReceptorIf

IT

→

IS

→

IR

→

IT

→

IR + IS + IT = 0→ → →

IR + IS + IT = If = 0→ → → →

sin defecto con defecto

Fig. 3.13.

If

→

IR

→

IS

→


35

El valor del flujo magnético generado f,dependerá del tipo de curva de histéresisque proporcione el material magnético queconstituye el toroidal.Las curvas de histéresis son larepresentación de la energía que puede serinducida en un material por la corrientediferencial residual If. Cada material tieneuna curva de histéresis distinta.La evolución de los materiales necesariospara fabricar diferenciales clase AC, clase Aestándar o clase A superinmunizada, es endefinitiva la evolución hacia materiales masenergéticos, que son fundamentales parapoder mantener un óptimo nivel de

protección de las instalaciones eléctricasque están experimentando actualmente ungran aumento en su complejidad. Acontinuación se puede ver cómo es la curvade histéresis del material empleado paraelaborar cada tipo de diferencial.c Toroidales clase AC:Son utilizados por los diferenciales clásicos.Permiten tan sólo la detección de corrientesde fuga a tierra de tipo alterna. Soninsensibles a las corrientes rectificadas(corrientes pulsantes), con o sin unacomponente continua.Es muy conveniente que un diferencial seacapaz de detectar estas corrientes ya que

Fig. 3.15. Generación de la corriente residual Ir a partir del flujo magnético generado en el núcleo toroidal.

H (A · vuelta/m) If (mA)

CA

t (ms)

Df1

B(webers/m2)

Fig. 3.16. Toroidal clase AC y corriente de fuga alterna.

Curva de histéresis Corriente residualsecundaria

H(A · Vueltas/m)

Df

Ir

CA

t (ms)

(mA)

B(webers/m2)

Transformador toroidal d

dCircuito magnético secundariof = B · S

Por la Ley de Faraday en elarrollamiento secundario se induciráuna fuerza electromotriz:

(flujo magnético creadopor el primario)

(S = sección transversal núcleo toroidal)

Circuito eléctrico secundarioLa fuerza electromotriz Es hará quecircule una corriente Ir en el bobinadosecundario cuyo valor dependerá de laimpedancia de la totalidad del circuitoeléctrico secundario.Esta Ir, convenientemente filtrada,llegará al relé de disparo donde serácomparada con la sensibilidad IDn deldispositivo. Si es mayor que IDndisparará.

N R

IN IR Arrollamientoprimario

IN IrIR

Arrollamientosecundario

R

ReceptorIf

ES

ES = –N · df

dt


3

36

son tan peligrosas como las alternas puesposeen la misma frecuencia y generanprácticamente la misma tensión decontacto.Según se observa en el ejemplo de lafigura 3.16 , una fuga de corriente alterna(CA) genera una variación Df

1, que

posteriormente será capaz de crear unacorriente residual I

r suficiente en el

secundario que provocará el disparo del relé.Una fuga de corriente continua (CC)rectificada, o corriente continua pulsante, noposee componente negativa, ver figura 3.17 .En este caso el ciclo de histéresis del toro noes completo, solo se trabaja sobre una mitaddel mismo, y el Df

2 generado es demasiado

débil como para crear una corriente residual Irsuficiente que pueda disparar el relé.c Toroidales clase A estándar:Permiten resolver el problema anterior deno actuación cuando se tienen fugas decorriente de tipo pulsante. Según se ve enla figura 3.18, la utilización de un núcleo

magnético toroidal con la curva dehistéresis estrecha y más larga permiteaumentar Df

2; en este caso se generará

una corriente residual Ir suficiente para

provocar el disparo del relé. El núcleotoroidal que posee este tipo de curva dehistéresis está formado por una aleaciónferromagnética de mayor calidad que lautilizada en los clase AC, es un materialmás energético, con pocas pérdidas y débilinducción remanente. Este toroidal escapaz de generar un campo magnéticosuficiente para provocar el disparo del reléante defectos diferenciales cuya amplitudde onda (diferencia entre su valor máximo ymínimo), presente variaciones menores quelas necesarias para disparar los clase AC.Es en definitiva más sensible a la intensidadde defecto que los clase AC ya que escapaz de disparar ante tres tipos de corriente:v Corrientes de tipo alterno.v Corrientes continuas rectificadas ocontinuas pulsantes.

Fig. 3.17. Toroidal clase AC y corriente de fuga rectificada pulsante.


CC

t (ms)

Df2

B(webers/m2)

Fig. 3.18. Toroidal clase A y corriente de fuga rectificada pulsante.

CC


t (ms)

Df2 incrementado

B(webers/m2)


37

v Corrientes continuas rectificadas ocontinuas pulsantes con corrientesuperpuesta de tipo continuo alisada dehasta 6 mA.c Toroidales clase A superinmunizados:El material magnético del núcleo toroidalmejora las propiedades de los clase Aestándar descritos anteriormente. Almaterial empleado para fabricar este tipo detoroidales le bastan variaciones de corrientediferencial aún menores que en los clase Aestándar para inducir la misma energíanecesaria para disparar el relé. Ello esdebido a que posee una curva de histéresisaún más estrecha y de mayor longitud, conlo cual se acentúa todavía más el fenómenodescrito en la figura 3.18 para los clase Aestándar, con todavía menos pérdidas. Enla figura 3.19 se comparan las curvas dehistéresis de los 3 tipos de toroidales: AC, Aestándar y A superinmunizado. Se puedeapreciar que generan flujos magnéticoscrecientes que a su vez inducen tensionesresiduales E en el secundario tambiéncrecientes en función del tipo de toroidal.

b) Bloque de filtrado electrónicoLos sistemas de filtrado electrónico para eltratamiento de la señal eléctrica queproporciona el secundario deltransformador toroidal, es la parte que másha evolucionado en la nueva gama dedispositivos diferenciales clase Asuperinmunizados de Merlin Gerin.Tal como se observa en la figura 3.12, losdiferenciales clase AC tan sólo poseen uncircuito de inmunización básico contratransitorios. En su momento, para obtenerun diferencial clase A a partir de un clase

AC estándar se le incorporó un bloque dedetección de corrientes de fugacontinuas pulsantes , que aportaba unaimportante mejora al diferencial:v Mayor seguridad para las personas.

Ahora además, se ha añadido dentro delbloque de filtrado electrónico un nuevobloque de superinmunización compuestopor un circuito de acumulación deenergía y un filtro de altas frecuencias ,que aportan respectivamente clarasmejoras respecto a los clase AC y a losclase A estándar en los aspectos siguientes:v Mayor autoprotección contra lainfluencia de las sobretensionestransitorias.v Autoprotección contra la influencia delas fugas de alta frecuencia .

Veamos a continuación cada uno de losbloques por separado:

c Bloque de detección de corrientes defuga continuas pulsantes.Este circuito electrónico es el complementonecesario para los toroidales clase A, queen el apartado anterior se han descritocomo los transformadores toroidalesadecuados para hacer posible la detecciónde corrientes de fuga no sólo alternas sinotambién continuas pulsantes.En los diferenciales clase A, además de untoroidal de un material especial, másenergético, capaz de detectar corrientescon menor nivel de ondulación que lostoroidales clase AC, se debe emplear uncircuito electrónico que trate la corriente ala salida del secundario del toroidal. Eltratamiento que efectúa este circuito es de

Fig. 3.19. Curvas de histéresis de los 3 tipos de toroidales: clase AC, clase A y clase A si.

B

H

DfAsi

DfA

DfAC

Asi A AC

Donde:

DfAC

< DfA < Df

Asi

↓

E = –N · dfdt

↓

EAC

< EA < E

Asi


3

38

rectificación de la corriente, obliga a que elsentido de la misma sea siempre el mismoy adecuado para que el relé de disparotrabaje siempre en el sentido correcto. Esdecir que la corriente que llegue al relé dedisparo siempre tienda a abrir el relé ynunca a cerrarlo.Mediante este circuito se alcanza unseguridad que evita un posible efectosecundario de las corrientes pulsantes sobreun diferencial clase AC: aparte de que estedispositivo no es capaz de detectarlas o silo hace es con una energía insuficientepara poder provocar disparo, con el peligropara las personas que ello supone, puedeocurrir que la corriente llegue al relé dedisparo y tenga la polaridad inversa a lanecesaria para provocar la apertura delrelé, es decir, tiende a cerrar el relé enlugar de a abrirlo, con lo cual se produce elefecto de bloqueo ante otras corrientes dedefecto (alternas) que se puedan producirsimultáneamente. En este caso no seproduce el disparo ante ninguna de las doscorrientes de defecto, ni la rectificada ni laalterna, quedando en definitiva bloqueadoante cualquier tipo de defecto.Por todo ello es evidente la importancia deeste circuito para la seguridad de laspersonas, no sólo en los diferencialesclase A estándar, sino también en losdiferenciales clase A superinmunizados.

c Autoprotección contra la influencia delas sobretensiones transitorias.Todos los diferenciales Merlin Gerin de lafamilia multi 9 , tanto los clase AC comolos clase A estándar, poseen un bloque deinmunización o autoprotección básicacontra las sobretensiones transitorias talcomo se exige en las normas deprotección diferencial correspondientes, laUNE EN 61008 para los InterruptoresDiferenciales y la UNE EN 61009 para losInterruptores Automáticos Diferenciales(magnetotérmicos con proteccióndiferencial incorporada o con bloquediferencial adaptable tipo Vigi). Además,en la norma CEI 1543 sobrecompatibilidad electromagnética paradispositivos diferenciales, también se hacereferencia a los ensayos de inmunidad quedeben superar los diferenciales. Todasestas normas determinan que los aparatossuperen sin disparo, entre otros, losensayos siguientes:

v sobreintensidad oscilatoriaamortiguada normalizada tipo 0,5 ms/100 kHz, que corresponde de forma muyaproximada a la forma de la corriente quese fuga a tierra de forma transitoria a travésde las capacidades de aislamiento de lainstalación durante las sobretensiones quese producen siempre cuando haymaniobras de conexión/desconexión decircuitos capacitivos (todo circuito de unainstalación eléctrica BT tiene una ciertacapacidad de aislamiento entre fases ytierra). Ver la forma de esta onda en lafigura 3.20. En las normas anteriores seindica que para la primera cresta de la ondael nivel mínimo a superar durante el ensayoes de 200 A y no debe producirse disparo.

v el ensayo ante onda de corriente dechoque normalizada tipo 8/20 ms, que esconsecuencia de sobretensionesprovocadas por el rayo del tipo 1,2/50 ms.Concretamente los aparatos clases AC y Aestándar instantáneos superan sin disparoel ensayo ante picos de corriente de 250 Atipo 8/20 ms, y los selectivos de 3000 A. Enla figura 3.21 se puede ver la forma de esta

Fig. 3.20. Onda de sobreintensidad de conexiónnormalizada tipo 0,5 ms/100 kHz.

Fig. 3.21. Onda de corriente de choque normalizadatipo 8/20 ms.

I máx.

10 µs (f = 100 kHz)

–60%

90%

10%

0,5 µs

t

I

90%

50%

10%

8 µs20 µs

t

I

I máx.


39

onda tal como se define en la norma. Esteensayo es, en realidad, mucho másexigente para los dispositivos diferencialesque el anterior ya que esta ondatransmite mucha más energía que la onda0,5 ms/100 kHz, ya que dicha energía esequivalente al área encerrada entre la curvade la onda y el eje horizontal. Por ello elensayo 8/20 ms se suele tomar dereferencia mucho más habitualmente que el0,5 ms/100 kHz.La nueva gama superinmunizada multi 9va más allá de los niveles mínimosanteriores exigidos en las diferentes normase incrementa de forma muy importante losvalores de protección obtenidos mediante elbloque de inmunización básico anterior.La nueva gama superinmunizada posee uncircuito de acumulación de energía,gracias al cual los nuevos diferencialesinstantáneos de la gama superinmunizadaven incrementada la protección de 250 Ahasta 3000 A según onda tipo 8/20 ms, y enel caso de las versiones selectivas aumentade 3000 A hasta 5000 A, lo cual permitesuperar sin disparo la gran mayoría desobretensiones transitorias provocadas pordescargas atmosféricas . Este circuito deacumulación de energía también permiteevitar el tipo de disparo intempestivo máshabitual: “el disparo por simpatía” o disparosimultáneo en cadena de variosdiferenciales, que será tratado en detallemás adelante en esta misma Guía, y que esdebido a las sobretensiones transitoriasoscilatorias amortiguadas del tipo0,5 ms/100 kHz visto anteriormente,provocadas por maniobras de la red ytransmitidas como las anteriores por lascapacidades de las propias líneasconductoras y por los filtros capacitivosunidos a tierra de los receptores electrónicos.

c Autoprotección contra la influencia delas fugas de alta frecuencia.En las redes eléctricas de baja tensión,cada vez se emplean más receptores que

incorporan circuitos electrónicos quegeneran corrientes de alta frecuencia (delorden de varios kHz), para ser utilizadaspor el propio receptor. Para evitar que seanreinyectadas al resto de la red de bajatensión este tipo de receptores sueleincorporar filtros capacitivos que envíanhacia tierra una parte importante de lacorriente no utilizada de alta frecuencia.Así, gracias a estos filtros, estos receptoresson conformes con la Directiva deCompatibilidad Electromagnética (CEM) deobligado cumplimiento. Algunos de losreceptores que tienen este comportamientoson, por ejemplo, las reactanciaselectrónicas para iluminación fluorescente,variadores de velocidad para motores,variadores electrónicos de intensidadluminosa, etc. El comportamiento de estosreceptores será analizado detalladamentemás adelante en el capítulo 6 deaplicaciones de esta Guía.Al ser dirigidas hacia tierra estas corrientesde alta frecuencia son captadas por losdiferenciales, como cualquier otra fuga quese produzca en las lineas por debajo de undiferencial, y pueden llegar a afectar a larespuesta del relé de disparo de losdiferenciales clase AC o clase A estándarde dos formas diferentes, dependiendo dela intensidad eficaz de dicha señal de altafrecuencia, es decir, de la cantidad deemisores de alta frecuencia acumuladospor debajo de cada diferencial:v disparos intempestivos, ov riesgo de no disparo del diferencial.

El filtro de altas frecuencias queincorpora la nueva gamasuperinmunizada evita estos problemassobre el relé de disparo. Para las altasfrecuencias, este filtro actúa como un filtro“pasa-bajos”, asimilándose sucomportamiento a un circuito abierto cuantomayor es la frecuencia, es decir, no setransmite la corriente de alta frecuenciahacia el relé de disparo (ver la figura 3.22 ).

Fig. 3.22. Comportamiento del Filtro de Altas Frecuencias (FAF).

t t

Ientrada = Isalida

FAF

I50Hz I50Hz

Ientrada Isalida

FAF

IAF I = 0

Ientrada Isalida

Si Ientrada = IAF

Isalida = 0

t t


3

40

Con la gama superinmunizada sedisminuye el nº de disparos hasta el niveltolerado por la norma UNE 20572-2.Es decir, no se puede evitar al 100% queun diferencial dispare ante fugas decorriente con componentes armónicos de,por ejemplo, orden 3 (150 Hz), o orden5 (250 Hz), ya que a estas frecuencias lacorriente todavía es peligrosa para laspersonas, según la norma.

Riesgo de no disparo o cegado deldiferencial:La capacidad de actuación o de disparo delrelé de un dispositivo diferencial residualtradicional se ve influida por la frecuenciade la señal. Es decir, la respuesta del reléde disparo depende de la frecuencia de lacorriente de fuga detectada por el toroidal.Al aumentar la frecuencia de la corriente seintensifica el fenómeno de bloqueo o“cegado” del relé de disparo. Depende deltipo de diferencial, según se observa en lafigura 3.23.

Tipo de diferencial 50 Hz > 1 kHz > 10 kHz < 100 kHzID, 30 mA,clase AC OK Bloqueado Bloqueado BloqueadoID, 30 mA,clase A, “si” OK OK OK OK

En dicha tabla se ve que a partir de 1 kHz undiferencial estándar clase AC tiene riesgo deno disparo por bloqueo del relé de disparo.Es decir, existe riesgo de no disparo sisimultáneamente a la corriente de altafrecuencia se tiene una fuga a la frecuencianormal de 50 Hz. En la misma situación undiferencial superinmunizado Merlin Gerinmantiene invariable su respuesta ante unposible defecto a 50 Hz con corrientessuperpuestas de hasta 100 kHz.El origen del bloqueo o cegado es elsiguiente:Cuando el relé de disparo de un diferencialestándar recibe una corriente de altafrecuencia, la fuerza magnética creada porla corriente de alta frecuencia, varía desentido con una rapidez tan alta que elmecanismo de disparo (paleta+muelle), nola puede seguir debido a su propia inerciamecánica que requiere que la corriente quetiene el sentido adecuado para abrir lapaleta esté presente al menos un tiempodeterminado.

No obstante, sigue siendo capaz detransmitir hacia el relé de disparo lacorriente a frecuencia industrial de 50 Hzgenerada por un posible defecto de fuga atierra verdadero que se produzcasimultáneamente a la perturbación de altafrecuencia. Así se garantiza en todomomento la protección para las personas yse minimizan al mismo tiempo loscomportamientos incorrectos del diferencial.

El comportamiento de este filtro se ajustaa las prescripciones de la normaUNE 20572-2, presentada en el primercapítulo de esta Guía, donde se especificanlos efectos sobre las personas de lacorriente alterna a frecuencias superiores a100 Hz. En ningún caso la atenuación delas corrientes de fuga a frecuenciassuperiores a 50 Hz realizada por el filtro, essuperior al que sería admisible según estanorma. En dicha norma se puede ver comoaumentan los niveles de corriente que sepueden considerar peligrosos para laspersonas al aumentar la frecuencia. Lascorrientes necesarias para disparar undiferencial superinmunizado son siempreligeramente inferiores a las consideradaspeligrosas para las personas en cadafrecuencia según la norma. Es decir, segarantiza la seguridad para las personas entodas las frecuencias, acercándose almáximo al límite admitido por la norma.La frecuencia a partir de la cual el filtro dealta frecuencia produce un bloqueoprácticamente total a la transmisión decorriente hacia el relé de disparo es de 10 kHz.Veamos a continuación cómo y hasta quénivel actúa este filtro de altas frecuencias,para evitar los dos problemas mencionados:

Disparos intempestivos:La atenuación de las corrientes de fuga afrecuencias superiores a 50 Hz pero que noalcanzan el nivel de kHz, es decir defrecuencias que se pueden considerar“intermedias”, hace que un diferencialsuperinmunizado se comporte mejor que undiferencial clase AC o un clase A estándar,en las redes con presencia importante decorrientes armónicas . Tal como se veráen el capítulo 5 de esta Guía las corrientesarmónicas hacen que sean mayores lascorrientes de fuga capacitivas permanentespropias de toda red, aumentando el númerode disparos intempestivos de losdiferenciales estándar por esta causa.

Fig. 3.23. Comportamiento de un diferencial multi 9 enfunción de la frecuencia.


41

El resultado es que queda “pegada” la paleta yno es capaz de responder (disparar) no sóloante las fugas de corriente de alta frecuencia,que ya nos conviene pues no son peligrosas,sino tampoco ante fugas simultáneas decorriente a 50 Hz que sí son peligrosas.Durante el bloqueo, en según quécondiciones, se puede llegar a percibir inclusouna pequeña vibración producida por este“equilibrio” de fuerzas. En la gamasuperinmunizada se ha hecho lo másadecuado para evitar este problema en el reléde disparo: no permitir que la corriente de altafrecuencia llegue hasta el mismo interponiendoun filtro de altas frecuencias.

c) Bloque de relé de disparoEn los diferenciales convencionales claseAC y clase A estándar el relé de disparorecibe señal eléctrica desde el toroidal deforma permanente. Esto puede producir losproblemas siguientes:c disparos intempestivos debidos a unapresensibilización originada por laspequeñas fugas permanentes de corrientea 50 Hz, que siempre existen,c riesgo de bloqueo si esta señal fuera dealta frecuencia,c y sólo en el caso de los diferenciales claseAC, también se podría producir bloqueo si laseñal fuera una corriente pulsante.En la gama superinmunizada, gracias alcircuito de verificación y disparo, sólollegará señal al relé en el caso de que la

S N S N

Sin defecto Con defectoFk←

Fk←

fAfA

fd

Id = 0 Id = 0

Fk < F

fA

↓No se acciona la paleta

Si Ffd

+ Fk > FfA

↓Se acciona la paleta

fA: flujo de atracciónfd: flujo de defecto (de repulsión)

Fig. 3.24. Funcionamiento del relé de disparo.

totalidad de filtros descritos antes “autoricen”el disparo, y haya que realizar el disparo deldiferencial. Si la energía de la corriente a lasalida de todos los circuitos anteriores esdemasiado reducida, el circuito deverificación y disparo no dará la señal deapertura al relé. Este circuito efectúa lagestión final del disparo. La intensidad desalida del circuito de verificación y disparo,llega al arrollamiento del relé de disparo,ver fig. 3.24, originando una intensidad decampo magnético (H), el cual a su vez, enfunción de la permeabilidad magnética delmaterial que constituye el núcleo férrico delrelé de disparo (m), provoca una induccióndel campo magnético (B). Esta inducción,en función de la sección del relé de disparo,se convierte en un flujo magnético (f) en elinterior del núcleo ferromagnético, quecreará una fuerza magnetomotriz Ffd quepuede ser suficiente para vencer la fuerzade atracción magnética FfA ejercida sobre lapaleta por un imán permanente (que tiendea atraer la paleta, es decir, a mantenercerrado el diferencial), originandofinalmente la separación de la paleta quese verá ayudada por la fuerza de un muelleFk que permite acelerar su rotación.Dicho movimiento de la paleta abrirá loscontactos del diferencial. En la figura 3.24se puede observar el estado del relé encaso de no tener defecto y en caso de queexista un defecto suficiente para provocar eldisparo.

Normas defabricación delos dispositivosdiferenciales

4.1 Normas aplicables a cada tipode diferencial 44

4.2 Evolución de las normasUNE EN 61008y UNE EN 61009 45

4.3 Principales característicasde las normas 45

4.4 Principales ensayosnormalizados 47

4.5 Ensayos de compatibilidadelectromagnética (CEM) 51

4

4 Normas de fabricación de losdispositivos diferenciales

4

44

Actualmente, a nivel mundial las normasson emitidas por la Comisión ElectrotécnicaInternacional (CEI) y son examinadas enEuropa por el Comité Europeo deNormalización Electrotécnica (CENELEC).Desde 1989 los dispositivos de proteccióndiferencial se fabrican según las normasespecíficas de producto. Estas normascontinuaron su evolución con el fin dehomogeneizar la legislación en losdiferentes países.En este capítulo serán descritas lasprincipales características de los diferencialesdefinidas por estas normas, así comoalguno de los ensayos más significativos,incluyendo específicamente los relativos acompatibilidad electromagnética (CEM).

4.1 Normas aplicablesa cada tipo de diferencial

Existen varias normas de fabricación de losdispositivos diferenciales residuales,dependiendo de su tecnología y suaplicación. Estas normas establecen losparámetros de fabricación y característicastécnicas (ensayos, etc.) que deben cumplirlos aparatos, en función de su sector deaplicación, prestaciones deseadas, etc.A continuación, en la figura 4.1 , sepresenta una tabla donde se resume quéNorma de referencia se sigue para lafabricación de cada tipo de DispositivoDiferencial Residual (DDR):

Tabla resumen de Normas de referencia para la fabricación de los Dispositivos Diferenciales Residuales (DDR)

Tipo de DDR Normas de Título de la Normareferenciaactualmenteen vigor

Interruptor UNE EN 61009 Interruptores automáticos para actuar por corrientemagnetotérmico y diferencial residual, con dispositivo de proteccióndiferencial terminal contra sobreintensidades incorporado, para usos

domésticos y análogos.

Interruptor diferencial UNE EN 61008 Interruptores automáticos para actuar por corrienteID de carril DIN diferencial residual, sin dispositivo de protección

contra sobreintensidades, para usos domésticosy análogos.

Interruptor automático UNE EN 61009 Interruptores automáticos para actuar por corrientemagnetotérmico y diferencial residual, con dispositivo de proteccióndiferencial monobloque contra sobreintensidades incorporado, para usosde carril DIN domésticos y análogos.

Bloque diferencial UNE EN 61009 Interruptores automáticos para actuar por corrienteadaptable a interruptor diferencial residual, con dispositivo de protecciónmagnetotérmico de contra sobreintensidades incorporado, para usoscarril DIN o 125 A domésticos y análogos.

Bloque diferencial UNE EN 60947-2 Interruptores automáticos con protecciónadaptable a interruptor Anexo B incorporada por intensidad diferencial residual.magnetotérmico de (Normativo)carril DIN depotencia

Relé diferencial con UNE EN 60947-2 Interruptores automáticos con proteccióntoro separado Anexo B incorporada por intensidad diferencial residual.

(Normativo)

Bloque diferencial UNE EN 60947-2 Interruptores automáticos con protecciónadaptable para Anexo B incorporada por intensidad diferencial residual.interruptores (Normativo)automáticos de cajamoldeada

Fig. 4.1.


45

4.2 Evolución de las normasUNE EN 61008y UNE EN 61009

En 1989 se creó la norma europea CEE27(basada en la antigua norma domésticapara las protecciones diferenciales) verfig. 4.2 . En 1993 se adoptaron las normasCEI 1008 y CEI 1009 para el resto delmundo. Las normas CEI 1008 y CEI 1009constituyen la base de trabajo, en el ámbitoeuropeo CENELEC, para la preparación delas nuevas normas que tratan sobre losinterruptores diferenciales ID (CEI 1008) einterruptores automáticos diferenciales(CEI 1009), que responden a las exigenciasde utilización (doméstico y similar)específicas de cada país europeo.El CENELEC aprobó las dos normas enmarzo de 1994 fijando las siguientes fechaslímite:c Fecha límite de publicación de una normanacional idéntica 01.07.1996.c Fecha límite de retirada de las normasnacionales divergentes 01.07.2000.En España ambas normas fueronpublicadas por Aenor en 1996, antesde la fecha límite, denominándoseUNE EN 61008 y UNE EN 61009,respectivamente. La conformidad de losproductos con las especificaciones de estasnormas garantiza la conformidad con losrequisitos esenciales de la Directiva 73/23/CEE (Directiva de Baja Tensión) y con sumodificación 93/68/CEE.Estas dos normas pese a ser aplicables entoda Europa, difieren en algún punto enalgunos países. En la figura 4.3 se indicaalguna de estas diferencias.

4.3 Principalescaracterísticas de las normasTodas las normas de fabricaciónmencionadas al inicio del capítulo definenlas clases, valores de umbrales osensibilidades, así como curvas de disparopara los diferenciales.

Diferenciales de clase AC, A o B aelegir en función de la corriente adetectarLa corriente que circula en las redeseléctricas es cada vez menos senoidal, porlo que la norma general de proteccióndiferencial CEI 755 ha definido tres tiposde diferenciales: los de clases AC, A y B,según la corriente diferencial a detectar(ver fig. 4.4. ).c El clase AC, para las corrientes alternassenoidales.c El clase A, para las corrientes alternassenoidales, continuas pulsantes, ocontinuas pulsantes con una componentecontinua de 6 mA, con o sin control delángulo de fase, que estén aplicadasbruscamente o que aumenten lentamente.

CEE 27 EN 61008EN 61009

CEI 1008CEI 1009

1989 1993 1995 20031994 1996

UNE EN 61008UNE EN 61009España

Mundo

Europa

Fig. 4.2.

País Características específicas

Alemania Sólo acepta dispositivosSuiza Bélgica clase A.

Holanda Autoriza tecnología con fuenteBélgica auxiliar de alimentación.

No considera el interruptordiferencial como un aparatode corte.

Irlanda Acepta dispositivos sin corteReino Unido del neutro hasta 01/07/2010.

Fig. 4.3.


4

46

c El clase B, para las mismas corrientesque la clase A pero, además, para lasprocedentes de rectificadores:v de simple alternancia con una cargacapacitiva que produce una corrientecontinua alisada,v trifásicos de alternancia simple o doble.

Sensibilidades (IDn)Las sensibilidades o corrientesdiferenciales de funcionamiento asignadas(IDn) están normalizadas por la CEI:c Alta sensibilidad AS: 6-10-30 mA.c Media sensibilidad MS: 100-300 y500 mA.c Baja sensibilidad BS: 1-3-5-10 y 20 mA.Es evidente que la AS se utiliza con másfrecuencia en protección contra los contactosdirectos, mientras que las otras sensibilidades(MS y BS) se utilizan para todas las otrasnecesidades de protección, contra loscontactos indirectos (esquema TT), riesgos deincendio y de destrucción de las máquinas.

En todas las normas de proteccióndiferencial se indica que el valor mínimoadmitido de la corriente diferencial de nofuncionamiento (IDno) es 0,5 IDn. Es decir quelas normas admiten como margen correcto dedisparo de un diferencial a los valorescomprendidos entre IDn y 0,5 veces IDn.

Curvas de disparoTienen en cuenta los estudios mundialesrealizados sobre el riesgo eléctrico,UNE 20572 o CEI 479, (ver capítulo 1 deesta Guía), y en particular:c Los efectos de la corriente en el caso dela protección contra los contactos directos.c La tensión límite de seguridad en el caso dela protección contra los contactos indirectos.En el campo doméstico y análogo, lasnormas UNE EN 61008 (interruptoresdiferenciales) y UNE EN 61009(interruptores automáticos diferenciales)definen valores normalizados de lostiempos de funcionamiento (ver tabla 4.1que corresponde a las curvasde funcionamiento general instantáneo (G)y selectivos (S) de la fig. 4.5):c La curva G para los diferencialesinstantáneos.c La curva S para los diferencialesselectivos del nivel de la temporizaciónmás baja.Para los interruptores automáticosdiferenciales de potencia, los tiempos dedisparo figuran en el anexo B de la normaUNE EN 60947-2. Ver tabla 4.2 .Todas estas normas definen el tiempomáximo de funcionamiento en función de larelación I

d / IDn para los diferenciales con

tiempo de respuesta dependiente(habitualmente electromagnéticos).Los diferenciales electrónicos, utilizadossobre todo en la industria y el gran terciario,tienen generalmente un umbral y una

para DDR de clase:

AC

B

A

t

t

t

Id

Id

Id

Fig. 4.4. Corrientes de defecto detectables por cadaDDR previstas por las normas de construcciónde los diferenciales.

Tabla 4.1. Valoresnormalizados del tiempomáximo defuncionamiento y deltiempo de nofuncionamiento de undiferencial según normasUNE EN 61008 yUNE EN 61009.

Tipo In IDn Valor normalizado (en segundos) a:(A) (A) IDn 2 IDn 5 IDn 500 A

General o Todos Todos 0,3 0,15 0,04 0,04 Tiempoinstantáneo los los máximo de(G) valores valores funcionamiento

Selectivo > 25 > 0,030 0,5 0,2 0,15 0,15 Tiempo(S) máximo de

funcionamiento

0,13 0,06 0,05 0,04 Tiempomínimo de norespuesta


47

temporización regulables y su tiempo derespuesta es independiente de la corrientede defecto a excepción de la nueva gamade diferenciales electrónicos con toroidalseparado Vigirex RHU de Merlin Gerinque son a tiempo inverso (a mayor corrientede fuga menor tiempo de respuesta).Es necesario recordar que la UNE 20460prevé los tiempos máximos de corte en loscircuitos terminales para los esquemas TNe IT. Para el esquema TT, el tiempo defuncionamiento de los diferenciales se eligeen función de la tensión de contacto, en lapráctica, los diferenciales de tipoinstantáneo (G) y selectivos (S) sonadecuados en los circuitos terminales paratensiones de red o 230/440 V. La normaprecisa también que un tiempo de 1 sestá admitido en esquema TT para loscircuitos de distribución, con el fin deestablecer los niveles de selectividadadecuados para asegurar la continuidadde servicio.Además de las características de la funcióndiferencial mencionadas más arriba, lasnormas de productos fijan también:c La resistencia a los choques mecánicos ya las sacudidas.c La temperatura ambiente y la humedad.c La endurancia mecánica y eléctrica.c La tensión de aislamiento, resistencia a laonda de choque.

c Los límites CEM.Prevén también unos ensayos de tipo ycomprobaciones periódicas de calidad y delas prestaciones realizadas, bien por elfabricante, bien por organismoshomologados. Algunos de los ensayosrealizados por el fabricante se pueden veren el apartado siguiente. De este modo segarantiza al utilizador la calidad de losproductos y la seguridad de las personas.Los diferenciales pueden llevar tambiénmarcas de calidad, por ejemplo: N de Aenoren España.

4.4 Principales ensayosnormalizados

Ensayos sobre ID e interruptoresautomáticos diferencialesLos principales ensayos de las normasUNE EN 61008 y UNE EN 61009 sedetallan a continuación:c EnvolventeEste ensayo consiste en comprobar laresistencia al fuego de la envolventeplástica del DDR. (Ver a continuaciónensayo de “Resistencia al calor y alfuego”).v La envolvente debe resistir un hiloincandescente a 960 °C.

Tabla 4.2. Valoresnormalizados del tiempomáximo defuncionamiento de undiferencial según normaUNE EN 60947-2.

Tipo IDn Valor normalizado (en segundos) a:(A) IDn 2 IDn 5 IDn 10 A

No temporizado Todos 0,3 0,15 0,04 0,04(instantáneo) los valores

Temporizado (1) > 0,03 0,5 0,2 0,15 0,15

(1): Valores suponiendo un tiempo mínimo de no respuesta (0,06 s).– El tiempo de no respuesta se define a 2 IDn y el valor mínimo admitido es de 0,06 s y el máximo de 1 s (paraprotección contra contactos indirectos).– Los valores preferenciales de tiempos de no respuesta a 2 IDn son: 0,06 - 0,1 - 0,2 - 0,3 - 0,4 - 0,5 - 1 s.– En caso de tiempo de no respuesta > 0,06 s, el fabricante debe comunicar la característica corrientediferencial - tiempo de disparo correspondiente.

1 2 5 10

10

20

50

100

200

500

t (ms)

Id / I∆n

500 A

G

S máx.Fig. 4.5. Curvas detiempo máximo defuncionamiento parainterruptoresdiferenciales einterruptores automáticosdiferenciales para usogeneral instantáneo Gy selectivos (S), segúnUNE EN 61008y UNE EN 61009.


4

48

c Ensayo diferencialEste ensayo consiste en comprobar eldisparo del diferencial con una corriente deIn, 2 In y después 500 A, simultáneas aldefecto diferencial.v Este ensayo sirve para comprobar si eldiferencial dispara con fuga a tierra ysobrecarga simultáneas en la red (ej.: en unmotor trifásico se produce una fuga a tierra,resultando una sobrecarga en las otras fases).

c Poder de cierre y de corte diferencialasignado IDmEste ensayo consiste en abrir o cerrar uncircuito con una corriente de fuga residualIDm igual a 10 In con un mínimo de 500 A.Fig. 4.6.v IDm es un valor asignado, definido por elfabricante, y aparece en el producto o en ladocumentación del producto.v Este ensayo está realizado sin protecciónaguas arriba. El diferencial debe ser aptopara funcionar en condiciones normales alfinalizar el ensayo.v Después del disparo por fuga a tierra, eldiferencial no puede volver a cerrarse si eldefecto no ha sido eliminado.

Fig. 4.6.

c Poder de cierre y de corte asignado ImEste ensayo consiste en alimentar eldiferencial a una corriente Im igual a 10 Incon 500 A, como mínimo. Fig. 4.7.

v Im es un valor asignado, definidopor el fabricante, y aparece en el productoo en la documentación sobre el producto.v Este ensayo está realizado sin protecciónaguas arriba. El diferencial debe ser aptopara funcionar en condiciones normales alfinalizar el ensayo.

c Corriente condicional asignada decortocircuito Inc (sólo para ID,UNE EN 61008)Este ensayo consiste en comprobar elcomportamiento del diferencial con unacorriente de cortocircuito Inc y verificar laasociación del diferencial con unaprotección (magnetotérmico o fusible),aguas arriba. Fig. 4.8.v Inc es un valor definido por el fabricante.

c Corriente diferencial asignadacondicional de cortocircuito IDc (sólopara ID, UNE EN 61008)Esta prueba consiste en comprobar elcomportamiento del diferencial con unacorriente residual de cortocircuito IDc.Fig. 4.9 .v IDc es un valor definido por el fabricante.

Diferencial bipolar

Diferencial

Carga

Sin protecciónaguas arriba

IDm

Fig. 4.7.

Diferencial

Carga

Sin protecciónaguas arribaIm Im

Diferencial bipolar

Diferencial

Protecciónaguas arriba

carga

Inc Diferencial bipolar

Fig. 4.8.

PE

Diferencial

Protecciónaguas arriba

Carga

N

F

IDc

Diferencialbipolar

en régimenTN

Fig. 4.9.


49

c Condiciones de ensayoEste ensayo consiste en comprobar, durantelas secuencias de ensayo (IDm, IDc, Inc,etc.), que ningún fenómeno externo (químico,térmico, mecánico, eléctrico, etc.) pondrá enpeligro a los usuarios del diferencial encondiciones normales de utilización. Fig. 4.10.

c Resistencia a las perturbacioneselectromagnéticasEste ensayo consiste en comprobar lacapacidad del diferencial para limitar losdisparos intempestivos debidos asobretensiones transitorias, armónicospresentes en la red, sobretensiones demaniobra, etc.v El diferencial debe resistir la ondaimpulsional 0,5 ms/100 kHz.v Los diferenciales de Schneider tambiénresisten la onda impulsional de corriente 8/20 ms.v El impulso 0,5 ms/100 kHz es un impulsooscilatorio amortiguado muy semejante alas perturbaciones electromagnéticas quese producen habitualmente en las redes debaja tensión durante las conmutaciones yque circulan por las capacidades de la red.Ver apartado 4.5 de este capítulo para másdetalles sobre estos ensayos de compatibilidadelectromagnética (CEM) y otros.

c Propiedades dieléctricasa) Nivel de aislamientoEste ensayo garantiza el nivel deaislamiento entre las partes activas entre síy entre las partes activas y tierra. Consisteen verificar que, en caso de sobretensionestransitorias de tipo 1,2/50 ms, el diferencialtiene un cierto nivel de aislamiento quegarantiza a los usuarios y a los operadoresla seguridad de la instalación.Nivel de aislamiento mínimo requerido:v Entre partes activas: 6 kV máx.v Entre las partes activas y la tierra: 8 kV máx.

b) Rigidez dieléctricaEste ensayo consiste en aplicar 2000 V(= 2 Ui + 1000), suministrando una corrientemínima de 0,2 A entre los terminales deaguas arriba y aguas abajo del diferencial, enla posición de abierto. El ensayo demuestra queel diferencial se comporta como un aparatoseccionador que garantiza el aislamiento entrelos bornes aguas arriba y aguas abajo.

c Tipo S o selectivosLas normas UNE EN 61008 y 61009armonizan las características específicasde los diferenciales tipo S o selectivos. Paraeste tipo de diferencial se realizan dosensayos adicionales:v Un ensayo que garantiza la resistencia alos disparos intempestivos de origentransitorio (ej.: sobretensiones de origenatmosférico, sobretensiones debidas amaniobras, etc.). Este ensayo se lleva acabo con la onda impulsional de corriente de8/20 ms con un valor mínimo de 3 kA cresta.v Un ensayo para normalizar el tiempo deno respuesta del diferencial, tipo S, con unacorriente diferencial IDn, 2 IDn y 500 A.El propósito de este ensayo es asegurar quelos diferenciales de tipo S garanticen un nivelde selectividad de corriente diferencial con losdiferenciales instantáneos colocados aguasabajo para cualquier corriente diferencial IDn.Ej.: a IDn el tiempo de no respuesta es iguala 130 ms, a 500 A el tiempo de norespuesta es igual a 40 ms.

c Ensayo a –25 °CEste ensayo garantiza que el diferencial,sometido a bajas temperaturas (o 25 °C),mantiene las mismas prestaciones sinmodificar sus características nominales.Se aplica a los clase A.

c Resistencia térmicaEste ensayo comprueba el comportamientode los diferenciales asociados adispositivos de protección magnetotérmicosaguas arriba. Este ensayo define elesfuerzo térmico máximo resistido por eldiferencial a su corriente máxima In y a unasobrecarga determinada. También define elesfuerzo térmico máximo resistido cuandose produce un cortocircuito y está asociadocon una protección magnética.

c Fijación sobre el carrilEste ensayo asegura que el diferencialinstalado sobre un carril simétrico de

Película de polietileno(fenómeno químico)

Aparatoa ensayar

Carril DIN

Rejilla(fenómeno mecánico)

Fig. 4.10.


4

50

35 mm resiste una fuerza de 50 N que seproduce durante la apertura o cierre manualdel diferencial, así como las fuerzas que sedan al conectar los cables en el diferencial.

c Resistencia al calor anormal y al fuegoLas normas prevén una prueba (yaadoptada por los interruptores automáticosmagnetotérmicos y, más en general, pormuchos aparatos de baja tensión), cuyoobjetivo es definir la calidad del materialaislante utilizado en la construcción deldiferencial, verificando su comportamientoante el fuego. En particular, se exige laprueba del hilo incandescente prevista en laNorma CEI 695-2-1 (capítulos 4 a 10) bajolas siguientes condiciones:v Para la partes exteriores en materialaislante de los ID necesarias para manteneren su posición las partes que transportan lacorriente y las partes del circuito deprotección, por el ensayo realizado a latemperatura de 960 °C ± 15 °C.v Para todas las otras partes exteriores enmaterial aislante, por el ensayo realizado ala temperatura de 650 °C ± 10 °C.El ensayo al hilo incandescente se realizapara asegurar que un hilo de ensayocalentado eléctricamente en lascondiciones de ensayo definidas noinflamará las partes aislantes, o que unaparte de material aislante que se puedainflamar en las condiciones definidas, acausa del hilo de ensayo calentado, quemadurante un tiempo limitado, sin propagar elfuego por llama o partes inflamadas o porgotas caídas de la parte en ensayo.El aparato supera la prueba si se verificauna de las siguientes condiciones:v No hay ninguna llama visible oincandescencia prolongada.v La llama o incandescencia se extingueespontáneamente antes de 30 s desde laretirada del hilo incandescente.

c Fiabilidad con severidad de 28 días depruebaEs una prueba que sirve para verificar elcorrecto funcionamiento del diferencial altermino de 28 ciclos diarios de calor yhumedad que simulan condicionesambientales especialmente extremas,correspondiente a las solicitaciones mediaspor año de los aparatos. La prueba se basasobre lo previsto en la Norma CEI 68-2-30.Después de la ejecución de los 28 ciclosdiarios a valores variables prefijados de

temperatura y humedad, precedidode una condición inicial y seguido de unperíodo de restablecimiento de la condicióninicial, el interruptor diferencial se verificasu tiempo de disparo ante una corrientediferencial y una carga de 1,25 In. Elobjetivo de esta prueba es la de verificar lafiabilidad del aparato en su función másdelicada (disparo diferencial), cuandopueda encontrarse en condicionesambientales previstas o predecibles a lolargo de su vida media. El instalador debegarantizar el correcto funcionamiento delaparato durante su funcionamientoinstalándolo en condiciones razonablementesimilares a aquellas previstas en la Norma(grado de protección adecuado, protecciónde temperatura y/o humedad no prevista,etc.). Además el usuario final debe verificarperiódicamente el funcionamiento medianteel botón de prueba, el cual resulta útil parala conservación del mecanismo de disparo.

c Interruptor diferencial con disparo porsobreintensidad incorporado, montadopor el instalador (dispositivo diferencialadaptable)Esto se trata en el Apéndice G de la NormaUNE EN 61009-1; aquí se danprescripciones adicionales referentes almarcaje, la construcción y la compatibilidadeléctrica y mecánica entre el bloquediferencial y el interruptor automático al cualva asociado. En particular, el Apéndice G seaplica a los interruptores automáticosdiferenciales constituidos de un interruptorautomático conforme a las prescripcionesde la UNE EN 60898 y de un dispositivodiferencial conforme a las prescripciones dela Norma UNE EN 61009 proyectado paraser montado en el lugar de utilización,según las instrucciones del fabricante.El dispositivo diferencial adaptable realizasimultáneamente la función de captación dela corriente diferencial y comparación delvalor de esta corriente con el valor de lacorriente diferencial de disparo(sensibilidad, IDn) e incorpora un dispositivomecánico para accionar el mecanismo dedisparo del interruptor automático con elcual está asociado.Además de indicarse las principalesprestaciones y características, en eldispositivo diferencial deben estar indicadas:v La corriente nominal máxima delinterruptor automático con el que puedeasociarse.


51

v El símbolo:

Por seguridad y para evitar modificacionesinoportunas en el transcurso de la vida delaparato, en la norma se pide que:v Debe ser posible montar el bloquediferencial tan sólo una vez.v Cada vez que se desmonte debe dejarevidencia de daño permanente. Ejemplo:mediante rotura de alguna parte de la tapacubrebornes en los dispositivos Vigi multi 9 .Además, el interruptor automático y eldispositivo diferencial deben adaptarsefácilmente y de manera correcta y el diseñodebe ser tal que sea imposible un montajeincorrecto. Es deber del fabricante dar lasinstrucciones adecuadas para la instalacióny el funcionamiento de cada bloque diferencial.El Apéndice G define cuáles son laspruebas adicionales que el dispositivodiferencial debe superar para garantizar laconformidad con todas las prescripcionesde la Norma. Naturalmente el interruptorautomático y el dispositivo diferencial alcual se acopla, según la norma UNE EN61009-1, debe llevar escrito el nombre delfabricante o la marca de fábrica.

c Comportamiento de los interruptoresautomáticos diferenciales encondiciones de cortocircuitoUn interruptor automático diferencial, segúnUNE EN 61009, equivale al correspondienteinterruptor automático (con iguales In, Icn yIcs), respecto al comportamiento encondiciones de cortocirtuito. Sobre esteaspecto, los valores preferenciales depoder de corte nominal son los siguientes:1500 A - 3000 A - 4500 A - 6000 A - 10000 A- 15000 A - 20000 A - 25000 Aanálogamente a lo especificado para losinterruptores automáticos magnetotérmicosen la Norma UNE EN 60898.

Al final del presente capítulo se pueden verlas tablas resumen 4.3 y 4.4 con losprincipales ensayos normativos.

4.5 Ensayos decompatibilidadelectromagnética (CEM)

La Directiva Europea sobre CEM(compatibilidad electromagnética) obliga acontrolar los parásitos eléctricos y susefectos: un aparato no puede serperturbado ni perturbar a su entorno.En efecto, los fabricantes de todo equipoeléctrico deben cumplir ciertas normas deCEM. Los DDR se ensayan en términos decompatibilidad electromagnética (emisión ysusceptibilidad), según la Directiva Europeaque prescribe el respeto a un cierto númerode normas. Concretamente, en las normasUNE EN 61008 y 61009 se prescribre elcumplimiento de la norma CEI 1543 titulada“Compatibilidad Electromagnética paraDDR para usos domésticos y análogos”.En todo caso, las instalaciones eléctricasgeneran o transmiten perturbaciones, quepueden afectar en mayor o menor medida alos diferenciales, y contra las cuales éstosse deben inmunizar, cumpliendo así lasnormas respectivas. Estas perturbacionespueden ser permanentes o transitorias,alternas o impulsionales, de baja o de altafrecuencia. Pueden ser conducidas oinducidas, de modo común o diferencial, deorigen interno o externo a los edificios. Unade las perturbaciones más importantes sonlas sobretensiones transitorias.

Comportamiento antesobretensiones transitoriasLos diferenciales pueden ser sensibles a lacaída de rayos, en particular sobre lasredes aéreas ya que están más sujetas aperturbaciones atmosféricas. En efecto,según la distancia del elemento generador,una red BT puede verse sometida a:c Una sobretensión que aparezca entre losconductores activos y tierra, con laperturbación fugándose aguas arriba de losdiferenciales (fig. 4.11 c).c Una sobreintensidad de la cual una partese fuga aguas abajo de los diferencialesa través de las capacidades parásitas(fig. 4.11 a).c Una sobreintensidad que detecta eldiferencial y que se debe a unasobretensión del tipo anterior 4.11 c(fig. 4.11 b).Se conocen las soluciones técnicas paraestos efectos y son utilizadas por los


4

52

fabricantes de diferenciales, como porejemplo:c Para los relés electromagnéticos, ladisposición de un filtro contra transitoriossobre el circuito de excitación del relé dedisparo.c Para los relés electrónicos, la utilizaciónde un filtro pasa bajos al nivel de la entradade la señal.Los DDR inmunizados contra estascorrientes parásitas están previstos por lasnormas de fabricación y se denominandiferenciales de tipo S o selectivos (IDn O300 mA). Pero Merlin Gerin proponeaparatos de alta sensibilidad e inmunidadreforzada, como los diferenciales de lagama multi 9 del tipo superinmunizado(con IDn o 30 mA), o de la gama Vigirexcon toro separado RHU o RMH.Habiendo resuelto esta dificultad, la calidadde servicio de la instalación depende eneste caso tan sólo de la correcta elecciónde los aparatos.

Influencia de la eleccióndurante la concepción deinstalacionesLos prescriptores e instaladores puedeninfluir durante la concepción de lainstalación en la consecución de unacorrecta compatibilidad electromagnética,especialmente durante la elección delrégimen de neutro. Por ejemplo, debensaber que en esquema TN varios tipos decorriente son la causa de lasperturbaciones por radiación en losmateriales sensibles:c Durante un defecto de aislamiento,corrientes importantes circulan por el PE,por las masas de los aparatos y por lasestructuras.c En esquema TN-C, son las corrientes dedesequilibrio de las cargas las que circulande forma permanente por las estructurasmetálicas de los edificios.c En esquema TN-S, esas corrientes dedesequilibrio aparecen también durante undefecto de aislamiento entre el neutro y elconductor de protección. Además, estedefecto, no detectable por las proteccionesde sobreintensidad, cambia, de forma nodeseada, el esquema TN-S a TN-C.

Fig. 4.11. Ondas de choque normalizadas de tensióny corriente.

U

Umáx.

Umáx.

2

1,2 ms 50 ms

Resistencia a la onda de choquede tensión normalizada de1,2/50 ms (según UNE EN 61008y 61009):Con Umáx. = 6 kV entre fasesy 8 kV entre fases y masa.

t (ms)

a) b)

c)

t (ms)

Imáx.

10 µs (f = 100 kHz)

10%

90%

60%

0,5 µsResistencia a la onda oscilatoriaamortiguada de corrientenormalizada de 0,5 ms/100 kHz(según UNE EN 61.008 y61009), con Imáx. = 200 A.

I

Imáx.

90 %

50 %

10 %

8 µs

20 µs

Resistencia a la onda de choquede corriente normalizada de8/20 ms (según UNE EN 61008y 61009) con Imáx. = 3.000 A paraaparatos selectivos S o R, 250 Apara los instantáneos.

t (ms)

I


53

Aspecto normalizado Descripción del ensayo CEE 27(*) Valor aportado

Envolvente Resistencia al calor y a la llama mediante Ninguno Seguridad de lasel ensayo del hilo incandescente (960 °C). instalaciones

Ensayos diferenciales Medidas más importantes. Ninguno Seguridad de lasEnsayos a In, 2 In,..., 500 A. instalaciones

Poder de cierre y de Operación a IDm. Ninguno Ejecución de funcionescorte diferencial Valor fijado por el fabricante.asignado IDm Ensayo realizado sin dispositivo de

protección asociado.

Poder de cierre y de Valor de Inc definido por el fabricante con un Ensayo simple Ejecución de funcionescorte asignado Im mínimo de 10 In o 500 A si 10 In es inferior. a 10 In

Poder de corte en el Valor de Inc fijado por el fabricante. Ensayo de Ejecución de funcionescaso de cortocircuito Este ensayo está realizado con un dispositivo ejecución conInc de protección asociado que puede ser un hilo de plata(sólo UNE EN 61008) fusible o un interruptor. normalizado

Posición de Schneider Inc = IDc = 10 kA conun fusible de 100 A.Se está haciendo una tabla de valores de Incen función de DPCC.

Poder de corte en el Valor de IDc fijado por el fabricante. Ninguno Ejecución de funcionescaso de cortocircuito Este ensayo se realiza asociado con unadiferencial IDc protección que puede ser un fusible o un(sólo UNE EN 61008) interruptor.

Condiciones de ensayo Para controlar las manifestaciones exteriores Ninguno Seguridad de lasde los ensayos de cortocircuito, una película instalacionesde polietileno y una rejilla se colocanpróximas al aparato. La película sirve paraapreciar las manifestaciones térmicas yquímicas, y la rejilla para las eléctricas.

Resistencia a Ensayo con la onda impulsional 0,5 ms Ninguno Limitar los disparosperturbaciones 100 kHz. intempestivoselectromagnéticas

Propiedades Control de nivel de aislamiento y rigidez Ninguno Seguridad de lasdieléctricas dieléctrica. instalaciones

Nivel de aislamiento 6 kV entre neutroy fases conectadas, 8 kV entre fases y masa.Rigidez dieléctrica: 2 kV.

Seccionador El dispositivo está considerado como un Ninguno Aislamiento deaparato seccionador. funcionesActualmente no está definido ningúnproyecto de normalización, pero está enestudio.

Tipo S Se realizan ensayos adicionales. Ninguno Selectividad entreOnda 8/20 ms a 3 kA cresta. diferencialesNormalización del tiempo de no respuesta.

Ensayo a –25 °C Ensayo de funcionamiento a baja Ninguno Adaptación altemperatura. ambiente

Resistencia térmica Ejecuciones normalizadas cumpliendo con Ninguno Seguridad de lasla VDE 0664 y BS 4293. instalaciones.

Fijación sobre carril El aparato montado sobre el carril debe Ninguno Resistencia del cuadroresistir una fuerza de 50 N. de distribución

Resumen de los principales ensayos normalizados porUNE EN 61008 y UNE EN 61009

Tabla 4.3.(*) CEE 27: Norma antigua aplicada anteriormente. Aquí se especifica hasta qué nivel se ensayaba en ella cadaaspecto.


4

54

Ensayos Cant. Norma de referencia Descripción / Resultado

mecánicos

Choque IK EN 50102 No existe modificación de la cara delantera, ni dela caja de test.

Choques en la caja Manual de ensayo n.° No existe modificación de la caja ni de la1073646. Cap. 7.3 fabricación del diferencial.

Vibraciones 68-2-6 ensayo Fc No existe modificación de la fabricación delLLOYD’S ensayo 1 VIGIREX y ningún cambio en sus componentesVERITAS internos.

climáticos

Func. a límites 30 CEI 359. Variación Cuantificar las desviaciones en relación a lasimple –5 °C/+55 °C medida inicial del ambiente del laboratorio.

aislamiento

Onda de choque 10 Tensión asignada: Cara delantera de doble aislamiento: –7,3 kV/alim. -4 kV/alim. - 6 kV/relés. 9,8 kV/relés. Primer TC simple aislamiento / alim.

y contacto de salida 9,8 kV. Alimentación simplede aislamiento/Contacto de salida 7,3 kV.

IP CEI 529 Sin ensayo ya que la caja no ha sido modificada.

Dieléctrico 50 Hz y VERITAS Sin ensayo ya que las materias no han sidoResistencia de aislamiento modificadas y las distancias han sido validadas

por las ondas de choque.

esfuerzos eléctricos

Calentamiento 10 Manual de ensayo n.° Configuración de relés la más desfavorable.1073646. Cap. 11 Medida en el ambiente del laboratorio del

calentamiento de los componentes sensibles:relés, regulador, transistores y diodos depotencia, etc.

Micro-cortes 10 48 VCA Cuantificar la resistencia de la seguridad positiva.Objeto de resistencia, 60 ms.

CEM

Transitorios rápidos 10 CEI 1000-4-4 Nivel 3, 2 kV en modo común sobre la alimentacióny relés. (Diferencial alimentado a 48 VCA)

Onda oscilatoria 10 CEI 255-22-1 Clase 3, 1 kV en MD y 25 kV en MC sobre laamortiguada alimentación y relés. (Diferencial alimentado a

48 VCA)

Onda de choque 10 CEI 1000-4-5. Nivel 3 Nivel 3, 1 kV Fase/Fase y 2 kV Fase/Tierra sobrealimentación. (Diferencial alimentado a 48 VCA)

Perturbaciones R.F. Sin ensayo ya que las modificaciones no sonRadiados susceptibles de modificar los resultados obtenidos.DESEmisión

actuaciones térmicas

Umbrales 10 Sin modificación de las características existentes.Temporizaciones 10Detección de corte de toro 10

seguridad de funcionamiento

Fiabilidad 10 Ensayo interno RHA o RHE después de los ensayos decalentamiento.1000 h a 120 VCC + tolerancia a +55 °C.

Tabla 4.4.

Resumen de los principalesensayos normativos para relésdiferenciales electrónicos contoro separado Vigirex

La norma de fabricación queespecifica los ensayos a efectuar sobrelos relés diferenciales con toro separado es laUNE EN 60947-2. En la tabla 4.4 se puedenver qué ensayos se efectúan realmentesobre los relés Vigirex de Merlin Gerin .

Instalacióny explotaciónde los dispositivosdiferenciales

5.1 Consejos generales deinstalación para proteccióncontra contactos directose indirectos 56

5.2 Selectividad diferencialvertical 60

5.3 Causas de funcionamientosanómalos 62

5.4 Selectividad diferencialhorizontal. Disparos por“simpatía” de losdiferenciales 66

5.5 Empleo de los diferencialesen redes mixtas y de corrientecontinua 69

5.6 Consejos particulares deinstalación para relésdiferenciales con toroidalseparado 73

5.7 Coordinación entreinterruptores automáticosmagnetotérmicose interruptores diferencialesID 75

5.8 Longitudes máximas de líneaen regímenes TN e IT 78

5

5 Instalación y explotación de losdispositivos diferenciales

5

56

En este capítulo se abordarán diversosaspectos sobre la utilización práctica de losdiferenciales. Desde los consejos básicosde instalación, hasta las causas de losfuncionamientos anómalos que puedenpresentar, para llegar a las recomendacionesque permiten evitar estos problemas.

5.1 Consejos generales deinstalación para proteccióncontra contactos directos eindirectos

A continuación se presentan una serie deconsejos de instalación que ayudarán adisminuir los riesgos que suponen loscontactos directos e indirectos con lacorriente eléctrica.

Consejos de instalación paramejorar la protección contracontactos indirectos

1. Tomas de tierra, conductores deprotección y aislamiento de la redc Se debe asegurar una buena puesta atierra, tal que garantice la mayorcontinuidad de la corriente en caso dedefecto a tierra. El valor máximo admitidopor el actual Reglamento Electrotécnico deBaja Tensión es de 37 V cuando el sistemade corte usado es mediante interruptordiferencial (MIE-BT-023/4.1).Para la conexión del cable de la red detierra del edificio con la pica de puesta atierra se recomienda utilizar el método desoldadura autógena (por ejemplo:aluminotérmica), ya que gracias a laaleación metal-pólvora que incorpora, seobtiene una gran continuidad y mayor ciclode vida (fig. 5.1 ). También se recomienda lautilización de conectores tipo “ampact” parala conexión cable-pica, cable-cable.

c Para garantizar la continuidad de laintensidad de defecto debe distribuirseuna línea de tierra de sección suficiente ,entre determinados elementos o partes deuna instalación y uno o varios electrodos,enterrados en el suelo, con objeto deconseguir que en el conjunto de instalaciónno existan diferencias de potencialpeligrosas y que, al mismo tiempo, seaposible el paso a tierra de las corrientes dedefecto con el menor recorrido posible.En la figura 5.2 se observa la distribuciónrecomendada por el ReglamentoElectrotécnico Baja Tensión en el que losconductores de protección de los circuitosson siempre derivaciones en paralelo deuna línea principal, así se consigue unaresistencia al paso de la corriente de fuga atierra mínima.

Recordamos las secciones mínimas deobligado cumplimiento por el R.E.B.T.(MIE-BT-023 /3) en las diversas partes de lainstalación de la línea de tierra, o conductorde protección:v Línea de enlace con tierra (conexión aelectrodos):– Mín. 35 mm2 Cu desnudo.– Mín. 95 mm2 Al desnudo.v Línea principal de tierras:

– Si SFase > 35 mm2; SPE = SFase

2, pero con

SPE

> 16mm2.

v Derivaciones de la línea principal detierras (MIE-BT-017/ 2.2) fig. 5.3. :

Soldadura autógena conalto punto de fusión

L O 2 m

Cable de cobredesnudo

Fig. 5.1. Conexión a la pica de tierra.

Masas dereceptores

Conductores deprotección

Línea principalde tierra

Puntos de puesta a tierra

Línea deenlacecon tierra

Electrodos

Toma detierra

Derivacionesde la líneaprincipal detierra

Fig. 5.2. Representación esquemática de un circuito depuesta a tierra.


57

Secciones de los Secciones mínimas deconductores de fase o los conductores depolares de la proteccióninstalación (mm2) (mm2)

S o 16 S (*)

16 < S o 35 16

S > 35 S / 2

(*) Con un mínimo de:c 2,5 mm2: si los conductores de protección no formanparte de la canalización de alimentación y tienen unaprotección mecánica.c 4 mm2: si los conductores de protección no formanparte de la canalización y no tienen una protecciónmecánica.

c Evitar la instalación de longitudeslargas de cable, dentro de lo posible, bajoun sólo diferencial con lo que al disminuirlongitudes disminuimos las capacidades deaislamiento de las líneas reduciendo así lasintensidades de fuga a tierra capacitivasexistentes en la instalación que pueden serde tipo transitorio o bien permanentes dealta frecuencia. Así pues, reducimos elriesgo de cegado o bloqueo de losdiferenciales y de disparos intempestivosque pudieran surgir.

c Mantener un aislamiento correcto. Esigualmente importante el disponer en loscables de la instalación, de un buenaislamiento ya que este es un parámetroque también define la capacidad yresistencia de aislamiento de estas líneas.Según el R.E.B.T., (MIE-BT-017/2.8) seestablece un valor mínimo de la resistenciade aislamiento de 1.000 3 U (V), siendo Ula tensión máxima de servicio expresada envoltios, con un mínimo de 250.000 Ohmios.

c El aseguramiento de una buenaconexión del conductor de tierra a lamasa del receptor es de vital importancia

para garantizar bucle o continuidad de laintensidad de defecto y conseguir así quecualquier masa no estará sometida atensiones peligrosas para las personas.Deberá mantenerse esta conexión enemplazamientos secos o que no presentenexceso de humedad para la buenacontinuidad. A la toma de tierra seconectará todo el sistema de tuberíasmetálicas accesibles, cualquier masametálica de los receptores, bandejasmetálicas de tendido de cables, etc.

c Es necesario el aseguramiento de lacontinuidad del bucle de cables detierra, prestando especial interés en lasconexiones de los receptores al circuito detierras. Ver fig. 5.4 . Debe comprobarsemediante ohmímetro el grado decontinuidad que presenta el circuito detierras y sus conexiones a las masasmetálicas, deben efectuarse medicionesperiódicas anotándose el valor de laresistencia observando su evolución en eltiempo. En caso de que aumenteexcesivamente deben tomarse las medidascorrectoras necesarias.

2. Dispositivos de proteccióndiferencialLa protección contra los contactos indirectosse realiza mediante dispositivos diferenciales,manteniendo las condiciones siguientessegún se vió en el capítulo 1 de esta Guía:En ambientes BB1 (secos):

IDn = 50 VRA

0V

3p IP

V

Fig. 5.4. Medida del aislamiento del bucle de tierras.

Fig. 5.5. Tabla de los límites superiores de laresistencia de la toma de tierra de las masas y que nose debe superar en función del ambiente (UL) y lasensibilidad del interruptor diferencial (IDn).

Valores de las resistencias de puestas a tierra máximas en función de la sensibilidad y la tensión máxima de contacto (UL)

Sensibilidad Resistencia máximaI∆n de la puesta a tierra

BB1 (UL = 50 V) BB2 (UL = 25 V)

3 A 16 Ω 8 Ω

1 A 50 Ω 25 Ω

500 mA 100 Ω 50 Ω

300 mA 166 Ω 83 Ω

30 mA 1660 Ω 833 Ω

Fig. 5.3.


5

58

En ambientes BB2 (húmedos):

IDn = 25 VRA

En ambientes BB3 (mojados):

IDn = 12 VRA

La elección de la sensibilidad del diferenciales función del ambiente y de la puesta atierra.

c Protección de circuitos de distribuciónPodemos obtener de las tablas del capítulo1 de esta Guía los tiempos máximos decontacto en función de la tensión decontacto Uc y organizar una desconexiónescalonada (selectividad por tiempo); y enfunción de la intensidad de fuga unaselectividad amperimétrica. Ver apartado5.2 de este capítulo.Si situamos interruptores diferenciales en elejemplo de la fig. 5.6. :– en A situaremos un diferencial de mediasensibilidad temporizado o selectivo.– en B situaremos diferenciales de mediasensibilidad o alta sensibilidadinstantáneos.

c Protección de circuitos con grupos demasas unidos a tomas de tierraseparadasProtección contra los contactos indirectoscon diferenciales en cabecera de cadagrupo de masas unidas a una misma tierra.Ver fig. 5.7 .

La sensibilidad debe ser adaptadaa la resistencia de cada puesta de tierraindependiente RA2.

c Protección mediante diferenciales dealta sensibilidad (AS)Dónde se deben colocar los dispositivosdiferenciales de AS (IDn o 30 mA):v Circuitos con tomas de corriente o 32 A,en cualquier ambiente, (fig. 5.8 ).v Circuitos con tomas de corriente enlocales mojados BB3 cualquiera que sea laintensidad de la toma.v Circuitos con tomas de corriente eninstalaciones provisionales.v Circuitos de alimentación de canteras, decaravanas, de barcos de recreo,instalaciones para feriantes y ferias,instalaciones ornamentales, instalacionesde señalización.En estas instalaciones pueden montarseprotecciones individuales o por grupos decircuitos.

c Prevención en los locales con riesgode incendiosProtecciones diferenciales de sensibilidado 300 mA. Ver fig. 5.9.

Fig. 5.6. Circuitos de distribución.

X

XX

DDRMS

DDRMSoAS

DDRMSoAS

A

B

Fig. 5.7. Tomas de tierra separadas.

RA1RA2

Fig. 5.8. Circuito de tomas de corriente.


59

c Protección cuando una masa no estáunida a tierra(Tolerado sólo con instalaciones existentes,antiguas, y en locales secos cuando no esposible realizar puestas a tierra.)Protección diferencial complementariacontra los contactos directos acorriente residual de “alta sensibilidad”(o 30 mA) sobre la parte correspondiente(fig. 5.10 ).

c Para receptores electrónicos, serecomienda la utilización de diferencialesdel tipo superinmunizado multi 9 deMerlin Gerin , debido a las mayoresprestaciones que este tipo de diferencialesaporta en estos casos. Esta nueva gamaofrece la protección diferencial másavanzada actualmente y que responde a laproblemática de las instalaciones dondeexistan gran cantidad de receptoreselectrónicos, tal como se explica en otrosapartados de esta Guía.

c Debemos realizar un control periódicodel perfecto funcionamiento de losdiferenciales para que estos actúen, con elumbral de funcionamiento que deseamos,cuando realmente existan defectos deaislamiento. Por ello se recomienda pulsarel botón de test del diferencial, comomínimo una vez al mes.

Consejos de instalación paramejorar la protección contracontactos directosAdemás de los consejos para mejorar laprotección contra los contactos indirectos,también deben tenerse en cuenta lossiguientes consejos, incluidos en el actualReglamento Electrotécnico Baja Tensión enla instrucción MIE BT 021/1, que nospermitirán obtener una mejor proteccióncontra contactos directos.

Para conseguir una protección correctacontra contactos indirectos se deberespetar al menos uno de los siguientesconsejos de instalación:

c Alejamiento de las partes activas de lainstalación a una distancia tal del lugardonde las personas habitualmente seencuentran o circulan, que sea imposible uncontacto fortuito con las manos, o por lamanipulación de objetos conductores,cuando éstos se utilicen habitualmentecerca de la instalación.Se considerará zona alcanzable con lamano la que, medida a partir del puntodonde la persona puede estar situada, estáa una distancia límite de 2,5 metros haciaarriba, 1 metro lateralmente y 1 metro haciaabajo. En la figura 5.11 se señalagráficamente esta zona.

c Interposición de obstáculos queimpidan todo contacto accidental con laspartes activas de la instalación. Losobstáculos de protección deben estarfijados de forma segura y resistir losesfuerzos mecánicos usuales que pueden

1,0 m 1,0 m

2,50

m

2,50

m

Fig. 5.11.

Fig. 5.10. Circuito con una masa no unida a tierra.

Fig. 5.9. Local con riesgo de incendios.


5

60

presentarse en su función. Si los obstáculosson metálicos y deben ser consideradoscomo masas, se aplicará una de lasmedidas de protección previstas contra loscontactos indirectos.

c Recubrimiento de las partes activas dela instalación por medio de un aislamientoapropiado, capaz de conservar suspropiedades con el tiempo, y que limite lacorriente de contacto a un valor no superiora 1 miliamperio. La resistencia del cuerpohumano será considerada como de 2.500ohmios.Las pinturas, barnices, lacas y productossimilares no serán considerados comoaislamiento satisfactorio a estos efectos.

Además, como medida de proteccióncomplementaria (nunca suficiente porsí sola), se recomienda instalar proteccióndiferencial de alta sensibilidad (IDn o 30 mA).

5.2 Selectividad diferencialvertical

El objetivo general de la selectividaddiferencial es coordinar las proteccionesdiferenciales de tal manera que, en caso dedefecto en un punto de la instalación, tansólo dispare la protección diferencial máscercana a dicho defecto, y no lo hagacualquier otro dispositivo diferencial situadoen otro punto de la instalación.La selectividad vertical en particular esaquella que define el funcionamiento dedos protecciones dispuestas en serie sobreun circuito (fig. 5.12 ).Teniendo en cuenta los imperativos defuncionamiento de los diferenciales, asícomo las normas de fabricación de estosaparatos, la selectividad deberá cumplirsiempre dos condiciones, la amperimétricay la cronométrica.c Amperimétrica puesto que, según lasnormas, un diferencial debe actuar entreIDn y IDn/2.En la práctica, se requiere una relación de:IDn (aguas arriba) O 2 IDn (aguas abajo).c Cronométrica puesto que todomecanismo necesita un tiempo para actuar,por mínimo que sea: se requiere unatemporización o retardo voluntario en eldispositivo aguas arriba.

La doble condición de no disparode D

a para un defecto aguas abajo de

Db es, por tanto:

IDn (Da) > 2 IDn (Db)

y

tr (Da) > tr (Db) + tc (Db) o lo que es lo mismo

tr (Da) > tf (Db)

con:tr = retardo del disparo = tiempo de no

respuesta;tc = tiempo entre el instante de corte(tiempo de arco incluido) y aquel en el queel relé de medida da la orden de corte;tf = tiempo de funcionamiento, desde ladetección del defecto a la interrupción totalde la corriente de defecto.Los relés electrónicos retardables puedenpresentar un fenómeno de memorizacióndel defecto por su circuito de umbral.Se debe, entonces, considerar un “tiempode memoria” t

m (fig. 5.13 ) para que no

disparen después de la apertura delaparato aguas abajo:

tr (Da) > tr (Db) + tm

tr tc

tm

tc

tm

tc

tr

(a)

(b)

(c)

Fig. 5.13. La temporización de un diferencial aguasarriba debe tener en cuenta el tiempo de corteasociado al diferencial aguas abajo, así como eltiempo de memoria del relé aguas arriba.

DR

DR

Da

Db

Fig. 5.12. Selectividad vertical.


61

Pueden encontrarse dificultades en lapuesta en servicio de la selectividad ya quese debe distinguir entre interruptoresautomáticos diferenciales y relésdiferenciales, puesto que:c El interruptor automático diferencial sedefine con el tiempo de retardo t

r.

c El relé diferencial se define en tiempo defuncionamiento neto o temporizado a unvalor t, el cual corresponde al tiempo quetranscurre entre la aparición del defecto y laorden de apertura del dispositivo de corte(fig. 5.14 ).Se deben entonces calcular los tiempos t

f y

tr (o t) sucesivos (a 2 IDn) para cadadiferencial, remontándose por la distribuciónterminal hacia el origen de la instalación.

La selectividad amperimétrica ycronométrica vienen relacionadas por lasfiguras 5.15 y 5.16 que corresponden a lascurvas de disparo de interruptoresdiferenciales Merlin Gerin.

Hay dos tipos de selectividad vertical:total y parcial.c Selectividad total:En la selectividad total, el dispositivocolocado aguas arriba tiene siempre menorsensibilidad y mayor retardo que elcolocado aguas abajo.

c Selectividad parcial:En la selectividad parcial, el dispositivocolocado aguas arriba tiene unasensibilidad menor y un tiempo de retardomayor que el colocado aguas abajo perosólo hasta cierto umbral, a partir del cualcualquiera de los dos dispositivos podrádisparar.

Vigirex RH

tr = 15 ms

tc = 30 ms

tf = 45 ms

Vigicompact

tr = 60 ms

DR

DR

Vigirex

tr = 60 ms

tf < 140 ms

Vigicompact

t = 200 ms

DR

DR

Fig. 5.14. Dos ejemplos de selectividad cronométrica,asociando un interruptor automático diferencial de tipoVigicompact y un relé Vigirex (Merlin Gerin).

instantáneos

corriente de fugaeficaz ld (mA)

0,030,05

0,15

0,37

0,20

1

10

100

1000

3000

mA

1000

mA

300 m

A

instantáneos

selectivos

30 m

A10

mA

tiempo

de disparo (s)

300030030 100010

sensibilidad nominalIDn del dispositivo

500

500 m

A

Fig. 5.15. Curvas de disparo de diferenciales multi 9 .

B

A

t

tfA

tnfA

tfB

tnfB

I∆B I∆A Id

A

B

I∆B2

I∆A2

Fig. 5.16. Detalle de las curvas de disparo.


5

62

5.3 Causas defuncionamientos anómalos

Las corrientes de fugaLa norma UNE 20460 define como corrientede fuga, a la corriente que circula haciatierra directamente o a través de elementosconductores en un circuito eléctricamentesano. Existen 2 tipos de corrientes de fuga,no peligrosas, que no son debidas adefectos de aislamiento:a) Corrientes de fuga permanente.Estas corrientes son debidas a:– Las características de los aislantes.– Las frecuencias de las corrientesempleadas.– Los condensadores de los filtroscapacitivos.b) Corrientes de fuga transitorias odebidas a perturbaciones.Estas corrientes son generadasprincipalmente por:– Sobretensiones de maniobra.– Sobretensiones atmosféricas (rayos).– Puesta en tensión de circuitos que poseenuna elevada capacidad respecto a tierra.Cuando un diferencial dispara debido a queha detectado uno de estos defectos, que nosuponen ningún peligro, se habla dedisparos intempestivos ofuncionamientos anómalos.Además, alguna de estas corrientes de fugatambién pueden producir el efecto contrario,es decir, puede insensibilizar y bloquearal diferencial haciendo imposible sudisparo si simultáneamente se produce undefecto de aislamiento que sí supongapeligro.A continuación se verán los diferentes tiposde corrientes de fuga, qué problemasproducen sobre los diferenciales y cómosolucionar dichas anomalías.

c Corrientes de fuga a 50-60 HzEn el proceso de estudio de unainstalación, conviene considerar laslongitudes de las diferentes salidas y losequipos que dispongan de elementoscapacitivos conectados a tierra. Así mismo,es deseable dividir la instalación con objetode reducir la importancia de ambosparámetros.Cabe considerar que los filtros antiparásitoscapacitivos (obligatorios según la DirectivaEuropea sobre la CEM), dispuestos sobrelos microordenadores y otros aparatos

electrónicos, generan en monofásicocorrientes de fuga permanentes a 50 Hz,del orden de 0,3 a 1,5 mA por aparato.Estas corrientes de fuga se suman si estosaparatos están conectados sobre unamisma fase. Si los aparatos estánconectados sobre las tres fases, estascorrientes se anulan mutuamente cuandoestán equilibradas (suma vectorial).Esta reflexión es tanto más importantecuando los diferenciales instalados son dealta sensibilidad. Para evitar los disparosintempestivos, la corriente de fugapermanente no debe rebasar el 30 % deIDn en esquema TT y TN, y el 17 % de IDnen esquema IT.En la tabla de la figura 5.17a se puedeobservar en qué porcentaje de ocasionesson causa de disparos intempestivos dediferenciales cada uno de los aparatossiguientes, debido a la acumulación de suspropias corrientes de fuga permanente:

Aparato %

Aparato de iluminación 21%

Motor 17%

Material informático 17%

Frigorífico 16%

Aparato electrodoméstico 16%

Sistema de calefacción 9%

Caja registradora 4%

Y en la tabla de la figura 5.17b se da elvalor de la corriente de fuga permanenteaproximada para cada tipo de aparato:

Tipo de aparato Valor

Fax 0,5 a 1 mA

Impresora < 1 mA

Estación de trabajo

informática 1 a 2 mA

Terminal informático 0,3 a 1,5 mA

Fotocopiadora 0,5 a 1 mA

Aparato electrodoméstico

clase 1 < 0,75 mA

Aparato de iluminación

clase 1 < 1 kVA < 1 mA

De cara a limitar estas corrientes de fugapermanente hay que tener en cuenta losconsejos siguientes:v Utilizar, en la medida de lo posible,aparatos con clase de aislamiento II.

Fig. 5.17a.

Fig. 5.17b.


63

v Utilizar aparatos que incorporen unaseparación galvánica en su alimentacióneléctrica, como por ejemplo, untransformador separador.v En el momento de realizar el diseño de lainstalación hay que efectuar un balance delas corrientes de fuga previstas en cadacircuito, y limitar el número de tomas decorriente protegidas por un sólo dispositivodiferencial. En definitiva hay que fraccionarla instalación en partes lo suficientementepequeñas para que la corriente de fugaacumulada en ellas sea inferior al 30 % dela sensibilidad de los diferenciales que laprotejan.

c Corrientes de fuga transitoriasEstas corrientes se manifiestan en lapuesta en tensión de un circuito quepadezca un desequilibrio capacitivo,(ver fig. 5.31 del apartado 5.4), o duranteuna sobretensión en modo común. LosDDR de tipo selectivo (IDn O 300 mA)y superinmunizados (IDn = 30 mAy 300 mA), así como los DDR ligeramenteretardados, evitan los funcionamientosintempestivos. Los efectos que produceneste tipo de corrientes serán tratados enmayor profundidad en el apartado siguiente5.4, ya que son el origen del tipo de disparointempestivo más habitual: el disparo por“simpatía”.

c Corrientes de fuga de altas frecuenciasLas cargas más perturbadoras, en términosde CEM, son, por ejemplo, losrectificadores con tiristores, donde los filtrosincorporan condensadores que generanuna corriente de fuga de alta frecuencia quepuede alcanzar el 5 % de la corriente nominal.

Contrariamente a las corrientes de fuga de50-60 Hz donde la suma vectorial es nula,estas corrientes de alta frecuencia no estánsincronizadas sobre las tres fases y, deeste modo, su suma constituye unacorriente de fuga neta. Para evitar losdisparos intempestivos o el bloqueo de losdiferenciales, debido a estas corrientes dealta frecuencia, los diferenciales debenestar insensibilizados a las corrientes dealta frecuencia (equipados con filtrospasabajos); éste es el caso de losdiferenciales industriales Vigirex RHUy RMH y de los diferenciales del tipo multi 9superinmunizado de Merlin Gerin .

c Corrientes debidas al rayoSi la instalación dispone de un limitador desobretensiones (PF), se debe evitar situarel diferencial sobre el camino de fuga de lacorriente generada por el rayo (fig. 5.18 ), sino, la puesta en servicio del diferencialinmunizado contra estas corrientes(retardados o de tipo S) es la solución.

Regímenes de neutroCuando en la instalación se incorporanfuentes de alimentación de reserva, sedebe estudiar la protección de las personasy de los bienes para las diferentesconfiguraciones de la instalación, puestoque la posición del neutro en relación a latierra puede ser diferente.La alimentación, aunque provisional, de unainstalación con un Grupo Electrógenorequiere la interconexión de la masa delgrupo con la red de tierra existente paracualquier régimen de neutro. En esquemaTT, por ejemplo, es necesario poner a tierrael neutro del alternador, sin lo cual lascorrientes de defecto no alcanzarían elumbral de disparo de los diferenciales.Cuando la instalación en esquema TTdispone de un Sistema de AlimentaciónIninterrumpida, SAI, es necesaria unapuesta a tierra del neutro aguas abajo deéste, para asegurar el buen funcionamientodel diferencial, pero no es indispensable parala protección de las personas puesto que:c La instalación se convierte en esquemaIT y el primer defecto no es peligroso (vercapítulo 2 de esta Guía).c La probabilidad de que se produzca unsegundo defecto de aislamiento, durante elperíodo de funcionamiento limitado por laautonomía de las baterías del SAI, es muyreducida.

Fig. 5.18. En una instalación con pararrayos, losdiferenciales pueden ser diferentes: en A un diferencialretardado o de tipo S, en B un diferencial estándar.

fuga de corrientegenerada porel rayo limitador de

sobretensionestransitorias (PF)

A

DR

B

DR


5

64

Comportamiento de losdiferenciales frente acomponentes continuasLos equipos receptores cada vez tienen másdispositivos electrónicos rectificadores quepermiten un funcionamiento adaptado a susnecesidades (ver también el apartado 5.5).Por otro lado, estos dispositivos rectificadorestienen la desventaja de que deforman la ondasinusoidal de corriente, debido a lo cual éstave incrementado su contenido en armónicos(ver subapartado siguiente).En el caso de una falta a tierra aguas abajode estos dispositivos rectificadores, lacorriente de defecto, que fluye a través delos diferenciales, tiene una componentecontinua que puede insensibilizarlos hasta elextremo de que no disparen (ver apartado3.4 del capítulo 3 de esta Guía). Lainsensibilización depende del tipo dedispositivo que detecte y mida la corriente dedefecto. Para evitar los inconvenientes quepueden resultar de estas situaciones, sedividen los diferenciales en tres categorías:AC, A y B. Según el tipo de corrientespresentes en cada instalación instalaremosel diferencial de la clase adecuada:c Clase AC : el funcionamiento correcto segarantiza sólo si la corriente de defecto esalterna sinusoidal.c Clase A : el funcionamiento correcto segarantiza si la corriente de defecto esalterna sinusoidal, o bien es continuapulsante, la cual puede o no contener unacomponente continua de valor no mayor de6 mA, con o sin control del ángulo de fase,que sean aplicadas bruscamente o queaumenten lentamente.c Clase B : se garantiza el funcionamientocon cualquier valor de componentecontinua.

Influencia de las corrientesarmónicas en los diferencialesc DefiniciónLos armónicos (fig. 5.19) son señales detensión e intensidad de frecuencia n vecesla frecuencia fundamental (50 Hz), y existencomo consecuencia de cargas no lineales,como son los receptores con electrónicaincorporada.

Estas señales de frecuencia n vecesla fundamental, sumadas a lafundamental (50 Hz) generan una señaldeformada no senoidal con un período derepetición definible. Esta señal resultantedependerá de la frecuencia de losarmónicos o su rango. El rango de unarmónico es el número de veces lafrecuencia fundamental de 50 Hz en que sepuede descomponer su frecuencia.Los armónicos pueden clasificarse en tresgrupos:c Directos: 3K+1.c Inversos: 3K-1.c Homopolares: 3K.Siendo K la frecuencia de 50Hz.

c EfectosLos diferenciales se ven afectados enmayor o menor grado por los efectos queprovocan los armónicos, que por tenerfrecuencias elevadas (múltiplos de 50 Hz)aumentan el riesgo de circulación decorrientes de fuga por las capacidades deaislamiento de los cables de la red y de losreceptores y por lo tanto, aumenta el riesgode disparo intempestivo. Este efecto puedeverse agravado por la presencia dearmónicos homopolares (que presentanfrecuencias múltiplos de 3 de lafundamental), pudiendo afectar también alcomportamiento del diferencial.Estos armónicos homopolares (fig. 5.20) secaracterizan por no presentar desfaserespecto a la frecuencia fundamental ydebido a esto, tanto en sistemasmonofásicos como en trifásicos estosarmónicos retornan por el conductor neutrode la alimentación.

= +

Fig. 5.19.

Fase R

I1

Fase S

I2

Fase T

I3

H1H3

H1H3

H1

H3

Fig. 5.20. Los armónicos de rango (3K) formansistemas puramente homopolares.


65

Vemos que los armónicos de las tres fases,R,S,T se sumarán en el conductor neutropara equilibrar el sistema trifásico. Este efectopuede provocar un calentamiento excesivoen el conductor neutro como consecuenciade las sobrecargas generadas por losarmónicos, lo cual además de un aumento depérdidas en los cables, puede influir en unaumento de los disparos intempestivos.

c Generadores de armónicosExisten varios y diversos, pero los queinfluyen sobre los diferenciales por sergeneradores de armónicos homopolaresson, entre otros:v Lámparas de descarga, balastoseléctronicos.v Informática.v Máquinas soldadura.v etc.

v Lámparas de descarga

En estos receptores (fig. 5.21) se tiene unatasa de armónicos de tercer rango (150 Hz)muy elevada, con lo que el riesgo deproblemas en las instalaciones es importante.Este problema puede verse agravado eninstalaciones donde el neutro sea comúnpara varios circuitos. Para reducir losefectos de los armónicos sería conveniente

una mayor división de cargas en varioscircuitos (varios neutros), colocandoademás protección diferencialindependiente en cada uno de ellos enlugar de sólo en cabecera, con lo queevitamos sobrecargas y disparosintempestivos no deseados en losdiferenciales.

v Informática

Observamos que estas cargas (fig. 5.22)generan una muy alta tasa de armónicostanto homopolares (rango 3) como defrecuencias impares, sobre todo de rango5 y 7.Estos valores tan altos se deben a laelectrónica presente en estos receptoresque rectifican la señal para su propiofuncionamiento. Al igual que en el ejemploanterior, es conveniente realizar unadivisión de cargas en varios circuitos demanera que evitemos problemas en elneutro y por consiguiente en losdiferenciales.

Nota: en los cuatro ejemplos,Fc es el Factor de cresta y se calcula,

Fc = Corriente de crestaCorriente eficaz

THDI = Tasa de distorsión armónica en corriente. Es elresultado del valor eficaz de los armónicos respecto alvalor eficaz de la fundamental.

Esquema de principio

FIs

N

FL

Corriente Is absorbidaS = 22 kVA Fc = 1,7 THDI = 53 %

Espectro armónico en corriente51 % H3, 11 % H5, 8 % H9...

10080604020

0

H1

H3

H5

H7

H9

H11

Fig. 5.21.


Esquema de principio

v

Is L r

D

CR U

Corriente Is absorbidaS = 8,5 kVA Fc = 2,4 THDI = 93 %

100

50

0

H1

H3

H5

H7

H9

H11

H13

H15

H17

Fig. 5.22.


5

66

v Máquinas de soldadura

Este tipo de receptores (fig. 5.23) tambiénconsume corriente rica en armónicos,especialmente de rango 3. Estos armónicosse presentan de manera transitoria con unaduración aproximada entre 20 y 50 períodos.

v Estudio de televisionEn estos recintos encontramos receptoresdiversos como micro-informática,receptores de TV e iluminación.La combinación de estos receptores en unmismo espacio origina armónicos (fig. 5.24)cuya deformación de la señal fundamentales muy apreciable predominando losarmónicos homopolares tercero, séptimo ynoveno.

En estos casos se aconseja, además de lamayor división posible de circuitos, la

instalación de filtros antiarmónicosque eliminen los problemas derivadosde las corrientes armónicas.

5.4 Selectividad diferencialhorizontal.Disparos por “simpatía” delos diferenciales

Una de las causas más habituales dedisparos intempestivos de diferenciales esel coloquialmente denominado “disparopor simpatía ”. Estos disparos consisten enla apertura simultánea de uno o variosdispositivos diferenciales que protegensalidas en paralelo de la misma instalación.En este caso se puede decir también quese ha perdido la selectividad horizontalentre diferenciales.Este fenómeno se debe principalmente alas corrientes de fuga que circulan a travésde las capacidades de las instalaciones.Estas capacidades pueden tener dosorígenes:c las capacidades de aislamiento de losconductores eléctricos (cables),c los filtros capacitivos (condensadores)conectados a tierra de los receptoreselectrónicos existentes en las instalaciones.

Cuando en una instalación se generancorrientes de fuga de alta frecuencia otransitorios de corta duración, hallan pocaresistencia de paso a través de lascapacidades anteriores. Los cables, por suconstitución, presentan una parte activa(conductor) y una parte no activa (aislante).Si este cable se encuentra al lado de un

Corriente Is absorbidaIs = 341 A Fc = 1,92 THDI = 58 %


10080604020

0

H1

H3

H5

H7

H9

H11

H13

H15

Fig. 5.23.

Corriente Is absorbidaS = 14 KVA Fc = 1,9 THDI = 54 %


10080604020

0

H1

H3

H5

H7

H9

H11

H13

Fig. 5.24.

Fig. 5.25. Conductor activo y tierra.

Cable defase

Cable de proteccióno de tierra (PE)


67

conductor de protección (cable de tierra),las únicas resistencias o impedancias queexisten entre la parte activa y tierra, son elaislante de los conductores activo y deprotección (este aislante actuará comodieléctrico ) y el aire (ver fig. 5.25 ). Estaconstitución es análoga a la que presentaun condensador, que contiene undieléctrico entre las armaduras o partesconductoras.

Por lo tanto podemos decir que un cable,respecto a tierra, presenta el mismocomportamiento que un condensador(ver fig. 5.26 ). Cuanto mayores sean laslongitudes de los cables en lasinstalaciones, mayores serán lascapacidades de dichos cables respecto atierra repartidas por toda la instalación.

La capacidad de las líneas depende de lasección de estas y de sus longitudes, asícomo del tipo de aislante o dieléctrico quepresenten por fabricación (ver fig. 5.27 ).Como capacidades que son, la impedanciaque presentan respecto a tierra, variará enfunción de la frecuencia de la corriente. Asítenemos que a mayor frecuencia, laimpedancia capacitiva disminuirá, con loque las corrientes de fuga capacitivas atierra aumentan (ver fig. 5.28 ).

xc = 1Cv

= 1C2pf

Ic = Vxc

Ic = V · C · 2pf

Por lo tanto, en instalaciones dondetengamos receptores que generencorrientes de fuga permanentes de altafrecuencia éstas circularán en su mayorparte por las capacidades hacia tierra pararetornar por el neutro del transformador quecerrará el circuito con las fases. El valor deestas corrientes de fuga capacitivas, por lotanto, dependerá básicamente del valor delas capacidades presentes en cadainstalación y de la frecuencia de la mismacorriente.Estas capacidades también presentan elmismo comportamiento ante fugastransitorias de muy corta duración (delorden de ms). Estas fugas transitoriaspueden ser originadas por sobretensionesde varios tipos (origen atmosférico,conexión de circuitos, fusión de fusibles,etc.), y su comportamiento es similar a unaalta frecuencia permanente, aunque sea demuy corta duración.

Estas fugas que retornan por lascapacidades de los circuitos, puedencircular de forma desequilibrada y con unaintensidad eficaz lo bastante elevada comopara originar disparos intempestivos de lasprotecciones diferenciales.Como se decía al inicio de este apartado,este fenómeno puede provocar el disparointempestivo simultáneo de variosdiferenciales que protegen circuitos enparalelo, que estén instalados aguas abajode un mismo embarrado o línea, con lo queno queda garantizada la “selectividadhorizontal” .La selectividad horizontal pretendegarantizar que únicamente dispare eldiferencial que se ve sometido al defecto ofuga, sin perturbar el comportamiento de losrestantes diferenciales que estén enparalelo con éste. Estos dispositivosdiferenciales pueden tener unos tiempos deretardo t

r idénticos entre sí. No obstante, la

selectividad horizontal puede verseperturbada por los efectos de lascapacidades en las instalaciones queoriginan los disparos por “simpatía”.

Fig. 5.26. Cables, corte longitudinal.

Fig. 5.27. Capacidad de las líneas

Fig. 5.28. Impedancia capacitiva xc y corrientecapacitiva Ic.

Circulación de corrientes de altafrecuencia permanentes o transitorias

Equivalencia a condensador plano

C = « · S · 10–5

36 · p · e (mF)

C = f (radio, longitud )

Donde:S = superficie en cm2.e = separación entre placas en cm.« = constante dieléctrica relativa.

aislanteaire


5

68

Dos ejemplos:c Caso 1 (fig. 5.29):La apertura de Db, situado sobre el circuitode alimentación de un receptor R que puedagenerar una sobretensión (ej.: soldadura),provoca una sobretensión sobre la red.Esta sobretensión implica sobre la salida A,protegida por D

a, la aparición de una

corriente capacitiva a tierra. Esta corrientepuede deberse a las capacidades parásitasde los cables o a un filtro capacitivo puestoa tierra. Una solución: el diferencial de Db

puede ser instantáneo y el de Da debe ser

temporizado.Se debe considerar que, para unaconfiguración tal, la temporización deldiferencial (D

a) es indispensable puesto

que, a la puesta en tensión del circuito A,las capacidades (parásitas o no) provocanla aparición de una corriente diferencialoscilatoria amortiguada (fig. 5.30 ).A título indicativo, una medida efectuadasobre un gran ordenador que dispone de unfiltro antiparásitos pone de manifiesto unacorriente de estas características:v 40 A (primera cresta),v f = 11,5 kHz,v tiempo de amortiguamiento (66 %):5 períodos.

c Caso 2 (fig. 5.31):Un defecto franco de aislamiento en la fase 1de la salida B pone esta fase al potencial detierra. La corriente capacitiva suministrada porla salida A, de gran longitud, va a provocar“por simpatía” el funcionamiento deldiferencial correspondiente D

a. Este

fenómeno se produce en todos los regímenesde neutro, pero afecta principalmente a lasredes en esquema IT.Estos dos ejemplos demuestran que esnecesario temporizar los diferenciales delas salidas de gran longitud o que alimentenfiltros.

En resumen, para evitar estos problemases muy recomendable tomar las siguientesprecauciones a varios niveles:c Cuando se esté proyectando una nuevainstalación donde vayan a tener querepartirse líneas de cable muy largas parapoder llegar hasta los receptores(iluminación, tomas de corriente,alimentación directa de receptores, etc.),es muy conveniente realizar la máximasubdivisión posible de circuitos a fin deacumular el menor número de metros decable por debajo de un solo diferencial,pudiéndose llegar a tener en muchos casosun diferencial para proteger cada circuito.c Limitar , en la medida de lo posible, elnúmero de receptores electrónicos queincluyan filtros capacitivos conectados atierra, por debajo de cada diferencial. Encircuitos para alimentar tomas informáticas,por ejemplo, hay que minimizar el númerode líneas por debajo de cada diferencial.c Para disminuir o eliminar el número dedisparos intempestivos en instalaciones ya

Da Db

(A) (B)

R

DiferencialDiferencial

Fig. 5.29. La presencia de capacidades bajo la salida Apuede provocar:c La apertura de Db, el disparo de Da, y/oc la puesta en tensión de la salida A, el disparo de Da.El empleo de los diferenciales temporizados esnecesario muchas veces para paliar los disparosintempestivos provocados por las sobretensionesgeneradas por rayos o por maniobras de aparatos.

t

I

Fig. 5.30. Onda de corriente transitoria que se produceen el momento del cierre de un circuito fuertementecapacitivo.


69

existentes, en la mayoría de ocasiones noes posible tomar las precaucionesanteriores. En estos casos es aconsejablela sustitución de los dispositivosdiferenciales que ocasionan los problemaspor los dispositivos especializados deúltima generación de Merlin Gerin: la nuevagama de protección diferencialsuperinmunizada multi 9 , que estáautoinmunizada para evitar los disparosintempestivos originados por las corrientesde fuga que circulan por las capacidades dela instalación: las corrientes de altafrecuencia y las corrientes transitorias dealto nivel y muy corta duración.Para efectuar la protección de cabecera decircuitos de potencia el relé diferencial contoro separado Vigirex RHU/RMH de MerlinGerin , es la solución que actualmentepermite conseguir la máxima continuidad deservicio para la protección de circuitoscapacitivos, ya que dispone de la máximaautoprotección contra disparosintempestivos.c En los casos, cada día más habituales,en que se requiera una muy altacontinuidad de servicio en la instalación, esmuy aconsejable proyectar de entrada lacolocación de dispositivos diferencialessuperinmunizados multi 9 en las salidasmás conflictivas y Vigirex RHU/RMH encabecera, además de haber tomado las dosprimeras precauciones anteriores (limitarlos metros de cable y el número dereceptores electrónicos por debajo de cadadiferencial).

5.5 Empleo de diferencialesen redes mixtasy de corriente continua

Un defecto de aislamiento encorriente continua es menospeligroso que en corriente alternaAlgunos experimentos efectuados(tabla 1.1 ) han demostrado que el hombre,para las corrientes débiles, es alrededor de5 veces menos sensible a la corrientecontinua que a la corriente alterna50/60 Hz. El riesgo de fibrilación ventricularno aparece hasta más allá de 300 mA.Las normas de instalación UNE 20460 yCEI 479 han establecido una relación dealrededor de 2, teniendo en cuenta el hechode que, en la práctica, las corrientes dedefecto son direccionales pero no siemprealisadas.Este hecho se ilustra en la fig. 5.32,desarrollada a partir de la tabla 1.2.Cabe considerar que un rectificadortrifásico, alimentado por una tensión alternade 400 V entre fases, genera una tensión

Db

Da

DR

(A)

(B)

DR

1

2

3

red extensa

Cp

Fig. 5.31. En presenciade un defecto en elcircuito B, Da puede abriren lugar de Db. El empleode los diferencialestemporizados esnecesario para evitar losdisparos intempestivosen las salidas en buenestado.

100 230 40050050100 200 250 300 400 500

1

2,5

5

0,2

0,3

0,5

0,75

0,04

0,080,1

200 V CAV CC120

tensiónde contacto

t (s)

Fig. 5.32. Curvas de seguridad establecidas a partirdel tiempo máximo de corte de un diferencial fijado porla UNE 20460.


5

70

de contacto directo de 270 V en continua,que corresponde a un tiempo de cortemáximo de 0,3 s.Las normas de fabricación de los diferencialesconsideran la existencia de corrientes noalternas. Definen particularmente lasclases , presentadas en la fig. 4.9, ydescriben los ensayos correspondientes.A título de ejemplo, los interruptoresdiferenciales de clase A deben funcionarpara Id o 1,4 IDn en todas las corrientes defuga que correspondan a la fig. 5.33. Eneste caso, con o sin la superposición deuna corriente continua alisada de hasta 6mA, la corriente de defecto se aplicabruscamente o bien aumentándolalentamente de 0 a 1,4 IDn en 30 s.Los diferenciales que satisfacen estosensayos son de clase A y se identifican conel símbolo siguiente, marcado sobre sucara anterior:

Las corrientes de defecto realesCorresponden a la imagen de las tensionesque existen entre el punto de defecto y elneutro de la instalación.La forma de onda de la corriente de defectoes raramente la misma que la de la tensióno la corriente aplicada, suministrada a lacarga. Las tensiones y corrientes dedefecto de tipo continuo puro (tasa deondulación nula) son muy raras.c En el ámbito doméstico, la distribución ylos rectificadores electrónicos incluidos enlos receptores son monofásicos; éstoscorresponden a los esquemas identificadosde A a F en la fig. 5.34. Los diferencialesde tipo A aseguran la protección de laspersonas. En todo caso, para el esquema B

no detectan la corriente de defecto,salvo si su aparición es súbita. A destacarque el montaje E está cada vez másextendido puesto que se sitúa en la entradade alimentaciones muy empleadas en loselectrodomésticos (TV, microondas...), perotambién en materiales profesionales(microordenadores, fotocopiadoras...).c En la industria se encuentran la mayorparte de los rectificadores trifásicos(esquemas G a K de la fig. 5.35 ).Estos montajes pueden generar unacorriente de defecto continua con una débiltasa de ondulación:c montajes G y HEl montaje G suministra la tensiónrectificada con una débil tasa de ondulaciónpermanente y, por tanto, corrientes dedefecto difíciles de detectar por losdiferenciales. El montaje H, en cambio,genera corrientes de defecto pulsantes y,por tanto, visibles por los diferenciales.Pero es equivalente al montaje G cuando laconducción es a plena onda.c montaje JEste montaje es muy frecuente ycorresponde, particularmente, a losvariadores de velocidad de los motores decorriente continua.Debido a la fuerza contraelectromotriz ya la inductancia de los motores, se generancorrientes de defecto más lisas que en losmontajes G y H precedentes. En todo casoy para cualquier ángulo de conducción delos tiristores, los diferenciales situadosaguas arriba de los variadores de velocidaddeben ser capaces de asegurar laprotección. En algunos casos se puedenemplear diferenciales estándar adaptandola regulación de su umbral IDn.A título de ejemplo, la fig. 5.36 representala sensibilidad de un diferencial, detecnología electrónica, en función de latensión de salida del variador aplicada almotor.c montaje KCon este montaje, un defecto sobreel circuito continuo no produce unavariación de flujo magnético

dfdt

en el seno de los captadores

magnéticos de los diferenciales, que severán entonces “cegados”. Este montaje,a menos que se utilice un transformadoren lugar de un autotransformador, espeligroso pues los diferenciales de clase ACy A no pueden funcionar.

y

y

y

90°

135°

Fig. 5.33. Formas de onda de las corrientes de ensayode los diferenciales de clase A.


71

f

N

R

A/Máquina de soldadura ovariador de luminosidad

Id

ωt

Id

ωt

B/Televisión,cargador de baterías,etc.

Id

ωt

Id

ωt

C/Regulador de luminosidad,soldadura de arco.

D/Aparatos domésticoscon motor (universal).

f

N

R

f

N

R

Id

ωt

E/Televisión, microordenadores,fotocopiadoras, microondas

F/

f

N

M_

Id

ωt

f

NR

f

NR

Fig. 5.34. Forma de las corrientes de defecto, detectadas sobre la alimentación monofásica de los rectificadores,cuando hay un defecto de aislamiento en la salida positiva.


5

72

Fig. 5.35. Forma de las corrientes de defecto, detectadas sobre la alimentación trifásica de los rectificadores,cuando hay un defecto de aislamiento en la salida.

G/Rectificadores para:c máquinas de soldar,c electroimanes,c electrólisis, etc.

H/Rectificadores regulados para:c redes de CC industriales,c electroforesis.

J/Variadores de velocidad para motor CC.

K/Cargador de baterías estacionarias para:c redes auxiliares CC,c onduladores.

La corriente de defecto es “pulsante” para bajas velocidades y muy próxima a la corriente continua para velocidades elevadas.

En este esquema, la bobina de alisado (L) arrastra la conducción (cíclica y por pares) de los tiristores de manera que el punto de defecto (+) o (–) está junto, eléctricamente, al relé del neutro; por lo cual una corriente de defecto continua es casi pura.

1

2 R

3

(+)

(–)

(–)

1

2 R

3

(+)

1

2

3

(+)

M_

(–)

(+)

1

2

3

(–)

L

Id

ωtN

Id

ωtN

Id

ωtN

+

–

defecto en (–)

defecto en (–)

defecto en (+)

defecto en (–)

defecto en (+)

defecto en (+)

La corriente de defecto en (+) sigue el límite superior de las zonas de conducción. Del mismo modo, la corriente de defecto en (–) sigue el límite inferior.


73

Caso particular: el retorno decorriente continuaExaminemos qué sucede cuando unsegundo defecto se produce en la partealterna de una red que dispone de unrectificador, que sigue el montaje G, vistoanteriormente (ver fig. 5.37 ).Si la alimentación (A) del rectificador noestá vigilada por un diferencial, o si estediferencial ha sido mal elegido o estáinoperante por una razón cualquiera, eldefecto de aislamiento, existente sobre laparte continua, permanece sin disparo de D

a.

Pero entonces, si un defecto se producesobre otra salida B, la corriente de estedefecto es igual a: i1+ i2... Y no es seguroque el diferencial situado en esta salida,si es de tipo AC, funcione para el umbralregulado. Por este motivo, la normaUNE 20460 (apartado 532-2-2-1-4) estipula:“Cuando materiales eléctricos, susceptiblesde producir corrientes continuas, se instalenaguas abajo de un dispositivo diferencial,se deberán tomar precauciones para que,en caso de defecto a tierra, las corrientescontinuas no perturben el funcionamientode los diferenciales y no comprometan laseguridad.”

Por tanto, se recomienda:c Una correcta elección de los diferencialessituados justo aguas arriba de un sistemarectificador.c Utilizar en el resto de la instalacióndiferenciales de clase A.

5.6 Consejos particulares deinstalación de relésdiferenciales con toroidalseparado

Precauciones básicas deinstalaciónPor regla general, en los diferencialesintegrados (tipo multi 9 o tipoVigicompact ) no hay precaucionesparticulares a tomar salvo verificar lasdimensiones de los diferentes aparatos.En cambio, en la gama de relés electrónicoscon toroidal separado (Vigirex ), esnecesario efectuar la instalación respetandolas reglas siguientes:

c A través del toroidal sólo deben pasartodos los cables activos.v en TT: (fig. 5.38)Las 3 fases y el neutro. Tomar las 3 fases siel neutro no está distribuido.

v en TN: (fig. 5.39)TNC: No funciona un diferencial en TNC.TNS: Las 3 fases y el neutro. No introducirel cable de protección PE en el interior deltoroidal. Tomar las 3 fases si el neutro noestá distribuido (poco frecuente).

sensibilidad

50 %

15 %

20 %

100 %

100 %

Ud/Udo

defecto de corriente alterna sinusoidal

motor cargado

motor en vacío

Fig. 5.36. Evolución de la sensibilidad de un diferencialelectrónico colocado aguas arriba de un rectificador detiristores.

321

(A)

N

(B)

+

—

N

311 V

i1

i2RB RA

Da

Db

Fig. 5.37. La corriente de defecto mantenida en lasalida del rectificador (sin apertura de Da) puede cegar(o bloquear) el diferencial colocado en B.

Fig. 5.38.

Vigirex no

N N

PE PEN

TT

Vigirex no

N

PE

PENTNS

PE

Fig. 5.39.


5

74

v en IT: (fig. 5.40)Tomar las 3 fases y el neutro. 3 fases si elneutro no está distribuido.

c Líneas con fuertes puntas de corrientede arranque.En los cables que puedan estar sometidosa sobreintensidades transitorias, (arranquede motores, puesta en tensión detransformadores...) deben considerarsevarias precauciones de aplicación muysimple; su eficacia es acumulativa:v colocar el toro en una parte recta delcable.v centrar el cable dentro del toro.v utilizar un toro de diámetro claramentesuperior al del cable (O 2 veces).Cuando las condiciones seanparticularmente severas, la utilización deuna plancha de acero dulce enrrolladaalrededor del cable mejorarásustancialmente la inmunidad (fig. 5.41) .

Montajes particularesCuando los toros, incluso los de diámetromáximo, no pueden ser instalados (juegode barras, cables demasiadovoluminosos...) es necesario realizar algunode los montajes según los esquemassiguientes. Habitualmente se utilizan paracabecera de instalaciones de potenciaelevada, o circuitos secundarios de granpotencia. Según la posición de las salidas acontrolar, puede realizarse uno de los 3montajes siguientes para resolver elproblema.

c 1.er montaje: se instalan TI en cadasalida y se interconectan entre sí enparalelo, respetando la polaridad(ver fig. 5.42 ). La suma, hecha de estaforma, representa la imagen de la suma delas corrientes primarias.

Precauciones:v No saturar los TI con una corrienteprimaria excesiva.v Los umbrales se multiplican por larelación de transformación. Por ejemplo TI1000/1 umbral mínimo 30 A (para 30 mA).v La regulación de la sensibilidad del reléserá: IDn O 10% In. Donde In es lacorriente del primario del TI. Así se evitanlos problemas de imprecisión del TI.v Considerar In del TI aproximadamente un10 % mayor a la real para tener en cuentalas tolerancias de medida de TI y evitar asílos disparos intempestivos.

Fig. 5.40.

d1

dT

N y 3 Fases

dT O 2ddT O 1,4 d1

d

Fig. 5.41.

Vigirex

Toro

T1

Fig. 5.42.

Vigirex

N

IT


75

c 2.° montaje: en el caso que se tenganvarios cables por fase (fig. 5.43) , puedeinstalarse 1 toro por cable y conectar lossecundarios en paralelo (respetar laspolaridades); obteniendo la imagen de lacorriente primaria en todas las fases.Este montaje es excepcional y sólo debeutilizarse si no se puede proceder deninguna otra forma.

Precauciones:v Realizar las conexiones del mismotamaño y diámetro.v Poner en paralelo los toros.

c 3.er montaje: en cabecera de instalación,la suma de las corrientes en los cablesactivos es idéntica a la corriente que circulaen el cable que conecta el transformador atierra. Se puede montar el toro en estecable, normalmente de menor tamaño(1 cable en lugar de 4), cuando seaimposible montar los toros en los cablesactivos (fig. 5.44).

Precauciones:

v En TNS, no pasar el cable de protecciónPE por el interior del toro (ver figura 5.44 ).v Esta solución sólo es válida paraprotección de cabecera de instalación.

5.7 Coordinación entreinterruptores automáticosmagnetotérmicos einterruptores diferenciales ID

Elección del calibre o corrienteasignada del interruptordiferencial. Protección del IDcontra sobrecargasLa corriente asignada I

nd del ID se elige en

función de la corriente de empleo delcircuito previamente calculada, teniendo encuenta los coeficientes de utilización K

u y

de simultaneidad Ks.c Si el interruptor diferencial está situadoaguas abajo de un interruptor automáticomagnetotérmico y en la misma línea(fig. 5.45), las corrientes asignadas de losdos elementos pueden ser iguales: Ind O In1,aunque es muy recomendable sobrecalibrarel interruptor diferencial respecto almagnetotérmico de forma que Ind O 1,4 In1.c Si el interruptor diferencial está situadoaguas arriba de un grupo de circuitosprotegidos por interruptoresmagnetotérmicos del mismo número depolos que el ID, la corriente asignada delinterruptor diferencial Ind se elige en funciónde:Ind

O Ku · K

s (I

n1 + I

n2 + I

n3 + I

n4).

L1

L2

L3

F

a

s

e

Vigirex

perturba la medida alnivel del Vigirex; tomarun coeficiente de 0,8por toro instalado (noconectar nunca másde 3 toros).

Fig. 5.43.

Vigirex

Vigirex

Fig. 5.44.Fig. 5.45: interruptordiferencial aguas abajode un interruptorautomático.

Fig. 5.46: interruptordiferencial, aguas arribade un grupo deinterruptoresautomáticos.

X

X X X X

In1

Ind

Ind

In1 In2 In3 In4


5

76

Protección de interruptoresdiferenciales contracortocircuitosUno de los factores determinantes para laelección del interruptor diferencial es lacoordinación con el magnetotérmicocolocado aguas arriba o aguas abajo paralograr una correcta protección contracortocircuitos.Los dispositivos diferenciales tienen unaresistencia a las corrientes de cortocircuito

limitada, por tanto deben estarsiempre protegidos contra loscortocircuitos que se puedan produciraguas abajo, mediante un magnetotérmico.Las siguientes tablas indican el valormáximo de la corriente de cortocircuito, enkA eficaces, para el cual el diferencial estáprotegido, gracias a la coordinación con elmagnetotérmico colocado aguas arriba oaguas abajo.

Tipo de ID ID multi 9 bipolar ID multi 9 tetrapolar

230-240 V 400-415 V

Calibre (A) 25 40 63 80 100 25 40 63 80 100

Interruptor automático DPN N 6 6 2 2C60N 20 20 20 15 15 15C60H 30 30 30 15 15 15C60L 50 45 30 25 20 15NC100H 10 10 10 10 10 7 7 7 5 5

ID multi 9 bipolar 400-415 V ID multi 9 tetrapolar(en régimen IT) 230-240 V

DPN N 2 2 6 6C60N 15 15 15 30 30 30C60H 15 15 15 30 30 30C60L 25 20 15 50 45 30NC100H 7 7 7 5 5 10 10 10 10 10

Interruptor diferencial ID multi 9 instalado entre un NS 100/160aguas arriba y un magnetotérmico multi 9 aguas abajo

Fig. 5.48.

Tipo de ID ID multi 9 bipolar ID multi 9 tetrapolar230-240 V 400-415 V

Calibre (A) 25 40 63 80 100 25 40 63 80 100

Interruptor automático DPN N 6 6 2,0 2,0C60N 20 20 20 10,0 10,0 10C60H 30 30 30 15,0 15,0 15C60L 50 40 30 25,0 20,0 15NC100H 10 10 10 10 10 7,0 7,0 7 5 5NG125N 20 20 20 20 20 15,0 15,0 15 15 7NG125H 20 20 20 20 20 18,0 18,0 18 18 8NG125L 20 20 20 20 20 20,0 20,0 20 20 10NS100N 6 6 6 6 6 4,0 4,0 4 4 4NS160N 6 6 6 6 6 4,0 4,0 4 4 4

ID multi 9 bipolar 400-415 V ID multi 9 tetrapolar(en régimen IT) 230-240 V

DPN N 3 3 7,5 7,5C60N 15 15 15 30,0 30,0 30C60H 15 15 15 30,0 30,0 30C60L 25 20 15 50,0 45,0 30NC100H 7 7 7 5 5 10,0 10,0 10 10 10NS100N 4 4 4 4 4 6,0 6,0 6 6 6NS160N 4 4 4 4 4 6,0 6,0 6 6 6

Interruptor diferencial ID multi 9 bipolar o tetrapolar

Fig. 5.47.


77

interruptorautomáticomagnetotérmicomulti 9

interruptorautomáticomagnetotérmicomulti 9

ID multi 9

ID multi 9

o

Ejemplo de coordinación entreinterruptores automáticos e IDSupongamos un circuito de entrada a uncofret (fig. 5.51) , en el cual la intensidad decortocircuito Icc en las barras de entrada esde 20 kA, alimenta unos receptores cuyasintensidades de empleo sonrespectivamente de 32, 20 y 10 A enmonofásico a 230 V.El régimen de neutro de la instalación es TT.La salida situada en el cuadro aguas arriba,y que alimenta a este cofret, está protegidapor un interruptor automático NC100Hbipolar.

¿Qué interruptor diferencial ID seescogerá para proteger la entrada delcofret?c Se escogerá un interruptor diferencial IDde calibre > 32 + 20 + 10 = 62 A, es decirun ID de al menos 63 A.c Resistencia a los cortocircuitos del ID de63 A asociado al NC100H: se ve en lastablas anteriores que es de 10 kA, lo cualno es suficiente para poder resistir hasta los20 kA.c Si las salidas están situadas en el mismocofret que el interruptor diferencial, esposible efectuar la coordinación con cadauno de los interruptores automáticosmagnetotérmicos de salida del cofret.

c Se escogerán unos interruptores tipoC60N para las salidas, ya que su poder decorte (o resistencia a los cortocircuitos) esde 20 kA. En las tablas anterioresobservamos que la resistencia a loscortocircuitos del ID de 63 A asociado conun C60N es de 20 kA, lo cual sí es correcto.

interruptor automáticoCompact NS

ID multi 9

interruptor automáticomagnetotérmico multi 9

Fig. 5.49. Disposición de los aparatos para la tabla dela fig. 5.47.

Fig. 5.50. Disposición de los aparatos para la tabla dela fig. 5.48.

NC100Hbipolar

ID

C60H32 A

C60H20 A

C60H10 A

20 kA

Fig. 5.51.


5

78

5.8 Longitudes máximas delínea en regímenes TN e IT

Las siguientes tablas dan las longitudesmáximas, en metros, de los cables en losesquemas de conexión a tierra TN e ITprotegidos contra los contactos indirectos

mediante interruptores automáticosmagnetotérmicos. Para instalaciones dondese superen estas longitudes de cable pordebajo del magnetotérmico deberá reforzarsela protección contra contactos indirectosmediante el empleo de un dispositivodiferencial, habitualmente de media o bajasensibilidad además del magnetotérmico.

Régimen de neutro TN. Longitudes máximas de cable

P25MRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 V,en esquema TN.

C60N/L, NC100HCurva BRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 V,en esquema TN.

C60N/H/L,NC100H/L/LS/LH,NG125N/H/LCurva CRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 V,en esquema TN.

C60LMA,NC100LMA,NG125LMACurva MARed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 V,en esquema TN.

C60N, NC100H/LSNG125NCurva DRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 V,en esquema TN.

Sfases calibre (A)mm2 0,16 0,24 0,4 0,6 1 1,6 2,4 4 6 10 16 20 251,5 730 426 255 170 102 68 42 27 21 172,5 710 425 284 170 113 71 44 35 284 681 454 272 181 113 71 56 455 (2 x 2,5) 851 568 340 227 142 89 71 56

Sfases calibre (A)mm2 10 16 20 25 32 40 50 63 80 1001,5 123 77 61 49 38 31 25 19 15 122,5 204 128 102 82 64 51 41 32 28 204 327 204 164 131 102 82 65 52 41 336 491 307 245 196 153 123 98 78 61 4910 818 511 409 327 256 204 164 130 102 8216 818 654 523 409 327 262 208 164 13125 818 639 454 409 325 258 20435 894 636 572 454 358 28850 818 649 511 409

Sfases calibre (A)mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 613 307 204 153 102 61 38 31 25 19 15 12 10 8 6 42,5 511 341 256 170 102 64 51 41 32 26 20 16 13 10 84 545 409 273 164 102 82 65 51 41 33 26 20 16 136 818 613 409 245 153 123 98 77 61 49 39 31 25 1910 681 409 256 204 164 128 102 82 65 51 41 3216 654 409 327 262 204 164 131 104 82 65 5125 639 511 409 319 256 204 162 128 102 8035 894 716 572 447 358 286 227 179 143 11250 818 639 511 409 325 258 204 160

Sfases calibre (A)mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 438 219 146 110 73 44 27 22 18 14 11 9 7 5 4 22,5 730 365 243 183 122 73 46 37 29 23 18 15 12 9 7 44 564 389 292 195 117 73 58 47 37 29 23 19 14 12 76 876 584 438 292 175 110 88 70 55 44 35 28 21 18 1010 974 730 487 292 183 146 117 91 73 58 46 35 29 1916 779 467 292 234 187 146 117 93 74 58 47 3125 730 456 365 292 228 183 146 116 88 73 4835 639 511 409 319 258 204 162 123 102 6850 913 730 584 456 365 292 232 178 146 97

Sfases calibre (A)mm2 1,6 2,5 4 6,3 10 12,5 16 25 40 63 801,5 274 175 110 70 44 35 27 18 11 7 52,5 456 292 183 116 73 58 46 29 18 12 74 730 467 292 186 117 93 73 47 29 19 126 701 438 279 175 141 110 70 44 28 1810 730 465 292 234 183 117 73 46 3016 743 467 374 292 187 117 74 4825 730 584 456 292 183 116 7635 818 639 409 256 162 10650 913 584 365 232 152

Nota: el funcionamiento de la protección magnética está garantizado para Im ± 20 %. Los cálculos han sidoefectuados en el caso más desfavorable, es decir, para Im + 20 %.

Factores de corrección a aplicar a las longitudes de las tablas siguientes para redes a 400 V entre fases (1)

m = Sf/Spe 1 2 3 4cable de cobre 1 0,67 0,5 0,4cable de aluminio 0,62 0,41 0,31 0,25(1): Para las redes a 237 V entre fases, aplicar un coeficiente 0,57 suplementario.Para las redes 237 V monofásicas (entre neutro y fase), no aplicar este coeficiente.


79

NS80H-MARed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = Spe,UL = 50 Ven esquema TN.

NS100N/H/LBloque de relés tipoTM-GRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = Spe,UL = 50 Ven esquema TN.

NS160N/H/L aNS630N/H/LBloque de relés tipo MARed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = Spe,UL = 50 Ven esquema TN.

NS100N/H/LBloque de relés tipo MARed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = Spe,UL = 50 Ven esquema TN.


Sfases calibre (A)(mm2) In (A) 2,5 6,3 12,5 25 50 80

Im (A) 15 35 35 88 75 175 150 350 300 700 480 11201,5 351 150 150 60 70 30 35 15 18 8 11 42,5 585 251 251 100 117 50 59 25 29 13 18 74 936 401 401 160 187 80 94 40 47 20 29 126 1404 602 602 239 281 120 140 60 70 30 44 1810 1003 1003 399 468 201 234 100 117 50 73 3016 1605 1605 638 749 321 375 161 187 80 117 4825 997 1170 502 585 251 293 125 183 7635 1396 1639 702 819 351 410 176 256 10650 1003 1170 502 585 251 366 15270 1404 1639 702 819 351 512 212

Sfases calibre (A)(mm2) In (A) 100 150 220 320 500

Im (A) 600 1400 1200 1950 1760 2860 2560 4160 4000 65001,5 9 4 4 3 3 2 2 1 1 12,5 14 6 7 5 5 3 3 2 2 14 22 9 12 7 8 5 5 3 4 26 34 14 18 11 12 7 8 5 5 310 56 24 29 18 20 12 14 8 9 516 90 38 47 29 32 20 22 14 14 925 142 60 73 45 50 31 34 21 22 1435 198 85 102 63 70 43 48 30 31 1950 283 121 146 90 100 61 69 42 44 2770 126 140 86 96 59 61 3895 190 117 130 80 83 51120 165 101 105 65150 132 81185 162 100

Sfases calibre (A)(mm2) In (A) 16 25 40 63

Im (A) 63 80 80 1251,5 84 66 66 422,5 139 110 110 704 223 176 176 1126 334 263 263 16910 557 439 439 28116 892 702 702 44925 1097 1097 70235 1536 1536 98350 2194 140470 1966


Im (A) 15 35 35 88 75 175 150 350 300 700 600 14001,5 351 150 150 60 70 30 35 15 18 8 11 52,5 585 251 251 100 117 50 59 25 29 13 18 84 936 401 401 160 187 80 94 40 47 20 29 136 1404 602 602 239 281 120 140 60 70 30 44 1910 1003 1003 399 468 201 234 100 117 50 73 3116 1605 1605 638 749 321 375 161 187 80 117 5025 997 1170 502 585 251 293 125 183 7835 1396 1639 702 819 351 410 176 256 11050 1003 1170 502 585 251 366 15770 1404 1639 702 819 351 512 21995 1906 2224 953 1112 477 695 298120 1204 1404 602 878 376150 1756 752 1097 470185 928 1353 580





5

80




NSA160NBloque de relés tipoTM-DRed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 Ven esquema TN.

NS100N/H/LBloque de relés tipoTM-DRed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 Ven esquema TN.

NS160N/H/L aNS250N/H/LBloque de relés tipoTM-DRed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 Ven esquema TN.


Im (A) 1000 1000 1000 1250 12501,5 5 5 5 4 42,5 9 9 9 7 74 14 14 14 11 116 21 21 21 17 1710 35 35 35 28 2816 56 56 56 45 4525 88 88 88 70 7035 123 123 123 98 9850 176 176 176 140 14070 246 246 246 197 197

Sfases calibre (A)(mm2) In (A) 16 25 40 63 80 100

Im (A) 190 300 500 500 650 8001,5 26 18 11 11 8 72,5 44 29 18 18 14 114 71 47 28 28 22 186 106 70 42 42 32 2610 177 117 70 70 54 4416 284 187 112 112 86 7025 293 176 176 135 11035 410 246 246 189 15450 351 351 270 21970 492 378 30795 513 417


Im (A) 1000 1250 1250 1250 1000 2000 1250 25001,5 5 4 4 4 5 3 4 22,5 9 7 7 7 9 4 7 44 14 11 11 11 14 7 11 66 21 17 17 17 21 11 17 810 35 28 28 28 35 18 28 1416 56 45 45 45 56 28 45 2225 88 70 70 70 88 44 70 3535 123 98 98 98 123 61 98 4950 176 140 140 140 176 88 140 7070 246 197 197 197 246 123 197 9895 334 267 267 267 334 167 267 133120 421 337 337 337 421 211 337 169150 421 421 421 527 263 421 211185 650 325 520 260240 674 337300 843 421



81



NS100N/H/L aNS250N/H/LBloque de relés tipoSTR22SE/GERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 V enesquema TN.Los valores del umbraldel corto retardoindicados para cadabloque de reléscorresponden a:Ir = 0,4 y 1 3 In.Im = 2, 5 y 10 3 Ir.

EjemploPara un bloque de reléstipo STR22SE 100 A:c Ir = 0,4 3 100 = 40 Av Im = 2 3 40 = 80 Av Im = 5 3 40 = 200 Av Im = 10 3 40 = 400 Ac Ir = 1 3 100 = 100 Av Im = 2 3 100 = 200 Av Im = 5 3 100 = 500 Av Im = 10 3 100 = 1000 A

NS400N/H/L aNS630N/H/LBloque de relés tipoSTR23SE/STR53UERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 V enesquema TN.Los valores del umbraldel corto retardoindicados para cadabloque de reléscorresponden a:Ir = 0,4, 0,63 y 1 3 InIm = 2, 5 y 10 3 Ir

Im (A) 38 60 80 95 126 150 160 200 250 315 400 500 630 1000STR22SE 40 A c c c c c c c c c c cSTR22SE 100 A c c c c c c c c c c c cSfases (mm2)

1,5 145 92 69 58 44 37 34 27 22 17 14 11 9 52,5 241 153 114 96 73 61 57 46 37 29 23 18 15 94 386 244 183 154 116 98 92 73 59 47 37 29 23 156 578 366 275 231 174 147 137 110 88 70 55 44 35 2210 964 611 458 386 291 244 229 183 147 116 92 73 58 3716 1543 977 733 617 465 391 366 293 234 186 147 117 93 5925 2410 1527 1145 964 727 611 572 458 366 291 229 183 145 9235 3375 2137 1603 1350 1018 855 801 641 513 407 321 256 204 12850 4821 3053 2290 1928 1454 1221 1145 916 733 582 458 366 291 18370 4274 3206 2700 2035 1710 1603 1282 1026 814 641 513 407 25695 4351 3664 2762 2320 2175 1740 1392 1105 870 696 552 348120 4628 3489 2931 2748 2198 1759 1396 1099 879 698 440150 4362 3664 3435 2748 2198 1745 1374 1099 872 550185 4519 4236 3389 2711 2152 1694 1356 1076 678240 5496 4397 3517 2791 2198 1759 1396 879300 5496 4397 3489 2748 2198 1745 1099

Im (A) 150 235 240 320 375 500 640 790 800 1000 1250 1575 1600 2500STR22SE 160 A c c c c c c c c cSTR22SE 250 A c c c c c c c c c c c c cSfases (mm2)1,5 37 23 23 17 15 11 9 7 7 5 4 3 3 22,5 61 39 38 29 24 18 14 12 11 9 7 6 6 44 98 62 61 46 39 29 23 19 18 15 12 9 9 66 147 94 92 69 59 44 34 28 27 22 18 14 14 910 244 156 153 114 98 73 57 46 46 37 29 23 23 1516 391 249 244 183 156 117 92 74 73 59 47 37 37 2325 611 390 382 286 244 183 143 116 114 92 73 58 57 3735 855 546 534 401 342 256 200 162 160 128 103 81 80 5150 1221 780 763 572 489 366 286 232 229 183 147 116 114 7370 1710 1091 1069 801 684 513 401 325 321 256 205 163 160 10395 2320 1481 1450 1088 928 696 544 441 435 348 278 221 218 139120 2931 1871 1832 1374 1172 879 687 557 550 440 352 279 275 176150 3664 2339 2290 1717 1466 1099 859 696 687 550 440 349 343 220185 4519 2884 2824 2118 1807 1356 1059 858 847 678 542 430 424 271240 3742 3664 2748 2345 1759 1374 1113 1099 879 703 558 550 352300 4677 4580 3435 2931 2198 1717 1391 1374 1099 879 698 687 440

Im (A) 240 378 600 800 1250 1600 2000 2500 4000 6300NS400 c c c c c c c c cNS630 c c c c c c c c cSfases (mm2)35 534 339 214 160 103 80 64 51 32 2050 763 485 305 229 147 114 92 73 46 2970 1069 678 427 321 205 160 128 103 64 4195 1450 921 580 435 278 218 174 139 87 55120 1832 1163 733 550 352 275 220 176 110 70150 2290 1454 916 687 440 343 275 220 137 87185 2824 1793 1130 847 542 424 339 271 169 108240 3664 2326 1466 1099 703 550 440 352 220 140300 4580 2908 1832 1374 879 687 550 440 275 174




5

82


NS100N/H/L aNS250N/H/LBloque de relés tipoSTR22MERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 V, enesquema TN.Los valores del umbraldel corto retardoindicados para cadabloque de relés estánentre los valores máximoy mínimo de Ircorrespondientes a:Ir = 0,6 y 1 3 InIm = 13 3 Ir

NS400N/H/L aNS630N/H/LBloque de relés tipoSTR43MERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 V, enesquema TN.Los valores del umbraldel corto retardoindicados para cadabloque de relés estánentre los valores máximoy mínimo de Ircorrespondientes a:Ir = 0,6 y 1 3 InIm = 13 3 Ir


Im 312 390 520 624 650 780 1040 1170 1300STR22ME 40A ccccc ccccc cccccSTR22ME 50A ccccc ccccc cccccSTR22ME 80A ccccc ccccc cccccSTR22ME 100A ccccc ccccc ccccc cccccSfases (mm2)1,5 18 14 11 9 8 7 5 5 42,5 29 23 18 15 14 12 9 8 74 47 38 28 23 23 19 14 13 116 70 56 42 35 34 28 21 19 1710 117 94 70 59 56 47 35 31 2816 188 150 113 94 90 75 56 50 4525 294 235 176 147 141 117 88 78 7035 329 247 205 197 164 123 110 9950 470 352 294 282 235 176 157 14170 658 493 411 395 329 247 219 19795 892 669 558 535 446 335 297 268120 845 705 676 564 423 376 338150 1057 881 845 705 528 470 423185 1303 1086 1043 869 652 579 521240 1691 1409 1353 1127 845 752 676300 2114 1761 1691 1409 1057 939 845

Im 1170 1300 1702 1950 2314 2665 2860STR22ME 150A ccccc ccccc ccccc cccccSTR22ME 220A ccccc ccccc ccccc cccccSfases (mm2)1,5 5 4 3 3 2 2 22,5 8 7 5 5 4 3 34 13 11 9 8 6 5 56 19 17 13 11 9 8 810 31 28 22 19 16 14 1316 50 45 34 30 25 22 2025 78 70 54 47 40 34 3235 110 99 75 66 55 48 4550 157 141 108 94 79 69 6470 219 197 151 132 111 96 9095 297 268 204 178 150 131 122120 376 338 258 225 190 165 154150 470 423 323 282 237 206 192185 579 521 398 348 293 254 237240 752 676 516 451 380 330 307300 939 845 645 564 475 412 384

Im 2665 2860 3900 4160 6500STR43ME 320A ccccc ccccc ccccc cccccSTR43ME 500A ccccc cccccSfases (mm2)35 48 45 33 31 2050 69 64 47 44 2870 96 90 66 62 3995 131 122 89 84 54120 165 154 113 106 68150 206 192 141 132 85185 254 237 174 163 104240 330 307 225 211 135300 412 384 282 264 169




83

m = Sf/Spe 1 2 3 4cable de cobre neutro no distribuido 1 0,67 0,5 0,4

neutro distribuido 0,6 0,4 0,3 0,24cable de aluminio neutro no distribuido 0,62 0,41 0,31 0,25

neutro distribuido 0,37 0,25 0,19 0,15(1) Para las redes a 237 V entre fases aplicar, además, el coeficiente 0,57.Para las redes a 237 V monofásicas (entre fase y neutro), no aplicar este coeficiente.

Factores de corrección a aplicar a las longitudes de las tablas siguientes para cables a 400 V entre fases(1)

Régimen de neutro IT. Longitudes máximas de cable


C60LMA,NC100LMA,NG125LMACurva MARed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

P25MRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

C60N/L, NC100HCurva BRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

C60/N/H/L,NC100H/L/LS/LH,NG125N/H/LCurva CRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

C60N, NC100H/LSNG125N/LCurva DRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = SPE,UL = 50 Venesquema IT, neutro nodistribuido.

Sfases calibre (A)mm2 0,16 0,24 0,4 0,6 1 1,6 2,4 4 6 10 16 20 251,5 899 635 370 222 118 89 59 37 23 18 142,5 1 058 617 370 246 148 98 61 39 31 244 987 592 395 237 158 98 62 49 395 (2 x 2,5) 740 493 296 197 123 79 61 49

Sfases calibre (A)mm2 10 16 20 25 32 40 50 63 80 1001,5 107 67 53 42 33 27 22 16 13 102,5 176 110 88 71 55 44 35 27 24 174 283 176 142 113 88 71 56 45 35 286 425 265 212 169 132 106 84 67 52 4210 708 442 354 283 221 176 142 112 88 7116 708 566 452 354 283 226 180 142 11325 885 708 553 393 354 281 223 17635 774 550 495 393 310 24950 885 708 562 442 354

Sfases calibre (A)mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 530 265 176 132 88 52 32 26 21 16 13 10 8 6 5 42,5 885 442 295 221 147 88 55 44 35 27 22 17 13 11 8 74 708 471 354 236 142 88 71 56 44 35 28 22 17 13 116 708 530 354 212 132 106 84 66 52 42 33 26 21 1610 885 589 354 221 176 142 110 88 71 56 44 35 2716 566 354 283 226 176 142 113 90 71 56 4425 885 553 442 354 276 221 176 140 110 88 6935 774 620 495 387 310 247 196 155 123 9750 885 705 553 402 354 281 223 176 139

Sfases calibre (A)mm2 1 2 3 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 1251,5 379 189 126 95 63 38 23 19 15 12 9 7 6 4 3 22,5 632 316 210 158 105 63 39 32 25 19 15 13 10 7 6 44 488 336 252 168 101 63 50 40 32 25 19 16 12 10 66 758 505 379 252 151 95 76 60 47 38 30 24 18 15 1010 843 632 421 252 158 126 101 78 63 50 39 30 25 1616 674 404 252 202 161 126 101 80 64 50 40 2725 632 394 316 252 197 158 126 100 76 63 4235 885 553 442 354 276 223 176 140 106 88 5950 790 632 505 394 316 252 200 154 126 84

Sfases calibre (A)mm2 1,6 2,5 4 6,3 10 12,5 16 25 40 63 801,5 237 151 95 60 38 30 23 15 9 6 42,5 394 252 158 100 63 50 39 25 15 10 64 632 404 252 161 101 80 63 40 25 16 106 607 379 241 151 122 95 60 38 24 1510 632 402 252 202 158 101 63 39 2616 643 404 323 252 161 101 64 4225 632 505 394 252 158 100 6635 885 708 553 354 221 140 9250 790 505 316 200 142


5

84







NS80H-MARed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

NS160 aNS630N/H/LBloque de reléstipo MARed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

NS100N/H/LBloque de relés tipoTM-GRed trifásica a 400 V,puesta al neutro,cable de cobre, Sf = Spe,UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

NS100N/H/LBloque de reléstipo MARed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.


Im (A) 15 35 35 88 75 175 150 350 300 700 480 11201,5 296 127 127 51 59 25 30 13 15 6 9 42,5 494 212 212 84 99 42 49 21 25 11 15 74 790 339 339 135 158 68 79 34 40 17 25 116 1185 508 508 202 237 102 119 51 59 25 37 1610 1975 847 847 337 395 169 198 85 99 42 62 2616 3160 1354 1354 539 632 271 316 135 158 68 99 4225 2116 2116 842 988 423 494 212 247 106 154 6635 2963 2963 1178 1383 593 691 296 346 148 216 9350 4233 1684 1975 847 988 423 494 212 309 13270 2357 2765 1185 1383 593 691 296 432 185


Im (A) 600 1400 1200 1950 1760 2860 2560 4160 4000 65001,5 7 3 4 2 3 2 2 1 1 12,5 12 5 6 4 4 3 3 2 2 14 19 8 10 6 7 4 5 3 3 26 29 12 15 9 10 6 7 4 4 310 49 21 25 15 17 10 12 7 7 516 79 33 40 24 27 17 19 11 12 725 123 53 62 38 42 26 29 18 19 1135 172 74 86 53 59 36 41 25 26 1650 246 106 123 76 84 52 58 36 37 2370 106 118 73 81 50 52 3295 160 98 110 68 70 43120 139 85 89 55150 111 68185 137 84

Sfases calibre (A)(mm2) In (A) 16 25 40 63

Im (A) 63 80 80 1251,5 71 56 56 362,5 118 93 93 594 188 148 148 956 282 222 222 14210 470 370 370 23716 752 593 593 37925 926 926 59335 1296 1296 83050 1852 118570 1659


Im (A) 15 35 35 88 75 175 150 350 300 700 600 14001,5 296 127 127 51 59 25 30 13 15 6 9 42,5 494 212 212 84 99 42 49 21 25 11 15 74 790 339 339 135 158 68 79 34 40 17 25 116 1185 508 508 202 237 102 119 51 59 25 37 1610 1975 847 847 337 395 169 198 85 99 42 62 2616 3160 1354 1354 539 632 271 316 135 158 68 99 4225 2116 2116 842 988 423 494 212 247 106 154 6635 2963 2963 1178 1383 593 691 296 346 148 216 9350 4233 1684 1975 847 988 423 494 212 309 13270 2357 2765 1185 1383 593 691 296 432 18595 3753 1608 1877 804 938 402 586 251120 2370 1016 1185 508 741 317150 1481 635 926 397185 1827 783 1142 489


85


NSA160NBloque de relés tipoTM-DRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf =Spe, UL = 50 Ven esquema IT, neutrono distribuido.

NS100N/H/LBloque de relés tipoTM-DRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = Spe,UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

NS160N/H/L aNS250N/H/LBloque de relés tipoTM-DRed trifásica a 400 V,cable de cobre, Sf = Spe,UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.


Im (A) 1000 1000 1000 1250 12501,5 4 4 4 4 42,5 7 7 7 6 64 12 12 12 9 96 18 18 18 14 1410 30 30 30 24 2416 47 47 47 38 3825 74 74 74 59 5935 104 104 104 83 8350 148 148 148 119 11970 207 207 207 166 166


Im (A) 190 300 500 500 650 8001,5 23 15 9 9 7 62,5 39 25 15 15 12 94 62 40 24 24 19 156 94 59 36 36 28 2210 156 99 59 59 47 3716 250 158 95 95 75 5925 247 148 148 118 9335 346 207 207 165 13050 296 296 235 18570 415 329 25995 447 352


Im (A) 1000 1250 1250 1250 1000 2000 1250 25001,5 4 4 4 4 4 2 4 22,5 6 6 6 6 7 4 6 34 9 9 9 9 12 6 9 56 14 14 14 14 18 9 14 710 24 24 24 24 30 15 24 1216 38 38 38 38 47 24 38 1925 59 59 59 59 74 37 59 3035 83 83 83 83 104 52 83 4150 119 119 119 119 148 74 119 5970 166 166 166 166 207 104 166 8395 225 225 225 225 281 141 225 113120 284 284 284 284 356 178 284 142150 444 222 356 178185 548 274 439 219240 569 284300 711 356







5

86

NS100N/H/L aNS250N/H/LBloque de relés tipoSTR22SE/GERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 V enesquema IT, neutro nodistribuido.Los valores del umbraldel corto retardoindicados para cadabloque de reléscorresponden a:Ir = 0,4 y 1 3 InIm = 2, 5 y 10 3 Ir

EjemploPara un bloque de reléstipo STR22SE 100 A:c Ir = 0,4 3 100 = 40 Av Im = 2 3 40 = 80 Av Im = 5 3 40 = 200 Av Im = 10 3 40 = 400 Ac Ir = 1 3 100 = 100 Av Im = 2 3 100 = 200 Av Im = 5 3 100 = 500 Av Im = 10 3 100 = 1000 A

NS400N/H/L aNS630N/H/LBloque de relés tipoSTR23SE/STR53UERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 V enesquema IT, neutro nodistribuido.Los valores del umbraldel corto retardoindicados para cadabloque de reléscorresponden a:Ir = 0,4 , 0,63 y 1 3 InIm = 2, 5 y 10 3 Ir



Im (A) 240 378 600 800 1250 1600 2000 2500 4000 6300bloque de relés STR23SE / STR53UENS400 c c c c c c c c cNS630 c c c c c c c c cSfases (mm2)35 451 286 180 135 87 68 54 43 27 1750 644 409 258 193 124 97 77 62 39 2570 902 573 361 271 173 135 108 87 54 3495 1224 777 490 367 235 184 147 117 73 47120 1546 982 618 464 297 232 186 148 93 59150 1932 1227 773 580 371 290 232 186 116 74185 2383 1513 953 715 458 357 286 229 143 91240 3092 1963 1237 928 594 464 371 297 186 118300 3865 2454 1546 1159 742 580 464 371 232 147

Im (A) 38 60 80 95 126 150 160 200 250 315 400 500 630 1000STR22SE 40 A c c c c c c c c c c cSTR22SE 100 A c c c c c c c c c c c c cSfases (mm2)1,5 122 77 58 49 37 31 29 23 19 15 12 9 7 52,5 203 129 97 81 61 52 48 39 31 25 19 15 12 84 325 206 155 130 98 82 77 62 49 39 31 25 20 126 488 309 232 195 147 124 116 93 74 59 46 37 29 1910 814 515 386 325 245 206 193 155 124 98 77 62 49 3116 1302 824 618 521 393 330 309 247 198 157 124 99 79 4925 2034 1288 966 814 613 515 483 386 309 245 193 155 123 7735 2848 1804 1353 1139 859 721 676 541 433 344 271 216 172 10850 4068 2576 1932 1627 1227 1031 966 773 618 491 386 309 245 15570 3607 2705 2278 1718 1443 1353 1082 866 687 541 433 344 21695 4895 3671 3092 2331 1958 1836 1469 1175 932 734 587 466 294120 4638 3905 2945 2473 2319 1855 1484 1178 928 742 589 371150 4882 3681 3092 2899 2319 1855 1472 1159 928 736 464185 4540 3813 3575 2860 2288 1816 1430 1144 908 572240 4947 4638 3710 2968 2356 1855 1484 1178 742300 5797 4638 3710 2945 2319 1855 1472 928

Im (A) 150 235 240 320 375 500 640 790 800 1000 1250 1575 1600 2500STR22SE 160 A c c c c c c c c cSTR22SE 250 A c c c c c c c c c c c c cSfases (mm2)1,5 31 20 19 14 12 9 7 6 6 5 4 3 3 22,5 52 33 32 24 21 15 12 10 10 8 6 5 5 34 82 53 52 39 33 25 19 16 15 12 10 8 8 56 124 79 77 58 49 37 29 23 23 19 15 12 12 710 206 132 129 97 82 62 48 39 39 31 25 20 19 1216 330 211 206 155 132 99 77 63 62 49 40 31 31 2025 515 329 322 242 206 155 121 98 97 77 62 49 48 3135 721 460 451 338 289 216 169 137 135 108 87 69 68 4350 1031 658 644 483 412 309 242 196 193 155 124 98 97 6270 1443 921 902 676 577 433 338 274 271 216 173 137 135 8795 1958 1250 1224 918 783 587 459 372 367 294 235 186 184 117120 2473 1579 1546 1159 989 742 580 470 464 371 297 236 232 148150 3092 1973 1932 1449 1237 928 725 587 580 464 371 294 290 186185 3813 2434 2383 1787 1525 1144 894 724 715 572 458 363 357 229240 3158 3092 2319 1979 1484 1159 939 928 742 594 471 464 297300 3947 3865 2899 2473 1855 1449 1174 1159 928 742 589 580 371






87







NS100N/H/L aNS250N/H/LBloque de relés tipoSTR22MERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.Los valores del umbraldel corto retardoindicados para cadabloque de relés estánentre los valores máximoy mínimo de Ircorrespondientes a:Ir = 0,6 y 1 3 InIm = 13 3 Ir

NS400N/H/L aNS630N/H/LBloque de relés tipoSTR43MERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = Spe, UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.Ir = 0,6 y 1 3 InIm = 13 3 Ir

Im 2665 3900 5330 6500STR43ME 320 A ccccc cccccSTR43ME 500 A ccccc ccccc cccccSfases (mm2)35 41 28 20 1750 58 40 29 2470 81 55 41 3395 110 75 55 45120 139 95 70 57150 174 119 87 71185 215 147 107 88240 278 190 139 114300 348 238 174 143

Im 312 390 520 611 715 780 1040 1170 1300STR22ME 40 A ccccc ccccc cccccSTR22ME 50 A ccccc ccccc cccccSTR22ME 80 A ccccc ccccc ccccc cccccSTR22ME 100 A ccccc ccccc ccccc cccccSfases (mm2)1,5 15 12 9 8 6 6 4 4 42,5 25 20 15 13 11 10 7 7 64 40 32 24 20 17 16 12 11 106 59 48 36 30 26 24 18 16 1410 99 79 59 51 43 40 30 26 2416 159 127 95 81 69 63 48 42 3825 248 198 149 127 108 99 74 66 5935 347 277 208 177 151 139 104 92 8350 495 396 297 253 216 198 297 264 23870 694 555 416 354 666 555 149 132 11995 941 753 565 481 411 377 282 251 226120 1189 951 713 607 519 476 357 317 285150 1486 1189 892 759 649 595 446 393 357185 1467 1100 936 800 733 550 489 440240 1427 1214 1038 951 713 634 571300 1784 1518 1297 1189 892 793 713

Im 1170 1300 1702 1898 2665STR22ME 150 A ccccc ccccc ccccc cccccSTR22ME 220 A ccccc ccccc cccccSfases (mm2)1,5 4 4 3 2 22,5 7 6 5 4 34 11 10 7 7 56 16 14 11 10 710 26 24 18 16 1216 42 38 29 26 1925 66 59 45 41 2935 92 83 64 57 4150 132 119 91 81 5870 185 166 127 114 8195 251 226 172 155 110120 317 285 218 195 139150 396 357 272 244 174185 489 440 336 301 215240 634 571 436 391 278300 793 713 545 489 348


5

88






C801N/H/LBloque de relés tipoST25DE-ST35SE-ST35GE-ST35ME-STR45AERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = SPE, UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

C1001N/H/LBloque de relés tipoST25DE-ST35SE-ST35GE-ST35ME-STR45AERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = SPE, UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.

C1251N/HBloque de relés tipoST25DE-ST35SE-ST35GE-ST35ME-STR45AERed trifásica a 400 V,cable de cobre,Sf = SPE, UL = 50 Ven esquema IT, neutro nodistribuido.


Ir = 0,4 (320 A) Ir = 0,5 (400 A) Ir = 0,63 (500 A) Ir = 0,8 (640 A) Ir = 1 (800 A)I magn. (A)(1) mini maxi mini maxi mini maxi mini maxi mini maxi

(1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir)480 3 200 600 4 000 750 5 000 940 6 400 1 200 8 000

Sfases (mm2)25 159 23 127 18 101 14 79 11 63 935 223 33 177 26 142 21 111 16 88 1250 318 47 253 37 203 30 159 23 126 1870 446 67 355 53 284 43 223 33 177 2695 605 91 484 72 387 57 302 45 242 35120 769 115 615 92 491 73 384 57 307 46150 835 125 668 100 534 80 417 62 334 49185 988 148 790 118 633 94 494 73 395 58240 1 253 185 984 147 786 117 626 92 492 73300 1 424 213 1 139 170 911 136 712 106 569 85

Ir = 0,4 (400 A) Ir = 0,5 (500 A) Ir = 0,63 (630 A) Ir = 0,8 (800 A) Ir = 1 (1 000 A)I magn. (A)(1) mini maxi mini maxi mini maxi mini maxi mini maxi

(1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir)600 4 000 750 5 000 945 6 300 1 200 8 000 1 500 10 000

Sfases (mm2)25 127 18 101 14 80 11 63 9 49 735 177 26 142 21 113 16 88 12 70 1050 253 37 203 30 161 24 126 18 101 1470 355 53 284 43 226 33 177 26 142 2195 484 72 387 57 308 46 242 35 193 28120 615 92 491 73 388 57 307 46 245 36150 668 100 534 80 425 63 334 49 266 40185 790 118 633 94 502 74 395 58 316 47240 984 117 786 117 624 93 492 73 392 58300 1 139 171 911 136 723 108 562 85 254 68

Ir = 0,4 (500 A) Ir = 0,5 (625 A) Ir = 0,63 (787,5 A) Ir = 0,8 (1 000 A) Ir = 1 (1 250 A)I magn. (A)(1) mini maxi mini maxi mini maxi mini maxi mini maxi

(1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir) (1,5 Ir) (10 Ir)750 5 000 937 6 250 1 181 7 875 1 500 10 000 1 875 12 500

Sfases (mm2)35 142 21 114 16 90 13 70 10 57 850 203 30 163 24 123 18 101 14 81 1170 284 43 228 33 180 27 142 21 114 1695 387 57 310 46 246 36 193 28 155 23120 491 73 392 58 311 46 245 36 196 29150 534 80 426 64 338 50 266 40 208 31185 633 94 505 75 400 60 316 47 252 37240 786 117 630 94 499 74 392 58 315 47300 911 136 728 109 578 86 454 68 364 54

Aplicaciones de losdiferenciales enfunción del receptor

6.1 Iluminación fluorescente 906.2 Iluminación con variación

electrónica 916.3 Instalaciones con receptores

electrónicos: informáticay otros 91

6.4 Variadores de velocidadelectrónicos para motores 93

6.5 Arranque directo demotores 93

6.6 Redes de B.T. muy extensasy/o con muchos receptoreselectrónicos 94

6.7 En redes de B.T. en zonas conalto índice queráunico(rayos) 95

6.8 Centro de proceso de datos(CPD) 95

6.9 Cálculo de las proteccionescontra los contactos indirectosde viviendas unifamiliaresadosadas 98

6.10 Cálculo de la proteccióndiferencial en una red dealumbrado público 103

6.11 Esquema de una instalaciónindustrial 106

6

6 Aplicaciones de los diferencialesen función del receptor

6

90

En este capítulo se verá en primer lugarcómo elegir el tipo y cantidad dediferenciales en función del tipo de receptorque estemos protegiendo. Concretamentese tratarán los casos de 8 receptoresy configuraciones específicos.Después se proponen 2 ejemplos decálculo completo de las proteccionesdiferenciales en 2 tipos de instalaciones:una vivienda unifamiliar adosada y una redde alumbrado público. Y finalmente sepresenta, a través de un esquema eléctrico,un ejemplo de la instalación de un pequeñotaller industrial, en este esquema se puedeobservar gráficamente qué tipo dediferencial hay que utilizar en cada punto dela instalación.

6.1 Iluminación fluorescente

c Con balastos tradicionales:Cuando tenemos una instalaciónfluorescente formada por balastosferromagnéticos convencionales, es decir,inductancias con o sin compensar, éstaspresentan picos de corriente al encendido,provocando en ocasiones disparosintempestivos del diferencial. Estas puntasde encendido se suman en el caso de tenervarios circuitos protegidos por un mismodiferencial, lo que puede crear riesgo dedisparos intempestivos en los diferencialesclase AC estándar en instalaciones a partirde aproximadamente 20 balastos por fase.La aportación de la gama de clase Asuperinmunizada multi 9 de Merlin Gerin ,disminuye sustancialmente el riesgo dedisparo intempestivo gracias al circuito deacumulación de energía, “absorbiendo”estas puntas (ver capítulo 3 de esta Guía).Esta aportación de la tecnología

Area no empleada que, en parte, es enviadahacia tierra. Es una corriente de AF que serácaptada por el diferencial. En los diferencialesestándar, su acumulación puede llegar a bloquearel relé de disparo.

Rectificador Filtro

GeneradorAF

a varios kHzOndulador

Fig. 6.1. Funcionamiento básico de un balasto electrónico.

superinmunizada permite lainstalación de hasta aproximadamente50 balastos por fase sin riesgo de disparo.c Con balastos electrónicos de altafrecuencia:Las instalaciones con un número excesivo debalastos electrónicos pueden provocar dosproblemas sobre los diferenciales estándar:v el riesgo de disparo intempestivo,v cegado o bloqueo del diferencial.Ver esquema básico de funcionamiento en lafigura 6.1 . El riesgo de disparointempestivo se debe a los transitorios dedesconexión de una zona con balastos, quepueden provocar disparos de otras zonas conbalastos todavía conectados. Esto se debe aque en el momento de la desconexión seproducen descargas entre las capacidadesde los balastos a través de las masasconectadas a un punto común, tierra, quepueden provocar la sensibilización definitiva,y en consecuencia el disparo intempestivo deun diferencial estándar que proteja a otroscircuitos capacitivos (ver “disparos porsimpatía” en capítulo 5 de esta Guía).El otro problema es el riesgo de cegado obloqueo del diferencial . Esto se debe altratamiento de la señal por parte del balastoelectrónico. Estos generan corrientes dealta frecuencia (de entre 20 y 40 kHzaproximadamente) que o bien soninyectadas en la red o bien se fugan atierra, estas fugas no presentan peligropara las personas. Si cualquiera de ellasalcanza un nivel importante, puedenprovocar el bloqueo del relé de disparo deun diferencial estándar.

Los diferenciales de la gamasuperinmunizada multi 9 , gracias alcircuito de acumulación de energía


91

minimizan el riesgo de disparo intempestivoy gracias al filtro de altas frecuenciasanulan el riesgo de cegado del diferencial,ya que éste se comporta como un filtro“pasa bajos”. Así pues, la señal de altafrecuencia queda atenuada total o parcialmenteimpidiendo que llegue a inactivar la paletamóvil del relé de disparo (paleta del relé).Por ello, al igual que en el caso anterior latecnología superinmunizada permiteinstalar aproximadamente hasta 50balastos electrónicos por fase.

6.2 Iluminación con variaciónelectrónica

Los variadores de intensidad luminosa odimers también pueden presentar el mismoproblema anterior con las altas frecuencias,sobretodo cuando se están variandopotencias de más de 5000 W de iluminación.En instalaciones donde hayan varios tiposde receptores que puedan producir altasfrecuencias, aunque la potencia de cadareceptor no sea muy grande, se iránsumando los efectos de cada receptor en lalínea, pudiéndose producir el problema delbloqueo del diferencial.Así pues, se recomienda en estos casos, lainstalación del diferencial tiposuperinmunizado multi 9 de Merlin Gerin ,mucho más resistente gracias a laaportación del filtro de altas frecuencias.

6.3 Instalaciones conreceptores electrónicos:informática y otros

En estas instalaciones el fenómeno que seproduce es la presencia de corrientes defuga a tierra a 50 Hz permanentes en cadareceptor. Son fugas que son necesariaspara el correcto funcionamiento del propioreceptor y que se tienen siempre que ésteesté en marcha. (Ver fig. 6.2 ).

Para estar en conformidad con la DirectivaEuropea de compatibilidadelectromagnética (CEM), muchosfabricantes han incorporado filtrosantiparásitos a sus componentesinformáticos o electrónicos.Estos filtros son básicamentecondensadores conectados a masa através de los cuales circulan corrientes defuga permanentes a 50 Hz del orden de 0,3a 1,5 mA por aparato dependiendo del tipoy de la marca (ver ejemplos en capítulo 5).

Fig. 6.3. Principio de funcionamiento de un diferencial superinmunizado multi9 de Merlin Gerin .

S N

I entrante I saliente

I residual

IdFiltradode altasfrecuencias Verificación

y orden dedisparo

Detección decorrientesde fugapulsantes

Inmunizaciónbásica contratransitorios:

– onda tipo8/20 µs– onda tipo0,5 µs, 100 kHz Acumulación

de energía

superinmunizado

si clase A “si”

clase A

clase AC

transformadortoroidal

a) bloque de filtradoelectrónico

b) relé de disparoc)

Fig. 6.2. Principio de funcionamiento básico de laalimentación para electrónica.

Rectificador

0,3 a 1,5 mAa 50 Hz

PlacaelectrónicaC


6

92

Cuando hay varios receptores de este tipoen una misma fase, las corrientes de fuga sesuman. En el caso trifásico las fugas de unafase y otra pueden anularse dependiendo delo equilibradas que estén las fugas que seproduzcan en cada fase. Estas fugaspueden presensibilizar a un diferencial deforma que cualquier transitorio adicional,como arrancar uno o varios ordenadores delmismo circuito, por ejemplo, pueda provocarun disparo intempestivo del diferencial.Esto es así porque sabemos que undiferencial puede disparar entre 0,5 y 1 IDn,pero cuando las fugas permanentesalcanzan un valor de 0,3 veces dichasensibilidad IDn, un transitorio adicionalpuede provocar un disparo intempestivo deun diferencial estándar.Ejemplo: ID 2/40/30 mA; el 30 % de susensibilidad es 9 mA, con 6 PC por fase(1,5 mA cada PC), tenemos que para másde 6 PC por fase existirá riesgo de disparointempestivo.Este riesgo es el que se presenta en eldiferencial convencional clase AC. Perola gama superinmunizada multi 9 deMerlin Gerin , gracias a su comportamientofrente a los transitorios, está especialmenteindicada para estas instalaciones concomponentes informáticos, permitiendo unmayor número de aparatos (aunque no esaconsejable más de 12) bajo un mismodispositivo diferencial sin que se produzcandisparos intempestivos.

Otro fenómeno que se puede presentar eninstalaciones con electrónica es lapresencia de defectos reales de corrienterectificada , es decir, cuando tenemos unafuga en una parte del receptor electrónicodonde la señal está rectificada y tratadapara su propio funcionamiento (fig. 6.4) .En el caso de producirse un defecto deaislamiento en la parte de corrientecontinua rectificada, un diferencial

tradicional clase AC no lo detectará eincluso podrá llegar a quedar bloqueadodebido a este tipo de corrientes y no podrádisparar si simultáneamente hay otrodefecto en corriente alterna. Estascorrientes son tan peligrosas como lasalternas pues generan casi la mismatensión de contacto con lo cual esimprescindible detectarlas y disparar.Los nuevos diferenciales superinmunizadosde Merlin Gerin son de clase A mejoradade última generación, lo cual asegura uncomportamiento excelente ante corrientesrectificadas (o pulsantes) con o sincomponente continua (fig. 6.5) . Esto sedebe al transformador ferromagnético deldispositivo, el cual es más energético,capaz de producir una inducción magnéticasuficiente para provocar disparo antedefectos de reducido valor eficaz como sonlas corrientes pulsantes.

Fig. 6.4. Defecto real dentro de la electrónica.

Fig. 6.5. Un toroidal clase A es más energético que unclase AC.

Df clase AC

Df clase A

CC

If (mA)

t (ms)

H

B

L-C

FiltroRFI

Rectificación

RC

Control

PWM

3

Fig. 6.6. Esquema base de funcionamiento de un variador Altivar de Telemecanique .

Rectificador

PlacaelectrónicaC

Ifuga rectificada


93

6.4 Variadores de velocidadelectrónicos para motores

Los variadores de velocidad son etapas depotencia que incorporan mucha electrónicapara su funcionamiento de regulación delmotor. El principio de funcionamiento básicode un regulador de velocidad es el que sepresenta en el esquema de la figura 6.6 .Estas cuatro etapas diferenciadas (filtroRFI, circuito rectificador, alisamiento ycontrol-generador de altas frecuencias) sonlas que intervienen en el tratamiento de laseñal. La etapa que puede originar disparosintempestivos es la del filtro RFI (fig. 6.7) .Este filtro básicamente es del tipo L-C, yviene impuesto por la norma de CEM paradisminuir las perturbaciones provocadaspor el bloque de control, que genera pulsosde anchura variable para el control de lavelocidad del motor, y lo hace a altafrecuencia (a varios kHz). Con el filtro RFIuna gran parte de las altas frecuenciasoriginadas se deriva a tierra impidiendo quese reinyecten en la red.

Además, a través de la capacidad del filtroRFI y otras capacidades del variadortambién conectadas a tierra, habrá un ciertonivel de corriente de fuga permanente haciatierra a 50 Hz, tal como se vió en elapartado anterior, que habitualmente vieneindicada por el fabricante.Ambas corrientes de fuga, la de 50 Hz y lade alta frecuencia, se superponen y segúnel valor que alcancen pueden sensibilizar aun diferencal estándar provocando disparosintempestivos durante el funcionamiento delvariador.Ante esto, un diferencial clase AC estándartiene un gran riesgo de disparo intempestivo.Este riesgo se disminuye con la instalaciónde las gamas superinmunizada multi 9 oVigirex RHU/RMH de Merlin Gerin que,gracias al filtro de altas frecuencias y al circuito

de acumulación de energía que ambosincorporan, evitan el disparo que puedeprovocar el variador.En muchas ocasiones, a pesar de todo, nose podrá mantener la sensibilidad de 30 mApara efectuar la protección diferencial deeste tipo de receptores, y habrá que recurrira aparatos de 300 mA instantáneos o inclusoselectivos (temporizados). En estos casoshabrá que reducir al máximo la resistenciade toma de tierra de la instalación parapoder seguir garantizando la protección depersonas en caso de contactos indirectos.

6.5 Arranque directo demotores

Los motores asíncronos, que son los másampliamente utilizados, presentan en elmomento del arranque un pico de corrienteabsorbida debido a la inducción del propiobobinado del motor de entre 6 y 10 veces (omás) la intensidad nominal del motor. Laduración de este primer pico es de 30 msaproximadamente, depende mucho del tipode arranque (fig. 6.8 ).Las puntas de arranque de valoreselevados pueden provocar el disparointempestivo de un diferencial estándar.

En el caso de utilizar diferencial de carrilDIN, si el pico de corriente en el arranquees mayor de 6 veces la intensidad nominaldel diferencial será conveniente lautilización de dispositivos diferenciales de lagama superinmunizada multi 9 de MerlinGerin .

Fig. 6.7. Filtro RFI de altas frecuencias. Esquema porfase.

Ifuga

AltaFrecuencia(varios kHz)

In

C

Ifuga A.F. >> Ifuga 50 Hz

Ifuga

50 Hz

L

Fig. 6.8. Pico de I de arranque.

I/In

N/Ns

6

5

4

3

2

1

00 0,25 0,5 0,75 1


6

94

2.° disparopor simpatía(incorrecto)

Da Db

CL1

CL2

CL3

CC

Ra Rb

diferencial diferencial

1.er disparo o aperturamanual (correcto)

F1

F2

F3

N

Si las puntas fueran superiores a 10 vecesla intensidad nominal, además de lautilización de la gama superinmunizada,sería conveniente el uso de arrancadorescon los que disminuimos esta intensidad depico en el arranque.Así pues, la gama superinmunizada aportauna reducción importante en el riesgo dedisparo intempestivo en el arranque demotores gracias al circuito de acumulación deenergía, actuando éste como “amortiguador”de estos picos de corriente. En cualquier tipode diferencial de carril DIN si sobrecalibramosel diferencial en relación a la intensidad nominaldel motor, también se puede lograr evitar losdisparos intempestivos en muchas ocasiones.

En el caso de tener que efectuar laprotección diferencial de motores depotencia elevada, se tendrá que utilizardiferenciales del tipo relé electrónicocon toro separado. En este caso segúnsea el valor de la punta de arranque habráque seguir las diferentes recomendacionesde instalación de este tipo de aparatosdadas en el capítulo 5. Si la corriente dearranque es excepcionalmente elevadaademás de todas las precauciones deinstalación, se recomienda emplear relésdiferenciales de la nueva gama VigirexRHU y RMH de Merlin Gerin especialmenteresistentes a este tipo de perturbaciones.

6.6 Redes de B.T. muyextensas y/o con muchosreceptores electrónicos

En instalaciones con líneas de B.T. muyextensas o con muchos receptores

electrónicos, se pueden producirfenómenos de “disparos por simpatía”(ver capítulo 5.4 de esta Guía).Estos se deben a las sobretensiones más omenos importantes, que pueden serproducidas por maniobras en la red,disparos de un automático en otro circuito,fusión de un fusible, etc. Todas lascapacidades repartidas en una instalación(filtros electrónicos de los receptores), juntocon las propias capacidades de los cables(mayores cuanto más extensas sean laslíneas), conducen una corriente de fuga atierra transitoria a cada cambio brusco detensión. Esta corriente de fuga transitoria(de ms), es la causa principal de disparosintempestivos.En la figura 6.9 se puede ver cómo setransmite de una parte a otra de la red lasobretensión transitoria a través de lascapacidades. Si en las instalaciones setienen receptores electrónicos, éstos suelentener filtros capacitivos conectados a tierra.Estas capacidades habitualmente sonmayores que la de aislamiento de loscables, con lo cual suelen ser la causaprincipal de disparos por simpatía, más quelos propios cables.Esta problemática se presenta muyhabitualmente en los diferenciales de carrilDIN clase AC convencionales, mientras quecon la nueva gama superinmunizadamulti 9 de Merlin Gerin queda minimizadoel riesgo de disparo por simpatía, graciasotra vez, al circuito de acumulación deenergía.

Fig. 6.9. Generación de un disparo por simpatía.


95

“limitadores de sobretensiones transitorias”(por ejemplo el modelo PF de la gamamulti 9 de Merlin Gerin, ver fig. 6.11 ),situándolo aguas arriba de la proteccióndiferencial de alta sensibilidad (IDn o 30 mA).En la figura 6.12 se ve cómo se debeconectar este dispositivo (PF) en una líneamonofásica, y las características que debentener los diferenciales tanto si se sitúenaguas arriba o aguas abajo de dichodispositivo PF. En cualquiera de los dospuntos, A o B, siempre tendrá unarespuesta mucho mejor (no disparo) unmodelo superinmunizado multi 9 deMerlin Gerin que un diferencial estándar.

6.8 Centros de proceso dedatos (CPD)

Esta aplicación es un caso particular devarios de los puntos tratados anteriormente.Le dedicamos este apartado específico yaque en un centro de proceso de datos,CPD, se acumulan varias de lasconfiguraciones anteriores.En este tipo de instalaciones es primordialla continuidad de servicio (para evitarpérdidas de información y de tiempo dereinicializaciones de los sistemasinformáticos) y evidentemente, como entodo tipo de instalación eléctrica, es básicala seguridad de las personas .

6.7 Redes de B.T. en zonascon alto índice queráunico(rayos)

Cuando un rayo cae en las proximidades deun edificio la red se ve sometida a una ondade tensión que genera corrientes de fugatransitorias a través de las capacidades dela instalación (capacidad de los cables y delos filtros) (fig. 6.10) . En función de laintensidad y la distancia del rayo, y de lascaracterísticas de la instalación, estascorrientes de fuga pueden producir undisparo intempestivo.Los dispositivos diferenciales de la gamasuperinmunizada multi 9 de Merlin Gerinson los más adecuados para evitar losdisparos intempestivos provocados por estefenómeno al presentar una altainsensibilización ante este tipo de fugas.

Para minimizar los disparos intempestivosde dispositivos diferenciales carril DIN anteun rayo se aconseja la utilización de

Fig. 6.10. Transmisión de una sobretensión provocadapor un rayo. En modo común y en modo diferencial.

Fig. 6.11. Limitador de sobretensiones transitoriasmodelo PF30r de la gama multi 9 de Merlin Gerin.

Fig. 6.12. Protección diferencial y protección contra sobretensiones tipo rayo, correctamente coordinados.

Clase AC300 mA, selectivo

N Fase

Diferencial A

o

Superinmunizado multi 9300 mA, selectivo

Limitadordesobretensiones

PF

Protecciónmagnetotérmica


Clase AC30 mA, instantáneo

Superinmunizado multi 930 mA, instantáneo

o

Diferencial B

Cuadro deprotecciónde lainstalación


6

96

Por ello la protección diferencial debe serespecialmente “robusta” o insensible a lasnumerosas perturbaciones que puedendarse en ellas, pero capaz de seguirgarantizando la máxima seguridad para laspersonas. Esta, por sus característicasespecíficas, veremos que es un tipo deinstalación donde se podrán dar el máximonúmero de recomendaciones de elección einstalación de diferenciales, consejos quetotal o parcialmente se podrán y deberántener en cuenta para otras instalacionesmás simples, pero que también puedenpresentar problemas que siempre sepodrán resolver correctamente.

c Los CPD son redes eléctricas donde setienen muchos receptores electrónicos :grandes ordenadores, sistemas dealimentación ininterrumpida (SAI’s),ordenadores personales, impresoras,pantallas, etc. Este tipo de receptores sonla causa de los tres fenómenos siguientesque hacen que aumente mucho laposibilidad de disparos intempestivos delas protecciones diferenciales:v Presentan fugas permanentes a 50 Hz,que serán muy importantes en la cabecerade los circuitos principales. Por ejemplo, lacorriente de fuga permanente a tierra quepuede presentar un gran ordenador, si sufuente de alimentación no está totalmenteaislada galvánicamente del resto deinstalación, es del orden de 3 a 4 mA.v Además, todos los condensadores unidosa masa de los filtros electrónicos de cadauno de estos receptores a través de los

cuales se producen estas fugas a 50 Hz,son un camino a través del cual sevan a cerrar posibles picos de corrientestransitorias provocadas por la conexión ydesconexión de otros circuitos, rayos, etc.v Estos receptores también suelenintroducir tasas de armónicos muy elevadasen la instalación, que al ser corrientes defrecuencias bastante superiores a lafundamental, fugan con mayor facilidadhacia tierra a través de las capacidades dela red y de los propios receptores electrónicos.

RecomendacionesPara evitar estos problemas deben tomarselas medidas siguientes al mismo tiempo:v Utilizar, en todos los casos que seaposible, diferenciales de alta sensibilidad(30 mA o menos), instantáneos, para laprotección de los receptores terminales (esdecir, si por debajo ya no hay másprotecciones diferenciales).v Según las fugas permanentes de losreceptores a alimentar, si utilizamosdiferenciales clase AC o clase A estándar,no acumular nunca más corriente de fugaque el 30 % de la sensibilidad deldiferencial. Con lo cual hay que calcularmuy bien cómo se subdividen los circuitos,saber siempre qué receptor habrá al finalde cada circuito, con todo lo cual podremoscalcular cuántos circuitos podremosconectar bajo cada diferencial.v Utilizar preferentemente diferenciales declase A capaces de detectar no sólo lasfugas de corriente alterna sino también lasfugas de corrientes continuas pulsantes,

Sala de ordenadores del Hong Kong Bank.


97

que son las que se tienen en un aparatoelectrónico cuando en su interior se produceun accidente o defecto de aislamiento.Los clase A son mucho más seguros que losdiferenciales habitualmente utilizados, queson clase AC, ya que éstos son incapacesde detectar fugas de corrientes pulsantes.Al tener una frecuencia de 50 Hz, si suintensidad eficaz y su tensión son lobastante elevadas, las corrientes pulsantesson casi igual de peligrosas para laspersonas que la corriente alterna normal conlo cual es necesario detectarlas y cortarlas.v Se recomienda utilizar preferentementediferenciales del tipo Superinmunizadomulti 9 de Merlin Gerin por varios motivos:son diferenciales clase A mucho másevolucionados que los clase A estándar, ensu interior incluyen un filtro de la señalcaptada que los hace mucho másresistentes a los tres problemas anteriores:admiten más fugas permanentes a 50 Hz(más circuitos), soportan picos de corrientetransitoria transmitidos a través de lascapacidades de las instalaciones muchomayores que un diferencial normal, atenúanmucho más que un diferencial normal losefectos de las corrientes armónicas.

c En este tipo de instalación se ocupa unasuperficie elevada que hay que iluminar. Porello en esta clase de locales, así como en lasoficinas normales, actualmente cada vez seemplea más iluminación fluorescentecontrolada mediante balastoselectrónicos, básicamente por el ahorro quesuponen en consumo de energía eléctrica yen prolongación de la vida de las lámparas.Tal como hemos visto anteriormente, este tipode receptores pueden provocar problemas dedisparos intempestivos o bien de bloqueode los diferenciales debido a los fenómenossiguientes:v Durante su funcionamiento envíancorriente de fuga a tierra a alta frecuencia(entre 5 y 40 kHz), muchos balastos bajo unsolo diferencial lo pueden bloquear poracumulación de fugas a alta frecuencia.v Tienen condensadores (filtros capacitivos)unidos a tierra, debido a los cuales sepueden producir disparos intempestivosdurante las conmutaciones de zonas conbalastos electrónicos.

RecomendacionesPara evitar estos problemas deben tomarselas medidas siguientes, muy parecidas alcaso anterior.v Conectar como máximo el número debalastos recomendado anteriormente bajocada diferencial estándar clase AC.v Utilizar preferentemente diferencialesclase A, en lugar de clase AC, ya que es unreceptor electrónico.v Se recomienda utilizar preferentementediferenciales del tipo superinmunizadomulti 9 de Merlin Gerin por los motivosanteriores.

c Son instalaciones climatizadaspermanentemente. Con lo cual se sueleninstalar máquinas de aire acondicionado depotencias elevadas, que evidentementeincluyen motores con sus correspondientespuntas de corriente al arranque, y enocasiones se regula su velocidad mediantevariadores electrónicos. Los problemas queexisten en este caso son de disparosintempestivos debidos a:v Puntas de corriente en el instante inicialdel arranque (sobre todo en el caso delarranque directo).v Filtros capacitivos por donde se fugancorrientes a 50 Hz y a alta frecuencia en elcaso del variador de velocidad.La acumulación de fugas propias sumada aposibles transitorios que circulen por estascapacidades pueden provocar el disparodel diferencial.

RecomendacionesPara evitar estos problemas deben tomarselas medidas siguientes:v Para evitar los problemas del arranquedirecto inicial, en el caso de utilizarinterruptores diferenciales de carril DIN seaconseja sobrecalibrarlos respecto laintensidad nominal del motor. Y paraarranques especialmente duros, estohabitualmente no es suficiente y serecomienda utilizar diferenciales del tiposuperinmunizado multi 9 de Merlin Gerinpor su importante inmunización contratransitorios.v Para evitar los problemas del arranquedirecto inicial, en caso de utilizar relésdiferenciales electrónicos con toro separadoes conveniente seguir los consejos deinstalación del capítulo 5 de esta Guía.También para arranques especialmenteduros, esto habitualmente no es suficiente y


6

98

se recomienda utilizar los relésdiferenciales de protección y medida deúltima generación del tipo Vigirex RHU yRMH de Merlin Gerin .v Para el caso de variadores electrónicosde velocidad, se aconseja directamente elempleo de los diferenciales más resistentesen cada categoría:Para el caso de potencias pequeñas seaconseja utilizar diferenciales de carril DINdel tipo superinmunizado multi 9 deMerlin Gerin por su importanteinmunización contra transitorios y filtrado dealtas frecuencias.Para el caso de potencias elevadas seaconseja utilizar relés diferencialeselectrónicos con toro separado de últimageneración del tipo Vigirex RHU y RMH deMerlin Gerin.

c Suelen ser redes bastante extensas enmetros de cable acumulados.Este parámetro no sólo afectará al propioCPD sino que, en algún caso en que estazona no esté perfectamente aisladagalvánicamente mediante transformadoresseparadores del resto de la instalación, sepueden ver afectados otros circuitos delresto de la instalación: los disparosintempestivos por “simpatía” seránmucho más habituales. Estos sondebidos a:v Las capacidades de la propia red decables son elevadas y los transitorios deconexión, etc., se pueden transmitir através de las mismas provocando laactuación del diferencial.

Recomendacionesv Para evitar estos problemas es necesariono acumular mucha longitud de cable (omuchos circuitos cuyas longitudes sesuman entre sí), bajo cada diferencial, nosólo del CPD sino del resto de instalación.v Se recomienda utilizar preferentementediferenciales del tipo superinmunizadomulti 9 de Merlin Gerin pues soportanpicos de corriente transitoria transmitidos através de las capacidades de lasinstalaciones mucho mayores que undiferencial normal. Para la corrección deproblemas de disparos intempestivos eninstalaciones ya existentes es la soluciónmás adecuada (técnica yeconómicamente).

6.9 Cálculo de lasprotecciones contralos contactos indirectosde viviendas unifamiliaresadosadas

Clasificación de las zonasen función de la humedadCuando abordamos cualquier proteccióndiferencial, lo primero que hay que saber esla clasificación de la zona que queremosproteger y ésta será función de la humedad.En la fig. 6.13 vemos las curvas deseguridad vistas en el capítulo 1 según lahumedad de cada zona. En ella se tienenlas zonas BB1 (U

L = 50 V) para lugares

secos, BB2 (UL = 24 V) para lugares

húmedos y BB3 (UL = 12 V) para lugaresmojados. Las gráficas nos dan los tiemposmáximos admisibles para las tensiones decontacto.

La clasificación según la humedad de cadaestancia de la vivienda del ejemplo que sepresenta, que consta de dos plantas, es lasiguiente:c Planta baja:v Zona BB1: iluminación de todas lasestancias.v Zona BB2: jardín, servicio, cocina yterraza.v Zona BB3: piscina.

0,01

0,02

0,04

0,060,080,1

0,2

0,4

0,60,81

2

4

68

10t (s)

10 12 20 30 5060 80100 300200 500 U (V)c

corriente alterna (CA)corriente continua (CC)

BB3 BB2 BB1// / /

Fig. 6.13. Curva del tiempo de contacto máximo (t)en función de la tensión de contacto (UC), de acuerdoa UNE 20460.


99

c Primer piso:v Zona BB1: iluminación de todas lasestancias.v Zona BB2: terraza.v Zona BB3: baño.

Puesta a tierraDebe tenerse en cuenta el cumplimiento delReglamento Electrotécnico de Baja Tensiónque dispone el valor máximo de resistenciade puesta a tierra en 37 V.La zona más compleja, para cumplir lasprescripciones contra los contactosindirectos, corresponde a la BB3, cuyatensión de contacto límite (U

L) se sitúa en

los 12 V.c El cálculo de la puesta a tierra se debedimensionar para poder cumplir lascondiciones BB3.v En un régimen TT la protección debe serun interruptor diferencial de altasensibilidad, IDn o 30 mA.v Sabemos que los interruptoresdiferenciales de alta sensibilidadinstantáneos desconectan en mucho menosde 300 ms, a efectos prácticos en este ejemploconsideraremos que disparan en 100 ms.c Tensión de contacto UC.En la fig. 6.13 podemos encontrar latensión de contacto máxima en localesBB3, 12 V y para un tiempo máximo decontacto de 0,1 s que tarda el diferencial endesconectar, UC = 55 V.c La resistencia de puesta a tierra delcentro de transformación, segúninformación de la compañía suministradoraes de RB = 10 V.c La resistencia de puesta a tierra de lainstalación RA: A partir de los datosanteriores podemos calcular la resistenciade puesta a tierra de la vivienda R

A y a

partir de ella toda su configuración.

UC = RA · I d = RA · U0

RA + RB

= 55 V

RA = RB

U0

UC

– 1 = 10

230 V55 V

– 1 = 3,14

Suponemos que las mediciones del terrenonos dan una resistividad de 350 V/m.Si disponemos la configuración de puesta atierra de la fig. 6.14 , vemos que su valorcumple con la resistencia de tierra deseada.

Cálculo de las proteccionesZona BB3c La resistencia total de puesta a tierra.A la resistencia de tierra anterior, debemosañadirle la resistencia de la línea de uniónal cuadro de protección de la vivienda, másla de éste a la toma de contacto másalejada.v Resistencia de la unión de la toma alcuadro:– L = 4 m.– S = 16 mm2 (Cu).– Resistencia:

R1 = r LS

= 156

· 4 m16 mm2

= 0,0045

v Resistencia del cuadro al baño de laplanta 1.ª.– L = 10 m.– S = 4 mm2.– Resistencia:

R2 = r LS

= 156

· 10 m4 mm2

= 0,045

Si colocamos cinco configuraciones, del tipo 40-40/8/88 (según método estándar de puestas a tierra), enparalelo tendremos:

RA = R40–40/8/88

5 =

15,45

= 3,08

4

5

1

2

3

Fig. 6.14.


6

100

v Resistencia total de la puesta a tierra:R

AT = R

A + R

1 + R

2 = 3,08 + 0,0045 + 0,045 =

= 3,13 V.c La intensidad de fuga será:

Id = U0

RA + RB

= 230 V3,13 V + 10 V

= 17,51 A

c El tiempo de desconexión será:

Id

IDn = 17,51

0,03 = 584 veces IDn

Al ser mayor de 10 veces IDn:t(inst)

= 30 ms.c La tensión de contacto será:UC = Id · RA = 17,5 A · 3,13 V = 54,775 V.

En la fig. 6.13 vemos que en la curva enlocales BB3, 12 V, para una tensión decontacto U

C = 54,775, el tiempo máximo de

contacto es de 100 ms aprox. Los diferencialespropuestos por nosotros tardan sólo 30 msen desconectar, más de 3 veces menos.

Zona BB2Procederemos de forma análoga que en elcaso anterior.c Resistencia total de puesta a tierra.El valor de la resistencia de la unión de latoma de tierra al cuadro de protección de lavivienda es el mismo;R

1 = 0,0045 V.

v Por otro lado, el valor de resistencia delcuadro general al jardín (el más alejado), será:– L = 15 m.– S = 2,5 mm2.– Resistencia R3.

R3 = r L3

S3

= 156

· 15 m2,5 mm2

= 0,108 V


AT = R

A + R

1 + R

2 = 3,08 + 0,045 + 0,108 =


Id = U0

RA + RB

= 230 V3,233 V + 10 V

= 17,38 A

c El tiempo de desconexión será:v Para un aparato de 30 mA (T01):

Id

IDn = 17,38



= 30 msc La tensión de contacto será:U

C = I

d · R

A = 17,38 A · 3,233 V = 56,19 V.

En la fig. 6.13 podemos encontraren la curva de la tensión de contactomáxima en locales BB2, 25 V, que para unatensión de contacto U

C = 56,19 V, tiempo

máximo de contacto es de 0,4 s. Losdiferenciales propuestos para estos valorestardan a desconectar 30 ms, trece vecesmenos.

Zona BB1Igualmente procederemos de la mismaforma en este caso.c Resistencia total de puesta a tierra.Tendremos también R

1 = 0,0045 V.

v Resistencia del cuadro general aldormitorio de matrimonio de la 1.ª planta.– L = 20 m.– S = 2,5 mm2.

– Resistencia R4.

R4 = r L3

S3

= 156

· 20 m2,5 mm2

= 0,143 V


AT = R

A + R

1 + R

4 = 3,08 + 0,045 + 0,143 =


Id = U0

RA + RB

= 230 V3,268 V + 10 V

= 17,34 A

c El tiempo de desconexión será:v Para un aparato de 300 mA (T01):

Id

IDn = 17,34



= 30 msc La tensión de contacto será:UC = Id · RA = 17,34 A · 3,268 V = 56,67 V.

En la fig. 6.13 podemos encontrar en lacurva de la tensión de contacto máxima enlocales BB1 - 50 V, que para una tensión decontacto U

C = 56,67 V, tiempo máximo de

contacto es de 3 s. Los DDR propuestospara estos valores tardan a desconectar30 ms, cien veces menos.Una vez obtenidos estos valores, estamosen disposición de obtener unas primerasresoluciones.

ResolucionesLas protecciones adecuadas serán:c Zona BB1: interruptor de alta o mediasensibilidad, 30 mA o 300 mA. Perooptaremos por la instalación del ID de alta


101

sensibilidad, para así poder colocar encabecera del cuadro general de distribuciónun ID con IDn = 300 mA y un retardo det = 150 ms (selectivo). De esta maneracumplimos la selectividad vertical entrediferenciales.

c Zona BB2: interruptor diferencial de carrilDIN de alta sensibilidad de 10 o 30 mA.Además, otra posibilidad para realizar laprotección para los circuitos de esta zonasería mediante la utilización deinterruptores diferenciales magnetotérmicosde alta sensibilidad de 10 mA de lagama Európoli de Eunea Merlin Gerinindividuales para cada circuito (fig. 6.15).Estos aparatos incorporan la proteccióncontra sobrecargas y cortocircuitos ytambién contra corrientes de fuga a tierra,y su instalación, que puede efectuarsecerca del receptor a proteger, se puederealizar empotrado en la pared o en zócalode superficie. De esta manera, podemosproteger los circuitos (o sus tomas decorriente) por separado, sectorizandoy minimizando el riesgo de falta decontinuidad de servicio.

c Zona BB3: interruptor diferencial de altasensibilidad de 10 mA.

En definitiva si optamos por usarexclusivamente aparatos de proteccióndiferencial para montaje en carril DIN tipomulti 9 de Merlin Gerin , el esquemaquedaría como en la figura 6.16 .

Fig. 6.15. Gama de protección diferencialy magnetotérmica Európoli de Eunea Merlin Gerin .

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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.

PIA’s

BB1 BB2 BB3

IDIDn = 30 mA

IDIDn = 10 mA

IDIDn = 300 mAt = 150 ms (selectivo)

ICP-M

RA = 3,08 V

Cuadro General de Protección

Ilum

inac

ión

Pla

nta

baja

Ilum

inac

ión

1.er P

iso

Coc

ina

(Pla

nta

baja

)

Ser

vici

o (P

lant

a ba

ja)

Jard

ín (

Pla

nta

baja

)

Terr

aza

(Pla

nta

baja

y 1

.er p

iso)

Pis

cina

(P

lant

a ba

ja)

Bañ

o (1

.er p

iso)

Fig. 6.16.

IDIDn = 30 mA


6

102

Pero si optamos por la protecciónincluyendo para la zona BB2 interruptoresmagnetotérmicos diferenciales de la serieEurópoli de Eunea Merlin Gerin , elesquema eléctrico quedaría como en lafigura 6.17 .

En las figuras 6.18 y 6.19 comprobamosque los efectos de las corrientes al paso porel cuerpo humano, en caso de contactodirecto, en cada zona BB1, BB2 y BB3 sonreducidos, quedando garantizada laseguridad de las personas.

Fig. 6.17.

Fig. 6.18. Comprobación del efecto de la corriente, en el caso de corte de la conexión a toma de tierra y conprotecciones de interruptores diferenciales de 10 y 30 mA, en zona BB3.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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PIA’s

I. Aut.

BB1 BB2 BB3

IDIDn = 30 mA

IDIDn = 300 mAt = 150 ms (selectivo)

ICP-M

RA = 3,08 V

Cuadro General de Protección

Ilum

inac

ión

Pla

nta

baja

Ilum

inac

ión

1.er p

iso

Coc

ina

(Pla

nta

baja

)

Ser

vici

o (P

lant

a ba

ja)

Jard

ín (

Pla

nta

baja

)

Terr

aza

(Pla

nta

baja

y 1.

er p

iso)

InterruptoresmagnetotérmicosdiferencialesEurópoliIDn = 10 mA

Pis

cina

(P

lant

a ba

ja)

Bañ

o (1

.er p

iso)

I. Aut.

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000

mA10

20

50

100

200

500

1 000

2 000

5 000

10 000

ms

Du

raci

ón

del

pas

o d

e la

co

rrie

nte

t A B C2C1

1 2 3

Corriente que pasa por el cuerpo IB

4

Id = 227 mA

30 mA

10 mA

40

30

1

4

2

3A Umbral de percepción

B Umbral de no soltar

C1 Umbral de fibrilación

Umbral de probabilidad de fibrilación, 5 %

C2 Umbral de probabilidad de fibrilación, 50 %

Sin percepción

PercepciónEfectos reversiblestetanización muscularPosibles efectosirreversibles

1

4

2

3

Sin percepción



103

6.10 Cálculo de la proteccióndiferencial en una redde alumbrado público

Para la protección diferencial del alumbradopúblico, debemos considerar el caso másdesfavorable: cuando exista una fuga undía de lluvia y una persona sin protecciónpara la lluvia, y bajos sus efectos, reciba unchoque eléctrico. En estas condicionesdebemos considerar que la vía pública eszona BB3.

Cálculo de la protecciónen Zona BB3c El cálculo de la puesta a tierra.Se debe dimensionar para poder cumplirlas condiciones BB3.v En un régimen TT la protección debe serun interruptor diferencial de altasensibilidad, IDn < 30 mA.v Sabemos que los interruptoresdiferenciales de alta sensibilidadinstantáneos desconectan en mucho menosde 300 ms, a efectos prácticos en esteejemplo consideraremos que disparan en100 ms.

c Tensión de contacto U C.En la tabla del capítulo 1 de tensiones decontacto admisibles podemos encontrar latensión de contacto máxima en zonas BB3 -12 V y para un tiempo máximo de contactode 0,1 s que tarda el DDR en desconectar.U

C = 55 V.

c La resistencia de puesta a tierra delcentro de transformación, segúninformación de la compañía suministradoraes de R

B = 10 V.

c La resistencia de puesta a tierra de lainstalación R A: A partir de los datosanteriores podemos calcular la resistenciade puesta a tierra del alumbrado público y apartir de ella toda su configuración:

UC = RA · Id = RA · U0

RA + RB

= 55 V

RA = RB

U0

UC

– 1 = 10

230 V55 V

– 1 = 3,14

Fig. 6.19. Comprobación del efecto de la corriente, en el caso de contacto directo y con protecciones deinterruptores diferenciales de 30 y 300 mA, en zonas BB1 y BB2.

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000

mA10

20

50

100

200

500

1 000

2 000

5 000

10 000

ms

Du

raci

ón

del

pas

o d

e la

co

rrie

nte

t A B C2C1

1 2 3

Corriente que pasa por el cuerpo IB

4

Id = 227 mA

300 mA

30 mA

150

30

1

4

2

3A Umbral de percepción

B Umbral de no soltar

C1 Umbral de fibrilación

Umbral de probabilidad de fibrilación, 5 %

C2 Umbral de probabilidad de fibrilación, 50 %

Sin percepción


1

4

2

3

Sin percepción



6

104

c La resistencia total de puesta a tierra.A la resistencia de contacto a tierra,debemos añadirle la resistencia de la líneade unión al báculo o brazo.Suponemos que las mediciones del terrenonos dan una resistividad de 350 V/m.Si disponemos de una toma de tierralongitudinal siguiendo la zanja para loscables de alimentación, será adecuadoutilizar una cable trenzado de acerogalvanizado, de 95 mm2, el cual podremossoldar, a la autógena, a cada báculo.

R = 2rL

= 2 · 1000 V/m1100 m

= 1,82 V

v Resistencia de la unión de la toma alCGBT:– L = 2 m.– S = 35 mm2 (He).– Resistencia R

1:

R1 = r LS

= 110

· 2 m35 mm2

= 0,057 V

v Resistencia de la toma de cada columna:– L = 1 m.– S = 35 mm2.– Resistencia R2:

R2 = r LS

= 110

· 1 m35 mm2

= 0,0286 V

v Resistencia total de la puesta a tierra deun punto de luz será:RAT = RA + R2 = 1,82 + 0,0286 = 1,849 V.

c La intensidad de fuga será:

Id = U0

RAT + RB

= 230 V1,849 V + 10 V

= 12,44 A

c El tiempo de desconexión será:v Para un aparato de 30 mA:

Id

IDn = 12,44 A

0,03 = 414 veces I Dn

Al ser mayor de 10 veces IDn:t(ins) = 30 ms.v Para un aparato de 300 mA:

Id

IDn = 12,44 A

0,3 = 41,4 veces IDn

Al ser mayor de 10 veces IDn:t(ins) = 30 ms

c La tensión de contacto será:U

C = R

AT · I

d = 1,849 V · 12,44 A = 23 V.

Efecto de las pérdidaspermanentesEn este tipo de receptores debemos teneren cuenta el efecto que genera laexistencia de fugas permanentes de lasreactancias de las lámparas del alumbradopúblico.c Las pérdidas permanentes por la red.Id(perm.–L)

= 1,5 mA / 100 m · L (m) = 1,5 mA /100 m · 1.100 m = 16,5 mA.c Las pérdidas permanentes por equipo dereactancia lámpara, podemos considerar1 mA punto de luz. Suponemos 40 puntosde luz:Id(perm.–P)

= 1 mA / 40 ud = 1 mA · 40 = 40 mA.c Las pérdidas permanentes totales.Id(perm.–T) = Id(perm.–L) + Id(perm.–P) = 16,5 mA ++ 40 mA = 56,5 mA.c Los interruptores diferenciales no puedentener unas fugas permanentes mayores a lamitad de su corriente de fuga nominal(sensibilidad):

Id(perm.–T) < IDn

2

c Los interruptores diferenciales de 300 mAson aptos para estas condiciones de fugapermanente.

300 mA2

= 150 mA > 56,5 mA

Por lo tanto, una solución será la deproteger mediante un interruptor diferencialde 300 mA.Pero si optamos por subdividir los circuitosen cuatro ramales de 10 lámparas cadauno, tendremos la opción de instalarprotección diferencial de 30 mA.

14,1 mA < 30 mA2

= IDn

2

56,5 mA4

= 14,1 mA de Id permanente por ramal


105

Teniendo en cuenta esta últimaconsideración podemos proponer ya unesquema de protección con dispositivosdiferenciales residuales (fig. 6.20) .

Fig. 6.20. Reaseguramiento de la protección, ID de300 mA retardado t = 150 ms, en serie con uninterruptor automático seccionador.

IDIDn = 30 mAinstantáneo

IDIDn = 300 mAselectivo

Finalmente, las protecciones adecuadasserían:c Ramal 1.°, interruptor diferencial de altasensibilidad de 30 mA.c Ramal 2.°, interruptor diferencial de altasensibilidad de 30 mA.c Reaseguramiento de la protección encabecera: interruptor diferencial de 300 mAretardado o selectivo, t = 150 ms, en seriecon un interruptor automático seccionador.


6

106

6.11 Esquema de una instalación industrial

motor

IDn = funciónresistenciatoma detierra

N123

compresor

sierratorno máquinaherramienta

Alimentaciones fijasC60 + Vigi C60 siIDn = 300 mA sselectivo

MasterpactM32

Transformador

MasterpactM16Vigirex RHU

IDn = 30 A500 ms

Grupo electrógeno

CompactC 801

TN-S

TT

ID si4 polos63 A300 mAselectivo

DPN N Vigi si16 A, 30 mA

321N

Vigirex RHUIDn = 250 A500 ms

VigicompactNS 160HIDn = 10 A300 ms

VigirexRH 328 AIDn = 1 A100 ms

líneas de alimentacióninformáticas


107

En este ejemplo se presenta el esquemaparcial simplificado de una instalaciónindustrial. El objetivo es mostrar de formagráfica qué tipo de protección diferencial sedebe situar en cada punto de unainstalación con una potencia instalada muyelevada.En este tipo de instalaciones los aparatosde protección que se utilizan abarcan desdela intensidad más elevada (interruptoresautomáticos de bastidor abierto tipoMasterpact o de caja moldeada Compact ),hasta la más pequeña (automáticos decarril DIN multi9 o ultraterminal Európoli ).Para cada nivel, Schneider Electricdispone de la protección diferencial que seadapta mejor técnicamente a cada uno delos aparatos de protección anteriores ytambién al tipo y cantidad de receptoresque se tengan en cada salida de lainstalación. En el próximo capítulo sehallará una muy completa descripción delos mismos.Los criterios seguidos para utilizar los tiposde diferenciales del esquema se puedenhallar en los apartados precedentes delpresente capítulo.

Los diferentes envolventes del sistema Prismay Pragma permiten instalar todos los tipos dedispositivos diferenciales de Schneider Electric.

N123

iluminación fluorescente(electrónica), zona oficinas

tomas de corriente paraaparatos portátiles

extractores de aire

máquinaherramientaportátil

ID si2 polos40 A30 mAinstantáneo

IDClase AC2 polos40 A300 mAinstantáneo

DPNa VigiClase AC16 A30 mAinstantáneo

DPNa VigiClase AC40 A30 mAinstantáneo

MagnetotérmicodiferencialEurópoli deEunea MG16 A10 mA

Gamas SchneiderElectric de proteccióndiferencial

Tabla de elección 1107.1 Interruptor automático

magnetotérmico diferencialultraterminal Európoli deEunea Merlin Gerin 114

7.2 Interruptor diferencialID multi 9 116

7.3 Interruptores automáticosmagnetotérmicos diferencialesDPN Vigi multi 9 122

7.4 Bloques diferencialesadaptables Vigi C60multi 9 124

7.5 Bloques diferencialesadaptables Vigi NC100/NC125multi 9 128

7.6 Bloques diferencialesadaptables Vigi C120multi 9 132

7.7 Bloques diferencialesadaptables Vigi NG125multi 9 136

7.8 Gama de telemandos y deauxiliares para dispositivosdiferenciales residualesmulti 9 140

7.9 Gama de relés diferencialeselectrónicos Vigirex RH tipoE/A/AP, con toroidalseparado 142

7.10 Gama de relés diferencialeselectrónicos Vigirex RHUy RMH 146

7.11 Toroidales y accesorioscomunes para toda la gamaVigirex 150

7.12 Bloques diferencialesadaptables Vigicompact 152

7.13 Curvas de disparo de losdispositivos diferencialesSchneider Electric 154

7.14 Comportamiento en funciónde la frecuencia de losdispositivos diferencialesSchneider Electric 157

7

Gamas Schneider Electric de protección diferencialTabla de elección

Interruptorautomáticoy diferencialultraterminal

Interruptorautomáticoy diferencialmonobloquecarril DIN

Bloques diferencialesVigi carril DIN

Interruptor diferencialcarril DIN

Serie Európolide EuneaMerlin Gerin

ID multi 9terciario

ID multi 9residencial

DPNaVigimulti 9

DPN NVigi “si”multi 9

Vigi C60 multi 9 adaptable al interruptor automático C60 yVigi C120 multi 9 adaptable al interruptor automático C120 (*)

Vigi NC100 multi 9 adaptableal interruptor automáticoNC100/NC125

Vigi NG125 multi 9 adaptableal interruptor automáticoNG125

Página

A (toro separado)Clase A AC AC A A “si” AC A “si” AC A “si” AC AC A

Temporización Instantáneos Instantáneos Instantáneos Selec. Ins. Instantáneos Reg:Ins./Sel.

Instantáneos Sel. Reg:Ins./Sel.

Reg:Ins./Sel./Ret.

N.° de polos

114 116 116 122 122 124 y 132 128 136

1 + N

2 2

4

2

4

2

4

2

4

2

4

1 + N

2

3

4

2

3

4

2

3

4

2

3

4 4

3

4

3

4

3

4

2

3

4

2

3

4

2

3

4

3

4

3

4

Calibres (A) 61016

2540

25406380

100

254063

80100

6380100

406380100

254063

4063

254063

406380100

6 a 40 o25o40o63 o63 o63

o100 o100

o63

o125 o125 o125

o63 o63 o63

o125

o63

o125

o63

o125

Sensibilidad(mA)

1030

1030300

30300 300

30300 300 300 300

30300

30300

30300

30 y 30030

300

1000

30300 300

1000

300 300 300

Reg:30300

10003000

30300

30300

30300 300

1000

Reg:

3005001000

Reg:

30050010003000

Auxiliares

OF, SD, OF+OF/SD, MX, MN(comunes con C60 y C120 uso de OFSobligatorio)

DPN N Vigi “si” admiteidénticos auxiliares quela gama C60/C120

OF, SD, OF+OF/SD, MX, MN: para NG125SDV, MXV: para Vigi NG125

Aplicaciones c Protección juntoa los receptorespara vivienda,terciario eindustria.

c Protecciónde circuitosgenerales devivienda.

c Clases AC y A estándar: protección decircuitos estándar en aplicaciones terciarias eindustriales.c La versión superinmunizada “si” vadestinada a instalaciones con receptoreselectrónicos y/o con puntas de arranqueimportantes.

Características

Ins. Sel. Ins. Ins.Sel. Ins.Sel. Ins.Sel.

111110

c Protección diferencial para cabecera decuadros secundarios o para salidas debaja potencia de cuadros generales.c Permite regulación de sensibilidadesy retardos para efectuar selectividaddiferencial.c Unico tipo de diferencial en versión3 polos.

OF y SD(estos auxiliares se pueden montar sobrelos magnetotérmicos NC100 o NC125 almismo tiempo que el bloque Vigi)

o125

300

o125

30300500

A

2

3

4

2

3

4

o25

o63 o63

30300 300

5001000

Ins. Sel.

o125

300

1000

o125

30300500

2

3

4

o63

o125

300

1000

Sel.Instantáneos

2

3

4

o25

1030300

o40o63

o125

o25o40o63

o125

o25o40o63

o125

30300

30300500

30300

30300500

30300

30300500

OF, SD, OF+OF/SD, MX, MN(estos auxiliares se pueden montar a la izquierda de los magnetotérmicos C60 o C120 al mismotiempo que el bloque Vigi a su derecha)

(*)Los calibres o25, o40, o63 A corresponden a Vigi C60 y el calibre o125 A corresponde aVigi C120.

c Clases AC y A estándar: protección de circuitos estándar en aplicaciones terciarias eindustriales.c La versión superinmunizada “si” va destinada a instalaciones con receptores electrónicosy/o con puntas de arranque importantes.c Unico tipo de diferencial en versión 3 polos.

c Protección de circuitos estándar enaplicaciones terciarias e industriales.c Unico tipo de diferencial en versión3 polos.

c Protección de circuitosmonofásicos de pequeñapotencia.c Especial para casoscon falta de espacio enlos cuadros: ampliacio-nes, etc.c Versión superinmuni-zada “si” especial paraproteger receptores elec-trónicos directamente.

Relé diferencial con toro separado Bloque diferencialVigi caja moldeada

Vigirex estándar

RH10E

Vigirex avanzadosRH240E RH248E RH328A RH328AP RHU RMH Vigi ME Vigi MH Vigi MB

Página guía

Tipos de red avigilar

BT alterna - 50/60 Hz - tipo TT, IT, TNS BT alterna 50/60/400Hz tipo TT, IT, TNS

Clase

30 o300 mA(fijas)

Sensibilidad 30 mA a 25 A(24 umbrales)

30 mA a 250 A(32 umbrales)

A A

Regulable de 15 mA a 30 Acon pasos de 1 o 100 mA

A

0 0 0, 50, 90, 140, 250, 350, 500, 1 s Regulable de 0 a 5 s conpasos de 10 ms.

Fijo<40

Regulable0, 60, 150,310

Regulable0, 60, 150,310

<40 <40, <140,<300,<800

<40, <140,<300,<800

152142 146

Regulable0,03-0,3-1-3-10 A

Regulable0,03-1-3-10-30 A

Fijo 0,3 A

Test del aparato Local (eléctrónica + piloto + contacto) Local o a distancia

Test de la unióntoroidal-relé

Permanente Permanente

220...440 V

Local y a distancia por corte de la alimentación auxiliar Local o a distanciaRearme

Contactos de salida De defecto De defectoy de seg.positiva

De defectoy de preal.con seg.positiva

De seguridadpositiva,de alarmay defecto

De seguridadpositiva, deprealarma yde alarma

Tensión nominal (V)

Toroidalesasociados

Conexión toro-relé

Varias con –15 % / +10 % CA

Varias con ±20 % CC

Tipo A, OA

Por cable blindado

220-240 V–30 %(1) / +10 %

1 toroidaltipo A, OA

12 toroidalestipo A, OA

Por cable blindado

Aplicaciones c Protección adaptable a cada red.c Permite la selectividad vertical en varios niveles.

c Protección adaptable a cadared.c Incorpora visualizador decorriente de fuga.c Permite comunicación con elbus interno Digipact.

Local

Local

c Protección diferencial residualadaptable a interruptorautomático de potencia (de cajamoldeada).

(1) –15 % durante la puesta en tensión.

Características

Tiempo total corte

Temporización oRetardo intencional(ms)

3, 4NS100NS160

3, 4NS100NS160NS250

3, 4

NS400NS630

220...400440...550

220...400440...550

N.° polos

112

Gamas Schneider Electric de protección diferencialTabla de elección

Vigicompact

BT alterna - 50/60 Hz - tipo TT,IT, TNS

Depende del aparato de corte al que se asocie Depende del aparato de corte

Gamas Schneider Electric de protección diferencialPanorama de la ofertaGama Aplicaciones

113

c Protección diferencial residual adaptable a interruptor automático de potencia (de cajamoldeada).

Bloque diferencial Vigi caja moldeada Vigicompact

c Protección adaptable a cada red.c Incorpora pantalla para visualizar la corriente de fuga.c Permite comunicación con el bus interno Digipact.

Relé diferencial con toro separado Vigirex avanzados

c Protección adaptable a cada red.c Permite la selectividad vertical en varios niveles.

Relé diferencial con toro separado Vigirex estándar

c Protección diferencial para cabecera de cuadros secundarios o para salidas de bajapotencia de cuadros generales.c Permite regulación de sensibilidades y retardos para efectuar selectividad diferencial.c Unico tipo de diferencial carril DIN en versión 3 polos.

Bloques diferenciales Vigi NG125 multi 9 adaptable a interruptor automático NG125

c Protección de circuitos estándar en aplicaciones terciarias e industriales.c Unico tipo de diferencial carril DIN en versión 3 polos.

Bloques diferenciales Vigi NC100 multi 9 adaptable a interruptor automático NC100/NC125

c Clases AC y A estándar: protección de circuitos estándar en aplicaciones terciarias eindustriales.c La versión superinmunizada “si” va destinada a instalaciones con receptores electróni-cos y/o con puntas de arranque importantes.c Unico tipo de diferencial carril DIN en versión 3 polos.

Bloques diferenciales Vigi C60 multi 9 adaptable a C60 y Vigi C120 multi 9 adaptable a C120

c Protección de circuitos monofásicos de pequeña potencia.c Especial para casos con falta de espacio en los cuadros: ampliaciones, etc.c Versión superinmunizada “si” especial para proteger receptores electrónicosdirectamente.

Interruptor magnetotérmico y diferencial monobloque DPNa Vigi multi 9 y DPN N Vigi multi 9

c Protección de circuitos generales de vivienda.

c Clases AC y A estándar: protección de circuitos estándar en aplicaciones terciarias eindustriales.c La versión superinmunizada “si” va destinada a instalaciones con receptores electróni-cos y/o con puntas de arranque importantes.

Interruptor diferencial ID multi 9

Interruptor magnetotérmico y diferencial ultraterminal. Serie Európoli de Eunea Merlin Gerin

c Protección junto a los receptores para vivienda, terciario e industria.


7

114

7.1 Interruptor automáticomagnetotérmico diferencialultraterminal Európolide Eunea Merlin Gerin

Funciones y descripciónLos interruptores automáticosmagnetotérmicos diferencialesultraterminales Európoli de Eunea MerlinGerin cumplen la función de proteccióncontra sobrecargas, cortocircuitos ycontactos indirectos integrados en unmismo aparato. Presentan un poloprotegido (fase) y otro sin proteger (elneutro) destinado a la protección de unacarga eléctrica alimentada por una líneafase-neutro, contra el peligro de uncortocircuito por la acción magnética, o deuna sobrecarga por la acción térmica.Existe una versión que incorpora además laprotección diferencial y se ofrece también laversión sólo magnetotérmica de 1 polo.Este tipo de aparato no se instala en cuadroeléctrico sino que es para instalaciónrepartida. Se puede utilizar tanto en elsector terciario-industrial como en lavivienda, y permite efectuar la protección lomás cerca posible de la utilización.El aparato presenta en su cara frontal uninterruptor manual que permite la maniobrade conexión y desconexión del circuito asícomo el rearme en caso de disparo. Asípues, tiene dos posiciones diferenciadas

por el marcaje “I”, cerrado, y “O”,abierto. Los aparatos que incorporanprotección diferencial, poseen también en lacara frontal un botón de test para lacomprobación periódica de la proteccióndiferencial. Estos aparatos magnetotérmico-diferenciales son clase A, con lo queprotegen tanto contra corrientes de defectoalternas como continuas pulsantes.El interruptor instalado sobre pared vertical,tiene un grado de protección IP41.El aparato debe utilizarse en locales secos ysin polvo, con una temperatura ambientecomprendida entre –5 °C y 40 °C. Se puedeinstalar tanto empotrado como en superficie,en el primer caso utilizando la caja deempotrar Európoli, con una profundidad de40 mm, y en el segundo caso mediantecajas de superficie. En ambos casos sepueden utilizar las placas estándar de laserie Európoli o Metrópoli . También sepueden instalar en cajas MET-4, encentralización de Eunea Merlin Gerin y enzócalos Európoli de Eunea Merlin Gerin .

Características técnicasLa conexión se realiza mediante bornes detornillo completamente protegidos (IP2X)con placas de presión dentadas y tornillosimperdibles, con capacidad para dosconductores de hasta 2,5 mm2 cada uno.Las características eléctricas que poseentanto la gama de protecciónmagnetotérmica-diferencial como elinterruptor magnetotérmico son:

Características técnicas Interruptores magnetotérmicos- Interruptores magnetotérmicos

diferenciales

Tensión asignada de empleo

(VCA) 230 230

Calibres In (A) 6 6

10 10

16 16

Poder de corte según normas:

UNE EN 61009 1500 A y 3000 A

UNE EN 60898 1500 A y 3000 A

Curva de disparo magnetotérmico Curva C Curva C

Ejecución Bipolar con un Dos versiones: unipolar y

polo protegido bipolar con un polo

protegido

Sensibilidad diferencial (IDn) 10 mA –


115

Conexionado eléctricoLa instalación debe realizarse de acuerdocon la normativa en vigor.Comprobar que la sección de losconductores sea suficiente para laalimentación de la carga prevista, y enningún caso debe ser inferior a 1,5 mm2.Apretar correctamente los tornillos de losbornes de conexión. Una conexióndefectuosa provoca calentamientosexcesivos, con el consiguiente riesgo deincendios.

NormativaLos aparatos que incorporan proteccióndiferencial y protección magnetotérmica sonconformes con la UNE EN 61009 y losaparatos que incorporan sólo protecciónmagnetotérmica son conformes con lanorma UNE EN 60898.

Instalación

Tabla resumen de la gama de protección disponible en la serie Európolide Eunea Merlin Gerin

Montaje empotrado. Montaje en superficie.


Protecciónmagnetotérmica-diferencial

Calibres (A)

60

10

16

N.° de polos Referencia

3110N-B

3111N-B

3112N-B

Sensibilidad

10 mA

10 mA

10 mA

1 polo + neutro

Calibres (A)

60

10

16


3154N-B

3155N-B

3156N-B


3157N-B

3158N-B

3159N-B

1 polo 1 polo + neutro


7

116

7.2 Interruptor diferencial IDmulti 9

Funciones y descripciónLos Interruptores Diferenciales ID multi 9 ,para instalar en cuadros eléctricos sobrecarril DIN, están especialmente concebidospara la protección de las personas y losreceptores eléctricos en presencia dedefectos de aislamiento. Son aparatosautónomos que no van asociadosmecánicamente a ningún dispositivo decorte, ya que empleando su propio sistemade corte son capaces de interrumpir elsuministro de corriente que circule por elcircuito.Sea cual sea el tipo de circuitos yreceptores a proteger, incluso los máscomplejos, podemos encontrar una soluciónadecuada dentro de las tres gamas IDmulti 9 de Merlin Gerin :

c ID Clase ACEsta clase de protección asegura ladesconexión del circuito para corrientesdiferenciales residuales, alternassenoidales, que puedan aparecer tantoprogresivamente como de forma brusca.Esta clase responde satisfactoriamente enla mayoria de las instalaciones existentes,con predominio de receptores resistivosque no puedan alterar significativamente eltipo de señal de defecto alterna senoidal, obien electrónicos que incorporen fuente dealimentación con aislamiento galvánicocompleto del resto de instalación.Son productos certificados por AENORconforme a la norma UNE EN 61008.Incluye diversos modelos hasta 100 A,instantáneos o selectivos en 30 o 300 mA.Admiten auxiliares eléctricos, accesoriosdiversos, presentan inmunidad básicacontra disparos intempestivos: hasta 250 Acresta para los instantáneos y 3 kA crestapara los selectivos, según onda de corrientede choque tipo 8/20 ms. Además, son aptosal seccionamiento, tienen indicadormecánico rojo de defecto diferencial,incorporan botón de test y la conexión porbornes de caja es para cables flexibles dehasta 35 mm2, o rígidos de hasta 50 mm2.

c ID Clase AÉstos aseguran la desconexión del circuitoante corrientes diferenciales residuales,alternas senoidales y corrientes rectificadas

con o sin componente continua, quepueden aparecer tanto progresivamentecomo de forma brusca. Están especialmenteconcebidos para la protección de circuitoscon receptores electrónicos que incorporenrectificación de la señal senoidal.El resto de características que presentanlos ID Clase A son idénticas a los de ClaseAC, exceptuando que los primeros estándisponibles hasta calibres de 63 A.

c ID Clase A superinmunizado “si”Este modelo es una evolución muyimportante de la Clase A, ya que ademástal como se ha descrito en el capítulo 3 deesta Guía, incorpora una electrónica internade autoinmunización mucho más avanzada,que permite anular los efectos queprovocan sobre un ID clase AC y clase Aestándar, las perturbaciones de altafrecuencia (cegado o bloqueo deldiferencial) gracia a un filtro “pasa-bajos”que bloquea la transmisión de estas altasfrecuencias hacia el relé de disparo, eincorpora un circuito de acumulación deenergía que aumenta enormemente lacontinuidad de servicio en presencia detransitorios en la red, con lo que se aseguraque el disparo del ID clase A “si” seefectuará únicamente cuando exista unacorriente de defecto a 50 Hz peligrosa paralas personas y los receptores.Además de incorporar las características delos ID Clase A, hasta un calibre de 100 A,los ID “si” presentan una mayor resistenciaa los disparos intempestivos gracias a laelectrónica de autoinmunización: 3 kAcresta para los instantáneos y 5 kA crestapara los selectivos, según onda de corrientetransitoria tipo 8/20 ms.

ID 2 polos.

ID 4 polos.


117

Tabla resumen de la gama disponible de ID multi 9

n.° de polos sensibilidad calibre Referencias(mA) (A) ID clase AC ID clase A ID clase A “si”

superinmunizado

Instantáneos

2 polos 300 250 (1) 15242 (2) 15249* 23009* 23249* 23523*

300 400 (1) 15243 (2) 15261* 23014* 23253* 23524*

300 630 – – 23018* 23258* 23525*

300 800 – – 23020* – –

300 250 – – 23011* 23251* –

300 400 – – 23016* 23255* –

300 630 – – 23021* 23261* –

300 800 – – 23030* – –

300 100 – – 23034* – –

4 polos 300 250 – – 23038* – 23526*

300 400 – – 23042* 23303* 23529*

300 630 – – 23047* 23308* 23530*

300 250 – – 23040* – –

300 400 – – 23045* 23306* –

300 630 – – 23049* 23312* –

300 800 – – 23054* – –

300 100 – – 23056* – –

Selectivos s

2 polos 300 400 – – – – 23361*

300 630 – – 23028* – 23363*

300 800 – – 23032* – 23372

300 100 – – 23035* – 23323

4 polos 300 400 – – 23062* – 23387*

300 630 – – 23066* – 23392*

300 800 – – 23069* – 23394

300 100 – – 23059* – 23342

(1) Es especial para vivienda: no admite auxiliares y no incluye señalización de disparo.(2) No admite auxiliares e incluye señalización de disparo.(*) Modelo certificado por AENOR.

N

R

T

N

2

1

N

T

N

6

5

2

1

4

3

N

R

T

N

2

1

N

T

N

6

5

2

1

4

3

novedadn

n

n


7

118

Características eléctricas ID clase AC(1)

N.° polos 2 y 4Calibres In (A) 25, 40, 63, 80, 100Sensibilidad diferencial IDn (mA) 10, 30, 300, 300 SPoder de cierre y de corte diferencial asignado IDm (kA) calibres o 63 A: 630 A; resto: 10 · InPoder de cierre y de corte asignado Im (kA) calibres o 63 A: 630 A; resto: 10 · InCorriente condicional asignada de cortocircuito Inc (kA) 10Corriente condicional diferencial asignada de cortocircuito IDc (kA) 10Norma de fabricación UNE EN 61008, EN 61008, CEI 1008Potencia disipada (W) en función del calibre calibre 25 A: 1,3 W

calibre 40 A: 3,2 Wcalibre 63 A: 3,2 Wcalibre 80 A: 6 Wcalibre 100 A: 9 W

Índice de protección IP20 en el borne/IP40 en la cara frontalClase de aislamiento II en cofret o con cubre-bornesAuxiliares OFS + gama estándar C60Tensión asignada de aislamiento Ui (V) 500 V CATensión asignada de empleo Ue (V) 230/415 V CATensiones límite de funcionamiento del botón de test (V CA)(2) 2 y 4 polos: 176 a 264 V CATolerancia de la tensión de alimentación –20 % +10 %Frecuencia de utilización nominal 50/60 Hz

Protección contra los disparos intempestivos, compatibilidad electromagnética (CEM)

Resistencia a la onda de corriente de choque tipo 8/20 ms 250 A para instantáneos, según CEI 10083 kA para tipo S, según CEI 1008

Resistencia a la corriente de conexión oscilatoria amortiguada 200 A, según CEI 1008tipo 0,5 ms/100 kHzResistencia a la corriente tipo de arranque directo de un motor 6 In, según CEI 1008

Protección contra otras perturbaciones, compatibilidad electromagnética (CEM)

Protección contra las sobrecargas de alimentación especificación Merlin Gerin:230/415 V CA –20 % + 10 %

Resistencia dieléctrica CEI 1008Resistencia de aislamiento CEI 1008/1000-8/1000-9Tensión de choque según CEI 1000-4-5 y CEI 1543

modo diferencial: 4 kV crestamodo común: 5 kV cresta

Campos magnéticos: según CEI 1000-4-6 y CEI 1543Inmunidad a las perturbaciones conducidas de altas frecuenciasInmunidad a las perturbaciones de altas frecuencias radiadas según CEI 1000-4-3 y CEI 1543Transitorios rápidos en ráfagas según CEI 1000-4-4/1543, 4 kV crestaCampos electrostáticos según CEI 1000-4-2/1543

aplicación directa: 8 kV /aplicación indirecta: 6 kV


Características técnicas

(1) Características correspondientes a los modelos clase AC que admiten auxiliares.(2) Tensiones límite aplicables entre fase y neutro (borne izquierdo).


119

ID clase A ID clase A superinmunizado “si”

2 y 4 2 y 425, 40, 63 25, 40, 63, 80, 10030, 300 30, 300 Scalibres o 63 A: 630 A; resto: 10 · In calibres o 63 A: 630 A; resto: 10 · Incalibres o 63 A: 630 A; resto: 10 · In calibres o 63 A: 630 A; resto: 10 · In10 1010 10UNE EN 61008, EN 61008, CEI 1008 UNE EN 61008, EN 61008, CEI 1008calibre 25 A: 1,3 W calibre 25 A: 1,3 Wcalibre 40 A: 3,2 W calibre 40 A: 3,2 Wcalibre 63 A: 3,2 W calibre 63 A: 3,2 W

calibre 80 A: 6 Wcalibre 100 A: 9 W

IP20 en el borne/IP40 en la cara frontal IP20 en el borne/IP40 en la cara frontalII en cofret o con cubre-bornes II en cofret o con cubre-bornesOFS + gama estándar C60 OFS + gama estándar C60500 V CA 500 V CA230/415 V CA 230/415 V CA2 y 4 polos: 176 a 264 V CA 2 y 4 polos: 176 a 264 V CA–20 % +10 % –20 % + 10 %50/60 Hz 50/60 Hz

250 A para instantáneos, según CEI 1008 3 kA para instantáneos, según CEI 10083 kA para tipo S, según CEI 1008 5 kA para tipo S, según CEI 1008200 A, según CEI 1008 >200 A, según CEI 1008

6 In, según CEI 1008 10 In, según CEI 1008

especificación Merlin Gerin: especificación Merlin Gerin:230/415 V CA –20 % + 10 % 230/415 V CA –20 % + 10 %CEI 1008 CEI 1008CEI 1008/1000-8/1000-9 CEI 1008/1000-8/1000-9según CEI 1000-4-5 y CEI 1543 según CEI 1000-4-5 y CEI 1543modo diferencial: 4 kV cresta modo diferencial: 4 kV crestamodo común: 5 kV cresta modo común: 5 kV crestasegún CEI 1000-4-6 y CEI 1543 según CEI 1000-4-6 y CEI 1543

según CEI 1000-4-3 y CEI 1543 según CEI 1000-4-3 y CEI 1543según CEI 1000-4-4/1543, 4 kV cresta según CEI 1000-4-4/1543, 4 kV crestasegún CEI 1000-4-2/1543 según CEI 1000-4-2/1543aplicación directa: 8 kV / aplicación directa: 8 kV /aplicación indirecta: 6 kV aplicación indirecta: 6 kV


7

120


Características mecánicas ID

Tipo de bornes de caja o mordaza, con estrías, con lengüeta antierror queno permite introducir cable con el borne apretado

Tipo de tornillo Pozidriv (plano-estrella)Destornillador plano de 6,5 mm o PZ n.° 2

Par de apriete máximo 3,5 NmDiámetro del acceso a los tornillos 8 mmCapacidad de los bornes cable flexible hasta 35 mm2

cable rígido hasta 50 mm2

Modo de fijación sobre perfil DIN 35 mmsobre cuadro con 2 tornillos

Resistencia al arranque del carril 100 NAutoextinguibilidad 960 °C, 30 s sobre partes aislantes conectadas

a tensión según CEI 695-2-1.650 °C, 30 s sobre partes aislantes noconectadas a tensión según CEI 695-2-1.

Resistencia mecánica choques: 15 g según CEI 68.2.27sacudidas: 3 g según CEI 68.2.6

Endurancia mecánica en vacío: 20000 ciclos CEI 1008(n.° de maniobras) en carga: 10000 ciclos según CEI 1008

con In 3 0,9por accionamiento del botón de test: 20000 ciclos según CEI 1008por corriente de defecto: 20000 ciclos según CEI 1008

Peso (g) 2 polos: 2104 polos: 430

Resistencia al entorno

Temperatura de utilización clase AC: –5 °C a +60 °Cclase A y Asi: –25 °C a +40 °C

Temperatura de almacenaje –40 °C a +80 °CCalor húmedo según CEI 1008Tropicalización ejecución 2 (95 % de humedad relativa a 55 °C

según CEI 68.2.30)Influencia de la altitud según CEI 1008

Decalaje por temperatura de ID

El dispositivo de protección térmica contra sobrecargas (interruptor magnetotérmico), situado aguas arriba delinterruptor diferencial debe tener en cuenta los valores de calibre del ID indicados en la tabla siguiente. Aquí sepuede ver cómo varía la corriente máxima admisible por un interruptor diferencial en función de la temperaturaambiente en que éste funciona.


calibre (A) 25 °C 30°C 40 °C 50 °C 60 °C

25 32 30 25 23 20 40 46 44 40 36 32 63 75 70 63 56 50 80 95 90 80 72 65 100 123 120 117 105 90


121

Utilización de ID en redestrifásicas sin neutroPara mantener el correcto funcionamientode los interruptores diferenciales en todossus aspectos, cuando se utilizan en redestrifásicas sin neutro deben tenerse encuenta los conexionados siguientes.Si no se siguen exactamente estos

conexionados se tendrá inactivo el botón detest, que es una parte fundamental paraasegurar el correcto mantenimiento del ID.El botón de test del ID debe pulsarse almenos una vez al mes, para asegurar uncorrecto funcionamiento del aparato cuandotenga que disparar ante una corriente defuga real. Por norma (UNE EN 61008) esobligatorio que funcione el botón de test.

Caso 1: red sin neutro con 220 a 240 V CA entrefases.

Cable aislado de cobre de1,5 a 2,5 mm2.

salida

entrada

entrada

salida

Caso 2: red sin neutro con 380 a 415 V CA entrefases.

salida

entrada

entrada

salida

Resistencia

I∆n R(mA) (Ω)30 2400300 270300 s 320

Valores de la resistenciaR a utilizar, con potenciade 4 W a 380 V CA.

Esquemas de conexión

Si no se utiliza la resistencia aquí indicada, a la salida del diferencial, sino solamente un puente con cable,corremos el riesgo de destruir la resistencia de test interna del diferencial a corto plazo y además, al pulsar elbotón de test, circulará una corriente de defecto superior a la admitida por la norma.

1A 1A

1A 1A


7

122

7.3 Interruptores automáticosmagnetotérmicosdiferenciales DPN Vigi multi 9

Funciones y descripciónEl interruptor automático magnetotérmicodiferencial monobloque DPN Vigi multi 9 ,para instalar en cuadros eléctricos sobrecarril DIN, efectúa la protección completade los circuitos de distribución terminal(sobreintensidades, cortocircuitos ydefectos de aislamiento), con una anchurade tan sólo 36 mm. Ofrecen protección depersonas contra los contactos indirectos ycomplementaria contra contactos directos(30 mA), así como protección de de lasinstalaciones contra el riesgo de incendio(300 mA). La versión 30 mA es selectivacon los dispositivos diferenciales selectivosID o Vigi 300 mA situados aguas arriba.Son productos conformes a la normaUNE EN 61009.Su aplicación principal se presenta cuandose precise de protección magnetotérmica ydiferencial en un espacio muy reducido.Existen dos tipos de DPN Vigi:

c DPNa Vigi Clase ACLos DPNa Vigi Clase AC estánespecialmente concebidos para darrespuesta a la mayoría de instalacioneseléctricas. La gama comprende los calibresde 6 A hasta 40 A, con protección

magnetotérmica curva C, 4500 Ade poder de corte, y sensibilidades de30 y 300 mA instantáneos. Posee una solamaneta y no admite auxiliares.Presenta inmunización básica contra losdisparos intempestivos debidos a lassobretensiones transitorias (rayos,maniobras en la red, etc...).

c DPN N Vigi Clase A superinmunizado “si”Esta gama es superinmunizada por lo queestá particularmente adaptada paraasegurar la óptima protección y continuidadde servicio en instalaciones que presenten:c riesgo de disparos intempestivos de losdiferenciales convencionales provocadospor rayos, iluminación fluorescente,maniobras bruscas de la red, etc.c riesgo de no disparo de los diferencialesconvencionales en presencia de defecto porbloqueo o cegado debido a:v presencia de altas frecuencias en la red,v presencia de componentes contínuas(diodos, tiristores, triacs, etc.),v bajas temperaturas.El modelo DPN N Vigi “si” dispone de dosmanetas: la negra principal y una blanca.Si dispara por defecto magnetotérmico sólodesciende la negra y si lo hace por defectodiferencial bajan las 2. El rearme de lamaneta negra arrastra a la blanca.Este modelo permite acoplar los mismosauxiliares eléctricos que las gamas C60 eID, y diversos accesorios de identificacióny enclavamiento.

Tabla resumen de la gama disponible de DPN Vigi multi 9

n.° de polos ancho en sensibilidad calibre Referenciapasos de (mA) (A) DPNa Vigi - Clase AC DPN N Vigi - Clase A “si”

9 mm

unipolar 4 300 60 19621 19631

+ 300 10 19623 19632

neutro 300 16 19625 19634

300 20 19626 19635

300 25 19627 19636

300 32 19628 19637

300 40 19629 19638

300 60 19430 19641

300 10 19431 19642

300 16 19432 19644

300 20 19433 19645

300 25 19434 19646

300 32 19435 19647

300 40 19436 19648

N 1

N 2

R

n

novedadn

n


123

Características eléctricas DPNa Vigi clase AC DPN N Vigi clase A “si”N.° polos 1P + N 1P + NCalibres In (A) 6 a 40 6 a 40Sensibilidad diferencial IDn (mA) 30, 300 30, 300

Poder de corte Icn = IDm (kA) 4,5 6Normativa aplicable UNE EN 61009 / UNE EN 61009 /

EN 61009 / CEI 1009 EN 61009 / CEI 1009Curva C CÍndice de protección IP20 en bornes / IP20 en bornes /

IP40 en cara frontal IP40 en cara frontalClase de aislamiento II en cofret o cubre-bornes II en cofret o cubre-bornesAuxiliares no admite gama estándar C60Tensión asignada de aislamiento Ui (V) 440 V CA 440 V CATensión asignada de empleo Ue (V) 230 V CA 230/400 V CATensión de test U (V) 102 a 255 V 102 a 255 VTolerancia de la tensión de alimentación –20 % +10 % –20 % +10 %Frecuencia de utilización nominal 50/60 Hz 50/60 Hz

Protección contra los disparos intempestivos, compatibilidad electromagnética (CEM)Resistencia a la onda de corriente de choque 250 A 3 kAtipo 8/20 ms, según CEI 1009Corriente de conexión oscilatoria amortiguada 200 A >200 Atipo 0,5 ms / 100 kHz, según CEI 1009Resistencia a la corriente tipo de arranque 6 In 10 Indirecto de un motor, según CEI 1009

Protección contra otras perturbaciones, compatibilidad electromagnética (CEM)Protección contra las sobrecargas de especificación Merlin Gerin: especificación Merlin Gerin:alimentación 230 V CA –20 % + 10 % 230 V CA –20 % + 10 %Resistencia dieléctrica CEI 1009 CEI 1009Resistencia de aislamiento CEI 1009/1000-8/1000-9 CEI 1009/1000-8/1000-9Tensión de choque Uimp. (kV) 4 4Campos magnéticos: según CEI 1000-4-6 y según CEI 1000-4-6 yInmunidad a las perturbaciones conducidas CEI 1543 CEI 1543de altas frecuenciasInmunidad a las perturbaciones de altas según CEI 1000-4-3 y según CEI 1000-4-3 yfrecuencias radiadas CEI 1543 CEI 1543Transitorios rápidos en ráfagas según CEI 1000-4-4/1543, según CEI 1000-4-4/1543,

4 kV cresta 4 kV crestaCampos electrostáticos según CEI 1000-4-2/1543 según CEI 1000-4-2/1543

aplicación directa: 8 kV / aplicación directa: 8 kV /aplicación indirecta: 6 kV aplicación indirecta: 6 kV

Características mecánicas y resistencia al entornoTipo de bornes de caja con lengüeta antierrorPar de apriete máximo 2 Nm - tornillo mixto plano-estrellaCapacidad de los bornes cable rígido hasta 16 mm2

Autoextinguibilidad (según CEI 695-2-1) 960 °C partes aislantes con tensión650 °C partes aislantes sin tensión

Endurancia mecánica en carga: O 10.000 ciclos, según calibrePeso (g) 190Temperatura de utilización –5 °C a +60 °C –25 °C a +60 °C

Interruptores automáticos magnetotérmicos diferencialesDPN Vigi multi 9



7

124

7.4 Bloques diferencialesadaptables Vigi C60 multi 9

Funciones y descripciónLos bloques diferenciales adaptablesVigi C60 multi 9 , para instalar en cuadroseléctricos sobre carril DIN, añaden la funciónde protección diferencial contra defectos deaislamiento a los interruptores automáticosmagnetotérmicos C60. Están concebidoscomo auxiliares de los automáticos C60 de2, 3 y 4 polos, por lo cual los bloques Vigi noposeen ningún dispositivo de corte propio,sino que, en presencia de una corrientediferencial residual, el bloque Vigi C60 actúasobre el mecanismo de apertura deldispositivo de corte magnetotérmico al cualva asociado, el C60.

La asociación del bloque Vigi C60 alautomático C60 se efectúa mediante unsencillo clip rotativo incorporado en su parteinferior. Se ofrecen tres versiones: hasta25 A, 40 A y 63 A, presentan tambiénprotección contra sobrecargasy cortocircuitos ya que van asociados a unmagnetotérmico, son aparatos de muy fácilinstalación ya que no precisan cableado.Sea cual sea el tipo de circuitos yreceptores a proteger, incluso los máscomplejos, podemos encontrar una soluciónadecuada dentro de las tres gamas de VigiC60 multi 9 de Merlin Gerin :

c Bloque Vigi C60 Clase ACEsta clase de protección asegura ladesconexión del circuito para corrientesdiferenciales residuales, alternassenoidales, que puedan aparecer tantoprogresivamente como de forma brusca.Esta clase responde satisfactoriamente enla mayoría de las instalaciones existentes,con predominio de receptores resistivosque no puedan alterar significativamente eltipo de señal de defecto alterna senoidal, obien electrónicos que incorporen fuente dealimentación con aislamiento galvánicocompleto del resto de instalación.Son productos conformes a la normaUNE EN 61009. Incluye modelos de 3calibres: 25, 40 y 63 A, instantáneos oselectivos en 30, 300 o 1000 mA. Admitenauxiliares eléctricos y accesorios diversos.Presentan inmunidad básica contradisparos intempestivos: hasta 250 A cresta

para los instantáneos y 3 kA crestapara los selectivos, según onda decorriente tipo 8/20 ms. Además poseenrearme simultáneo o independiente delautomático a través de una maneta propia(blanca) independiente de la del interruptorautomático magnetotérmico C60, poseetambién un indicador mecánico rojo dedefecto diferencial, incorpora botón de test yla conexión por bornes de caja es paracables flexibles de hasta 25 mm2 o rígidosde hasta 35 mm2.

c Bloque Vigi C60 Clase AÉstos aseguran la desconexión del circuitopara corrientes diferenciales residuales,alternas senoidales y corrientes rectificadascon o sin componente contínua, que puedanaparecer tanto progresivamente como deforma brusca. Están especialmenteconcebidos para la protección de circuitoscon receptores electrónicos que incorporenrectificación de la señal senoidal. El resto decaracterísticas que presentan los Vigi C60Clase A son idénticas a los de Clase AC,excepto que los Clase A se ofrecen sólo ensensibilidades de 30 y 300 mA.

c Bloque Vigi C60 Clase A “si”Esta versión superinmunizada del bloqueVigi C60 es una evolución muy importantede la versión Clase A estándar anterior.Responde satisfactoriamente en aplicacionesen las que pueda existir riesgo de disparosintempestivos de los diferencialesconvencionales clase AC o clase A estándar,provocados por rayos, líneas con muchosreceptores electrónicos acumulados,iluminación fluorescente controladaelectrónicamente, maniobras bruscas de lared, etc. Además evitan el riesgo de nodisparo de los diferenciales convencionalespor bloqueo o cegado debido a la presenciade altas frecuencias en la red, presencia decomponentes continuas y bajas temperaturas.

Bloque Vigi C60 4 polos.

Bloque Vigi C60 2 polos. Bloque Vigi C60 3 polos.


125

Tabla resumen de la gama disponible de Bloques Vigi C60 multi 9 n.° de polos sensibilidad calibre Referencias

(mA) (A) Vigi C60 - Clase AC Vigi C60 - Clase A Vigi C60 “si” - Clase Asuperinmunizado

Instantáneos

2 polos 100 o 25 26508 – –

300 o 25 26509 26743 26747

300 o 40 26537 – 26761

300 o 63 26611 26773 26774

300 o 25 26511 26745 –

300 o 40 26539 – –

300 o 63 26613 26775 –

3 polos 300 o 25 26518 26750 26751

300 o 40 26540 – 26764

300 o 63 26620 26784 26789

300 o 25 26522 26752 –

300 o 40 26542 – –

300 o 63 26622 26790 –

4 polos 300 o 25 26531 26757 26756

300 o 40 26543 – 26767

300 o 63 26643 26798 26799

300 o 25 26533 26759 –

300 o 40 26545 – –

300 o 63 26645 26800 –

Selectivos S

2 polos 300 o 25 – – –

300 o 63 – – –

300 o 25 – – –

300 o 63 26616 26778 26779

1000 o 63 26618 – –

3 polos 300 o 25 – – –

300 o 63 – – –

300 o 25 – – –

300 o 63 26631 26793 26794

1000 o 63 26636 – –

4 polos 300 o 25 – – –

300 o 63 – – –

300 o 25 – – –

300 o 63 26648 26803 26804

1000 o 63 26650 – –

3 1

T

2 4

3 1 5

T

2 4 6

3 1 5

T

2

7

4 6 8

3 1

T

2 4

3 1 5

T

2 4 6

3 1 5

T

2

7

4 6 8

Montaje del bloque diferencial Vigi C60

+ =

interruptorautomático C60

bloque diferencialVigi C60

interruptor automáticodiferencial C60


7

126

Características eléctricas Vigi clase AC

N.° polos 2, 3 y 4Calibres In (A) o 25, o 40, o 63

Sensibilidad diferencial IDn (mA) 10, 30, 300, 300 S , 1000 SPoder de corte Icn = IDm (kA) Idéntico al poder de corte del automático

al cual va asociadoNorma de fabricación UNE EN 61009/EN 61009/CEI 1009Tensiones límite de funcionamiento 2p: 195 a 456;del botón de test (V) 3 y 4p: 112 a 456Índice de protección IP20 en bornes/IP40 en la cara frontalClase de aislamiento II en cofret o con cubre-bornesAuxiliares gama estándar C60Tensión asignada de aislamiento Ui (V) 500 V CATensión asignada de empleo Ue (V) 230/415 V CATolerancia de la tensión de alimentación –20 % / +10 %Frecuencia de utilización nominal 50/60 Hz



Resistencia a la corriente de conexión oscilatoria amortiguada 200 A, según CEI 1009tipo 0,5 ms/100 kHzResistencia a la corriente tipo de arranque 6 In, según CEI 1009directo de un motor



Resistencia dieléctrica CEI 1009Resistencia de aislamiento CEI 1009/1000-8/1000-9Tensión de choque según CEI 1000-4-5 y CEI 1543




Bloques diferenciales Vigi C60 multi 9



127

Vigi clase A Vigi clase A superinmunizado “si”

2, 3 y 4 2, 3 y 4o 25, o 63 o 25, o 40, o 63

30, 300, 300 S 30, 300 SIdéntico al poder de corte del automático al cual va asociado Idéntico al poder de corte del automático al cual

va asociadoUNE EN 61009/EN61009/CEI 1009 UNE EN 61009/EN61009/CEI 10092p: 195 a 456; 2p: 195 a 456;3 y 4p: 112 a 456 3 y 4p: 112 a 456IP20 en bornes/IP40 en la cara frontal IP20 en bornes/IP40 en la cara frontalII en cofret o con cubre-bornes II en cofret o con cubre-bornesgama estándar C60 gama estándar C60500 V CA 500 V CA230/415 V CA 230/415 V CA–20 % / +10 % –20 % / +10 %50/60 Hz 50/60 Hz

250 A para instantáneos, según CEI 1009 3 kA para instantáneos, según CEI 10093 kA para tipo S, según CEI 1009 5 kA para tipo S, según CEI 1009200 A, según CEI 1009 > 200 A, según CEI 1009


especificación Merlin Gerin: especificación Merlin Gerin:230/415 V CA –20 % + 10 % 230/415 V CA –20 % + 10 %CEI 1009 CEI 1009CEI 1009/1000-8/1000-9 CEI 1009/1000-8/1000-9según CEI 1000-4-5 y CEI 1543 según CEI 1000-4-5 y CEI 1543modo diferencial: 4 kV cresta modo diferencial: 4 kV crestamodo común: 5 kV cresta modo común: 5 kV crestasegún CEI 1000-4-6 y CEI 1543 según CEI 1000-4-6 y CEI 1543



7

128


Características mecánicas Vigi C60

Tipo de bornes de caja o mordaza con estrías, con lengüeta antierror quepermite introducir cable con el borne apretado

Par de apriete máximo 3,5 Nm; excepto calibre o 25 A : 2 NmDiámetro de acceso a los tornillos 8 mmCapacidad de los bornes calibres o 25 A: cable rígido hasta 25 mm2

calibres > 25 A: cable rígido hasta 35 mm2

Modo de fijación sobre perfil DIN 35 mmsobre cuadro con 2 tornillos

Resistencia al arranque del carril 100 NAutoextinguibilidad 960 °C, 30 s sobre partes aislantes conectadas

a tensión según CEI 695-2-1.650 °C, 30 s sobre partes aislantes noconectadas a tensión según CEI 695-2-1.

Resistencia mecánica choques: 15 g según CEI 68.2.27sacudidas: 3 g según CEI 68.2.6

Endurancia mecánica en vacío: 20000 ciclos CEI 1009(n.° de maniobras) en carga: 10000 ciclos según CEI 1009

con In 3 0,9por accionamiento del botón de test: 20000 ciclos según CEI 1009por corriente de defecto: 20000 ciclos según CEI 1009

Peso de C60 + bloque Vigi C60 (g) o 25 A o 40 A y o 63 A 2 polos 220 + 120 220 + 150 3 polos 340 + 180 340 + 210 4 polos 450 + 190 450 + 220

Resistencia al entorno

Temperatura de utilización clase AC: –5 °C a +60 °Cclase A y Asi: –25 °C a +60 °C

Temperatura de almacenaje –40 °C a +80 °CCalor húmedo según CEI 1008Tropicalización ejecución 2 (95 % de humedad relativa a 55 °C

según CEI 68.2.30)Influencia de la altitud según CEI 1009


7.5 Bloques diferencialesadaptables Vigi NC100/NC125multi 9(*)

Funciones y descripciónLos bloques diferenciales adaptables VigiNC100/NC125 multi 9 para instalar encuadros eléctricos sobre carril DIN, añadenla función de protección diferencial contradefectos de aislamiento a los interruptoresautomáticos magnetotérmicos NC100 yNC125H. Están concebidos como auxiliaresde estos automáticos de 2, 3 y 4 polos, porlo cual los bloques Vigi no poseen ningúndispositivo de corte propio, sino que, enpresencia de una corriente diferencialresidual, el bloque Vigi NC100/NC125 actúa

sobre el mecanismo de apertura deldispositivo de corte magnetotérmico al cualva asociado.Son productos conformes a la normaUNE EN 60947.2, anexo B.Admiten auxiliares eléctricos y accesoriosdiversos. Además poseen rearmesimultáneo con el automático, indicadormecánico rojo de disparo, incorporan botónde test de funcionamiento y la posibilidadde disparos remotos a través del dispositivoMOD integrado en el Vigi < 100 A y externopara Vigi NC100 < 63 A.Sea cual sea el tipo de circuitos yreceptores a proteger, incluso los máscomplejos, podemos encontrar unasolución adecuada dentro de las dosgamas de Vigi NC100/NC125 multi 9 deMerlin Gerin :


129

c Bloque Vigi NC100 Clase ACEsta clase de protección asegura ladesconexión del circuito para corrientesdiferenciales residuales, alternas senoidales,que puedan aparecer tanto progresivamentecomo de forma brusca. Esta clase respondesatisfactoriamente en la mayoria de lasinstalaciones existentes, con predominio dereceptores resistivos que no puedan alterarsignificativamente el tipo de señal de defectoalterna senoidal, o bien electrónicos queincorporen fuente de alimentación conaislamiento galvánico completo del resto deinstalación. Incluye diversos modelos dedos calibres de 63 y 100 A, instantáneos en30 y 300 mA, y selectivos de 300 y 1000mA. Se pueden montar conmagnetotérmicos NC100 de 10 a 100 A.

c Bloque Vigi NC100/NC125 Clase AEstos aseguran la desconexión del circuitopara corrientes diferenciales residuales,alternas senoidales y corrientes rectificadascon o sin componente contínua, quepuedan aparecer tanto progresivamentecomo de forma brusca. Estánespecialmente concebidos para laprotección de circuitos con receptoreselectrónicos que incoporen rectificación dela señal senoidal.Una característica fundamental quepresentan los Vigi NC100/NC125 Clase Aes que incorporan un transformadortoroidal separado y pueden montarsecon magnetotérmicos NC100 de 10 a100 A y NC125H de 125 A de3 y 4 polos.

Tabla resumen de la gama disponible de Bloques Vigi NC100/NC125 multi 9 n.° de polos sensibilidad calibre Referencias

(mA) (A) Vigi NC100 - Clase AC (*) Vigi NC100/NC125 - Clase A

Toro separado (*)

Instantáneos2 polos 30 63 27789 –

30 100 27818 –

300 63 27791 –

300 100 27820 –

3 polos 30 63 27797 –

30 100 27826 –

300 63 27799 27784

300 100 27828 27784

4 polos 30 63 27805 –

30 100 27835 –

300 63 27807 27784

300 100 27837 27784

Selectivos S2 polos 300 100 27823 –

1000 100 27825 –

3 polos 300 100 27831 27785

1000 100 27833 –

4 polos 300 63 27810 27785

300 100 27840 27785

1000 100 27842 –

Regulables (1)

3 y 4 polos 30 mA a 3 A 125 – 27786

3 1

T

2 4

3 1 5

T

2 4 6

3 1 5

T

2

7

4 6 8

3 1 5

T

2

7

4 6 8

3 1

T

2 4

3 1 5

T

2 4 6

(1) Para la versión regulable la posición de 0,03 A es instantáneo. Para las posiciones de 0,3, 1 y 3 A, el retardopuede ser instantáneo o selectivo.(*) Consultar disponibilidad.


7

130

Características eléctricas Vigi clase AC (sólo para NC100)

N.° polos 2, 3 y 4Calibres In (A) o 63 A, o 100 ASensibilidad diferencial IDn (mA) 30, 300, 300 S y 1000 SPoder de corte Icn = IDm (kA) Idéntico al del automático al cual va asociadoNorma de fabricación UNE EN 60947-2, anexo B; CEI 947-2, anexo BTemperatura de utilización (°C) –5 / +60Tensiones límite de funcionamiento del botón de test (V) 2p: 190 a 456; 3, 4p: 109 a 456Índice de protección IP20Clase de protección II en cofret o con cubre-bornesAuxiliares gama NC100Tensión asignada de aislamiento Ui (V) 500 V CATensión asignada de empleo Ue (V) 230/415 VCATolerancia de la tensión de alimentación –20 % / +10 %Frecuencia de utilización nominal 50/60 Hz


Resistencia a la onda de corriente de choque tipo 8/20 ms 250 A para instantáneos, según CEI 947-23 kA para selectivos, según CEI 947-2

Corriente de conexión oscilatoria amortiguada tipo 0,5 ms/100 kHz 200 A, según CEI 947-2, anexo BReistencia a la corriente tipo de arranque directo de un motor 6 In, según CEI 947-2, anexo B



Resistencia dieléctrica CEI 947-2, anexo BResistencia de aislamiento CEI 947-2/1000-8/1000-9Tensión de choque según CEI 1000-4-5


Campos magnéticos: según CEI 1000-4-6Inmunidad a las perturbaciones conducidas de altas frecuenciasInmunidad a las perturbaciones de altas frecuencias radiadas según IEC 1000-4-3Transitorios rápidos en ráfagas según CEI 1000-4-4, 4 kV crestaCampos electrostáticos según CEI 1000-4-2


Características mecánicas y resistencia al entorno (comunes)

Tipo de bornes de caja con lengüeta antierrorPar de apriete máximo 3,5 NmCapacidad de los bornes(1) cable flexible hasta 35 mm2

y rígido hasta 50 mm2

Autoextinguibilidad (según CEI 695-2-1) 960° C partes aislantes con tensión650° C partes aislantes sin tensión

Peso 2p: 420 g; 3p: 560 g; 4p: 720 gversión con toro separado: 500 g

Bloques diferenciales Vigi NC100/NC125 multi 9(*)


(1) Los valores indicados son para calibres o 100 A y o 125 A; para el calibre o 63 A: cable flexible hasta 25 mm2

y cable rígido hasta 35 mm2.(*) Consultar disponibilidad.


131

Vigi clase A - toro separado (para NC100 y NC125)

3 y 4o 125 A30, 300, 300 S , 1000, 1000 S , 3000, 3000 SIdéntico al poder de corte del automático al cual va asociadoUNE EN 60947-2, anexo B; CEI 947-2, anexo B–25 / +602p: 190 a 456; 3, 4p: 109 a 456IP20 en bornes / IP40 en cara frontalII en cofret o con cubre-bornesgama NC100500 V CA230/415 V CA–20 % +10 %50/60 Hz

250 A para instantáneos, según CEI 947-23 kA para selectivos, según CEI 947-2200 A, según CEI 947-2, anexo B6 In, según CEI 947-2, anexo B

especificación Merlin Gerin:230/415 V CA –20 % + 10 %CEI 947-2, anexo BCEI 947-2/1000-8/1000-9según CEI 1000-4-5modo diferencial: 4 kV crestamodo común: 5 kV crestasegún CEI 1000-4-6

según IEC 1000-4-3según CEI 1000-4-4, 4 kV crestasegún CEI 1000-4-2aplicación directa: 8 kV /aplicación indirecta: 6 kV


7

132

7.6 Bloques diferencialesadaptables Vigi C120 multi 9

Funciones y descripciónLos bloques diferenciales adaptablesVigi C120 multi 9 , para instalar en cuadroseléctricos sobre carril DIN, añaden la funciónde protección diferencial contra defectos deaislamiento a los interruptores automáticosmagnetotérmicos C120. Están concebidoscomo auxiliares de los automáticos C120 de2, 3 y 4 polos, por lo cual no poseen ningúndispositivo de corte propio, sino que, enpresencia de una corriente diferencialresidual, el bloque Vigi C120 actúa sobre elmecanismo de apertura del dispositivo decorte magnetotérmico al cual va asociado, elC120.

La asociación del bloque Vigi C120 alautomático C120 se efectúa sin ningún tipode tornillería, mediante un sencillo cliprotativo incorporado en su parte inferior. ElVigi C120 posee cables rígidos para laconexión eléctrica directa con elmagnetotérmico C120 y se sirve con uncubrebornes para poder aislar la conexiónefectuada. Son productos conformes a lanorma UNE EN 61009 y se ofrecen en unsólo calibre de 125 A adaptable a todos loscalibres de la gama de interruptoresautomáticos C120 de 10 a 125 A. Suconcepción es muy similar al bloque VigiC60 multi 9 , ofreciéndose también en tresversiones para poder adaptarse a todo tipode instalaciones:

c Bloque Vigi C120 Clase ACEsta clase de protección asegura ladesconexión del circuito para corrientesdiferenciales residuales, alternassenoidales, que puedan aparecer tantoprogresivamente como de forma brusca.Esta clase responde satisfactoriamente enla mayoría de las instalaciones existentes,con predominio de receptores resistivosque no puedan alterar significativamente eltipo de señal de defecto alterna senoidal, obien electrónicos que incorporen fuente dealimentación con aislamiento galvánicocompleto del resto de instalación.Se ofrecen las sensibilidades de 30, 300,500 y 1000 mA, con versiones instantáneasy algunas selectivas.

Admiten los mismos auxiliareseléctricos de la gama C60 (ver apartado7.8 de este capítulo). Presentan inmunidadbásica contra disparos intempestivos: hasta250 A cresta para los instantáneos y 3 kAcresta para los selectivos, según onda decorriente tipo 8/20 ms.Además permiten el rearme simultáneo oindependiente del automático a través deuna maneta propia blanca independiente dela del interruptor automático C120. Dichamaneta blanca posee además un indicadorrojo que al descender la maneta señalizaque ha disparado la parte diferencial.Incorpora botón de test y la conexión porbornes de caja es para cables flexibles dehasta 35 mm2 o rígidos de hasta 50 mm2.

c Bloque Vigi C120 Clase AEsta versión asegura la desconexión delcircuito para corrientes diferencialesresiduales, alternas senoidales y corrientesrectificadas con o sin componente continua,que puedan aparecer tanto progresivamentecomo de forma brusca. Están especialmenteconcebidos para receptores electrónicosque incorporen rectificación de la señalsenoidal. El resto de características sonidénticas a los de clase AC.

c Bloque Vigi C120 Clase Asuperinmunizado “si”Esta versión supone una evoluciónimportante de la clase A estándar anterior.Responde satisfactoriamente incluso enaplicaciones en las que puedan existirriesgo de disparos intempestivos de losdiferenciales convencionales anteriores,provocados por rayos, maniobras en la red,etc. Además evitan también el riesgo de nodisparo de los diferenciales convencionalespor bloqueo debido a muy bajas temperaturaso a la presencia de altas frecuencias ocomponentes continuas en la red.

Bloque Vigi C120 2 polos. Bloque Vigi C120 3 polos.

Bloque Vigi C120 4 polos.novedadn

n


133

Tabla resumen de la gama disponible de Bloques Vigi C120 multi 9 n.° de polos sensibilidad calibre Referencias

(mA) (A) Vigi C120 - Clase AC Vigi C120 - Clase A V igi C120 “si” - Clase Asuperinmunizado

Instantáneos

2 polos 300 o 125 18563 18572 18591

3000 o 125 18564 18573 18592

5000 o 125 18565 18574 18593

3 polos 300 o 125 18566 18575 18594

3000 o 125 18567 18576 18595

5000 o 125 18568 18577 18596

4 polos 300 o 125 18569 18578 18597

3000 o 125 18570 18579 18598

5000 o 125 18571 18580 18599

Selectivos S

2 polos 3000 o 125 18544 18581 18556

5000 o 125 – 18582 –

1000 o 125 18545 18583 18557

3 polos 3000 o 125 18546 18584 18558

5000 o 125 – 18585 –

1000 o 125 18547 18586 18559

4 polos 3000 o 125 18548 18587 18560

5000 o 125 – 18588 –

1000 o 125 18549 18589 18561

3 1

T

2 4

3 1 5

T

2

7

4 6 8

3 1

T

2 4

3 1 5

T

2

7

4 6 8

Montaje del bloque diferencial Vigi C120

+ =

interruptorautomático C120

bloque diferencialVigi C120

interruptor automáticodiferencial C120

3 1 5

T

2 4 6

3 1 5

T

2 4 6


7

134

Características eléctricas Vigi clase AC

N.° polos 2, 3 y 4

Calibres In (A) o 125 A

Sensibilidad diferencial IDn (mA) 30, 300, 300 S , 500, 1000 SPoder de corte Icn = IDm (kA) Idéntico al poder de corte del automático

al cual va asociadoNorma de fabricación UNE EN 61009/EN 61009/CEI 1009

Temperatura de utilización (°C) –5 / +60

Tensiones límite de funcionamiento del botón de test (V) 2p: 195 a 456; 3 y 4p: 112 a 456Índice de protección IP20 en bornes/IP40 en la cara frontalClase de aislamiento II en cofret o con cubre-bornesAuxiliares gama estándar C60 y C120Tensión asignada de aislamiento Ui (V) 500 V CATensión asignada de empleo Ue (V) 230/415 V CATolerancia de la tensión de alimentación –20 % / +10 %Frecuencia de utilización nominal 50/60 Hz



Resistencia a la corriente de conexión oscilatoria amortiguada 200 A, según CEI 1009tipo 0,5 ms/100 kHzResistencia a la corriente tipo de arranque directo de un motor 6 In, según CEI 1009


Protección contra las sobrecargas de alimentación 230/415 V CA –20 % + 10 %Resistencia dieléctrica CEI 1009Resistencia de aislamiento CEI 1009/1000-8/1000-9Tensión de choque según CEI 1000-4-5 y CEI 1543





Tipo de bornes de caja con lengüeta antierror aisladaPar de apriete máximo 3,5 Nm - tornillos mixto plano-estrellaCapacidad de los bornes cable rígido: hasta 50 mm2

cable flexible: hasta 35 mm2

Autoextinguibilidad (CEI 695-2-1) 960 °C partes aislantes con tensión650 °C partes aislantes sin tensión

Peso (g) 2 polos 3 polos 4 polos325 500 580




135

Vigi clase A Vigi clase A superinmunizado “si”

2, 3 y 4 2, 3 y 4

o 125 A o 125 A

30, 300, 300 S , 500, 500 S , 1000 S 30, 300, 300 S , 500, 1000 SIdéntico al poder de corte del automático al cual va asociado Idéntico al poder de corte del automático al cual

va asociadoUNE EN 61009/EN61009/CEI 1009 UNE EN 61009/EN61009/CEI 1009

–25 / +60 –25 / + 60

2p: 195 a 456; 3 y 4p: 112 a 456 2p: 195 a 456; 3 y 4p: 112 a 456IP20 en bornes/IP40 en la cara frontal IP20 en bornes/IP40 en la cara frontalII en cofret o con cubre-bornes II en cofret o con cubre-bornesgama estándar C60 y C120 gama estándar C60 y C120500 V CA 500 V CA230/415 V CA 230/415 V CA–20 % / +10 % –20 % / +10 %50/60 Hz 50/60 Hz

250 A para instantáneos, según CEI 1009 3 kA para instantáneos, según CEI 10093 kA para tipo S, según CEI 1009 5 kA para tipo S, según CEI 1009200 A, según CEI 1009 > 200 A, según CEI 1009


230/415 V CA –20 % + 10 % 230/415 V CA –20 % + 10 %CEI 1009 CEI 1009CEI 1009/1000-8/1000-9 CEI 1009/1000-8/1000-9según CEI 1000-4-5 y CEI 1543 según CEI 1000-4-5 y CEI 1543modo diferencial: 4 kV cresta modo diferencial: 4 kV crestamodo común: 5 kV cresta modo común: 5 kV crestasegún CEI 1000-4-6 y CEI 1543 según CEI 1000-4-6 y CEI 1543



7

136

7.7 Bloques diferencialesadaptables Vigi NG125 multi 9

Funciones y descripciónLos bloques diferenciales Vigi NG125multi 9 añaden la función de proteccióndiferencial a los interruptoresmagnetotérmicos NG125. Están concebidoscomo auxiliares de los automáticos NG125de 2, 3 y 4 polos, por lo cual los Vigi NG125no poseen ningún dispositivo de cortepropio, sino que, en presencia de unacorriente de fuga a tierra el Vigi actúa sobreel mecanismo de disparo del NG125. Lasprotecciones que realiza son:c la protección de personas contracontactos indirectos,c la protección complementaria depersonas contra contactos indirectos(30 mA),c la protección de las instalacioneseléctricas y los receptores contra losdefectos de aislamiento.Son productos conformes a la normaUNE EN 60947.2, anexo B.Admiten auxiliares eléctricos y accesoriosdiversos. Además poseen rearmeindependiente del automático, incorporanbotón de test de funcionamiento, posibilidadde disparos remotos a través del auxiliarespecífico bobina de disparo MXV yseñalización de defecto con el auxiliar SDV.Se tienen calibres de o 63 A y o 125 A en 3y 4 polos, y o 63 A en 2 polos.Sea cual sea el tipo de circuitos yreceptores a proteger, incluso los másactuales, podemos encontrar una soluciónadecuada dentro de las dos gamas de

bloque Vigi NG125 multi 9 :c Bloque Vigi NG125 Clase ACEsta clase de protección asegura ladesconexión del circuito para corrientesdiferenciales residuales, alternassenoidales, que puedan aparecer tantoprogresivamente como de forma brusca.Esta clase responde satisfactoriamente enla mayoria de las instalaciones existentes,con predominio de receptores resistivosque no puedan alterar significativamente eltipo de señal de defecto alterna senoidal.Incluye diversos modelos, en 2, 3 y 4 polos,con calibre de o 63 A, instantáneos en 30 o300 mA.

c Bloque Vigi NG125 Clase AEstos aseguran la desconexión del circuitoante corrientes diferenciales residuales,alternas senoidales y corrientes rectificadascon o sin componente continua, quepuedan aparecer tanto progresivamentecomo de forma brusca. Estánespecialmente concebidos para laprotección de circuitos con receptoreselectrónicos que incoporen rectificación dela señal senoidal.Una de las características másdiferenciadoras que presentan los VigiNG125 Clase A es que ofrecen una versiónregulable que permite realizar hasta 3niveles de selectividad, ya que la gamapresenta una gran flexibilidad tanto ensensibilidades (30, 300, 1000, 3000 mA)como en retardos (Instantáneo, Selectivo,Retardado).La versión I/S/R incorpora umbral deprealarma regulable asociado a un contactode salida para señalización a distancia.

Montaje del bloque diferencial Vigi NG125

+ =

interruptor automáticomagnetotérmico NG125

bloque diferencialVigi NG125

interruptor automáticodiferencial NG125


137

Tabla resumen de la gama disponible de Bloques Vigi NG125 multi 9

n.° de polos sensibilidad Imáx. Referencias

(mA) (A) Vigi NG125 - Clase AC (1) Vigi NG125 - Clase A

2 polos 30 630 19000 19010(3)

30 63 – 19008(2)

300 630 19001 19012(3)

300 63 – 19009(2)

300 S 630 – 19030(3)

1000 S 630 – 19031(3)

3 polos 30 630 19002 19013(3)

300 630 19003 19014(3)

300 S 630 – 19032(3)

1000 S 630 – 19033(3)

300 a 3000 I/S/R 630 – 19036(3)

300 a 3000 I/S/R 63 – 19053(3)

30 125 – 19039(3)

300 a 1000 I/S 125 – 19044(3)

300 a 3000 I/S/R 125 – 19047(3)

300 a 3000 I/S/R 125 – 19055(3)

4 polos 30 630 19004 19015(3)

300 630 19005 19016(3)

300 S 630 – 19034(3)

1000 S 630 – 19035(3)

300 a 3000 I/S/R 630 – 19037(3)

300 a 3000 I/S/R 63 – 19054(3)

30 125 – 19041(3)

300 125 – 19042(3)

300 a 1000 I/S 125 – 19046(3)

300 a 3000 I/S/R 125 – 19049(3)

300 a 3000 I/S/R 125 – 19056(3)

2 4

T1 3

2 4

T1 3 5

6

2 4

T1 3 5 7

6 8

(1) frecuencias de empleo exclusivas de los clase AC: 50/60 Hz.(2) tensión de empleo: 110-220 V CA.(3) tensión de empleo: 440-500 V CA, sin función prealarma.


7

138

Características eléctricas Vigi NG125 clase AC

N.° polos 2, 3 y 4Calibres In (A) o 63Sensibilidad diferencial IDn (mA) 30, 300

Retardos posibles Fijos instantáneos

Poder de corte Icu = IDm (kA) Idéntico al del automático al cual va asociadoNorma de fabricación UNE EN 60947.2, anexo BTemperatura de utilización (°C) –5 / +60Tensiones de funcionamiento del botón de test (V) 2p: 195 a 456; 3, 4p: 109 a 456Índice de protección IP20 en bornes / IP40 en la cara frontalClase de aislamiento II en cofret o con cubre-bornesAuxiliares gama estándar NG125Tensión asignada de aislamiento Ui (V) 690 V CATensión asignada de empleo Ue (V) 230/415 V CATensión asignada impulsional Uimp. 8 kVTolerancia de la tensión de alimentación –20 % +10 %Frecuencia de utilización nominal 50/60 Hz


Resistencia a la onda de corriente de choque tipo 8/20 ms 3 kAsegún CEI 947-2, anexo BCorriente de conexión oscilatoria amortiguada tipo 0,5 ms/100 kHz 200 A, según CEI 947-2, anexo BResistencia a la corriente tipo de arranque directo de un motor 6 In, según CEI 947-2, anexo B


Protección contra las sobrecargas de alimentación 230/415 V CA –20 % + 10 %Resistencia dieléctrica CEI 947.2, anexo BResistencia de aislamiento CEI 1000-8/1000-9Campos magnéticos: según CEI 1000-4-6Inmunidad a las perturbaciones conducidas de altas frecuenciasInmunidad a las perturbaciones de altas frecuencias radiadas según CEI 1000-4-3Transitorios rápidos en ráfagas según CEI 1000-4-4, 4 kV crestaCampos electrostáticos según CEI 1000-4-2/1543: 8 kV y 6 kV


Tipo de bornes de caja con lengüeta antierror aisladaPar de apriete máximo cal. o 63 A: 3,5 Nm, tornillos plano 6,5 o pz 2

cal. o 125 A: 6 Nm, tornillo Allen 4Capacidad de los bornes cal. o 63 A: flex. hasta 35 mm2, ríg. hasta 50 mm2

cal. o 125 A: flex. hasta 50 mm2, ríg. hasta 70 mm2

Autoextinguibilidad (según CEI 695-2-1) 960 °C partes aislantes con tensión650 °C partes aislantes sin tensión

Peso (g) 2p 3p 4pfijo 250 410 450regulable – 750 800

Bloques diferenciales Vigi NG125 multi 9


(1) El modelo I/S/R posee un umbral de prealarma regulable entre el 10 % y el 50 % de la sensibilidad regulada en el Vigi NG125.(2) Se ofrecen algunas versiones a tensiones de empleo especiales, ver tabla pág. 137.


139

Vigi NG125 clase A

2, 3 y 4o 63 y o 125Fijos: 30, 300, 300 S , 1000 SRegulable I/S: 300, 500, 1000Regulable I/S/R: 300, 500, 1000, 3000(1)

Fijos: Instantáneos o Selectivos (60 ms)Regulables I/S: Instantáneo o Selectivo (60 ms)Regulables I/S/R: Instantáneo, Selectivo (60 ms) o Retardado (150 ms)Idéntico al del automático al cual va asociadoUNE EN 60947.2, anexo B–25 / +602p: 195 a 456; 3, 4p: 109 a 456IP20 en bornes / IP40 en la cara frontalII en cofret o con cubre-bornesgama estándar NG125 + (SDV y MXV los regulables)690 V CA230/415 V CA(2)

8 kV–20 % +10 %50/60 Hz

instantáneos: 3 kA; selectivos y retardados: 5 kA

> 200 A, según CEI 974-2, anexo B10 In, según CEI 947-2, anexo B

230/415 V CA –20 % + 10 %CEI 947.2, anexo BCEI 1000-8/1000-9según CEI 1000-4-6

según CEI 1000-4-3según CEI 1000-4-4, 4 kV crestasegún CEI 1000-4-2/1543: 8 kV y 6 kV


7

140

7.8 Gama de telemandos y deauxiliares para dispositivosdiferenciales residuales multi 9

Telemandos para C60+Vigi yC120+VigiEs posible incorporar un mandomotorizado, o telemando, a la izquierda delos interruptores automáticos diferenciales,con Vigi, o los interruptores automáticos sinVigi de las gamas C60 y C120, parapoderlos gobernar a distancia. Existen dosmodelos de telemando que se denominan,respectivamente, Tm C60 para la gamaC60 (de 0,5 a 63 A) y Tm C120 para lagama C120 (de 10 a 125 A). Se puede montaren aparatos de 1, 2, 3 y 4 polos. Requierenuna tensión de mando de tipo mantenido paramantener cerrado el automático.Es apto para aplicaciones de mando decircuitos en los que se realicen un bajonúmero de maniobras. Una aplicaciónhabitual de estos dispositivos es el rearmea distancia, tras un disparo diferencial o porsobreintensidad, de interruptores automáticosdiferenciales de difícil acceso. En estos casosse recomienda evitar siempre rearmar unnúmero elevado de veces sobre defecto: lautilización simultánea de bloques Vigisuperinmunizados ayudará a lograrlo ya quepermiten reducir mucho los disparosdiferenciales intempestivos (innecesarios).Referencias:Tm C60 1-2 P: 18310; Tm C60 3-4 P: 18311Tm C120 1-2 P: 18312; Tm C120 3-4 P: 18313

Auxiliares para ID, DPN N Vigi,C60+Vigi y C120+VigiLos auxiliares eléctricos permiten el disparoo la señalización a distancia de losautomáticos C60, ID, DPN N, DPN N Vigi si.Siempre se montan en el lado izquierdo delaparato correspondiente, y permiten eldisparo o la señalización del estado adistancia de los mismos. El máximonúmero de auxiliares que se puedeincorporar al mismo tiempo es el

correspondiente a 6 pasos de 9 mm(54 mm). En caso de incorporar bobinasy contactos al mismo tiempo, debencolocarse primero junto al automático lasbobinas, y a su izquierda los contactos.Los auxiliares son los siguientes:c auxiliares de señalización a distancia.Conformes a la norma UNE EN 60947-5-1:v contacto OF (ref. 26924): contactoconmutado que indica si el automático o eldiferencial correspondiente está abierto ocerrado,v contacto SD (ref. 26927): contactoconmutado que indica si el automático o eldiferencial ha disparado por defecto.c contacto OF+OF/SD (ref. 26929): doblecontacto conmutado que permite realizarlas dos funciones descritas antes OF y SD.Posee dos contactos internos:v superior: OF,v inferior: SD u OF.La función del contacto inferior se eligemediante un conmutador rotativo situado enel lateral derecho. La función seleccionadaqueda indicada en la cara delantera.Al igual que en el caso del contacto SD,posee un indicador mecánico rojo deactuación en el frontal.

c auxiliares para disparar a distancia.Conformes a la norma UNE EN 60947-2:v bobina MX+OF (ref. 26946 para 220 a415 V CA): puesto a tensión provoca eldisparo y la apertura del automático al cualestá asociado.– equipado de un contacto de autocorte.– equipado con un contacto O+F paraseñalizar la posición “abierto” o “cerrado”del automático.v bobina MN (ref. 26960 para 220 a240 V CA): cuando la tensión dealimentación baja por debajo del 35 % al70 % de la nominal, provoca el disparo y laapertura del automático al que estáasociado. Entre tanto impide el rearme delautomático hasta que la tensión sereestablezca a su valor nominal defuncionamiento. Su aplicación principalpodría encontrarse en paros de emergencia

OFSD OF+OF/SD

Telemando Tm C120 para C120 de 2 polos.


141

Auxiliares para NC100 oNC125 + VigiLos auxiliares eléctricos para las gamasNC100 y NC125 con o sin el bloquediferencial Vigi NC100/NC125 incorporado,realizan las mismas funciones descritas enla página anterior. Físicamente sondiferentes a los utilizados para las gamasC60, DPN e ID, y por lo tanto poseen otrasreferencias comerciales. Una diferencia conla gama anterior es que se montan a amboslados del interruptor automáticomagnetotérmico: los contactos auxiliaresOF y/o SD a la izquierda y las bobinasMX+OF, MN y MNS al lado derecho. Porello no es posible usar bobina y bloque Vigial mismo tiempo (ambos se montan allado derecho), y en este caso se debeusar la función MOD de los bloques VigiNC100/NC125 integrada o no según sucalibre (en bloque externo en calibre o 63 Ae integrada en calibres o 100 A y o 125 A).Los auxiliares más habituales son:c contacto OF: ref. 27132.c contacto SD: ref. 27135.

Auxiliares para NG125 + VigiLos auxiliares eléctricos para las gamasNG125 con o sin el bloque diferencial VigiNG125 incorporado, realizan las mismasfunciones descritas en la página anterior.Físicamente son diferentes a los utilizadospara el resto de gamas multi 9, y por lotanto poseen otras referencias comerciales.Las principales características diferenciadorasrespecto a las descritas antes son:c se montan todos a la izquierda delmagnetotérmico NG125, que acepta comomáximo una bobina y dos contactos auxiliares,c los contactos auxiliares son siempredobles contactos conmutados (con doblefunción fija o conmutable): OF+OF, OF+SD,OF+OF/SD (conmutable),c los bloques Vigi de calibre o 125 A y losde o 63 regulables admiten dos auxiliaresespecíficos que se insertan en su parte superior:v SDV: contacto de señalización adistancvia de disparo por diferencial,v MXV: bobina de disparo a distancia através del bloque Vigi (igual función queMX+OF normal pero que permite ahorrarespacio lateral).Los auxiliares más habituales son:c contacto OF+OF: ref. 19071.c contacto OF+SD: ref. 19072.c bobina MX+OF a 220-415 V CA: ref. 19064.c bobina MN a 220-240 V CA: ref. 19067.c bobina MNS a 220-240 V CA: ref. 19068.c contacto SDV (NA): ref. 19058.c bobina MXV a 110-240 V CA: ref. 19060.

OFS

MN

ID bipolar con auxiliares

mediante pulsador y seguridad en circuitosque alimentan varias máquinas, impidiendola puesta en marcha no controlada de motores.

v bobina MNS (ref. 26963 para 220 a240 V CA): idéntica a la bobina MN perotemporizando su disparo 200 ms.

c contacto auxiliar OFS (ref. 26923): estecontacto hace de adaptador para podercolocar el resto de auxiliares anteriores enel ID. Es, por tanto, de uso obligatorio en elID. Al mismo tiempo, por sí mismo, es uncontacto tipo OF.

MX+OF

OF SD MX+OF MN

OF+OF OF+SD MN MXV SDV

c bobina MX+OF a 220-415 V CA: ref. 27136.c bobina MN a 220-240 V CA: ref. 27140.c bobina MNS a 220-240 V CA: ref. 27143.c dispositivo MOD externo para disparo adistancia con Vigi o 63 A.


7

142

7.9 Gama de relésdiferenciales electrónicosVigirex RH tipo E/A/AP,con toroidal separado

Relés RH tipo EFuncionamientoAsociado a un toroidal Merlin Gerin (tipo A uOA), provoca instantáneamente, o despuésde la temporización seleccionada(RH248E), la apertura del aparato de corteasociado cuando detecta una corrienteresidual que rebasa el umbral desensibilidad IDn regulado.Característicasc señalización de superación del umbral dealarma por piloto rojo,c provoca la apertura del interruptorautomático en caso de corte del circuito dedetección (cable de unión al toroidal).Ventajas del RH248Ec protección adaptable a cada red,c permite la selectividad vertical a variosniveles.Instalaciónc parte activa en envolvente de materialaislante, desconectable, modular de 8pasos de 9 mm de anchura, con tapatransparente precintable,c montaje horizontal o vertical en carril DINsimétrico,c conexionado por bornes de caja paracables de hasta 2,5 mm2.

Relés RH tipo A/APFuncionamientoAsociado a un toroidal Merlin Gerin (tipo A uOA), provoca, después de la temporizaciónseleccionada, la apertura del aparato decorte asociado cuando detecta unacorriente residual que rebasa el umbral desensibilidad IDn regulado. La versión APseñaliza la presencia de una corrienteresidual superior a IDn/2.Característicasc visualización de la presencia de tensiónpor piloto verde,c señalización de superación del umbral dealarma por piloto rojo,c señalización de superación del umbral deprealarma por piloto naranja (AP),c provoca la apertura del interruptorautomático en caso de corte del circuito dedetección (cable de unión con toroidal).Ventajasc protección adaptable a cada red,c permite la selectividad vertical a variosniveles,c el umbral de prealarma permite laanticipación a los defectos de aislamiento,c el contacto de prealarma con seguridadpositiva señaliza la ausencia dealimentación auxiliar.Instalaciónc parte activa en envolvente de materialaislante, desconectable, modular de 8pasos de 9 mm de anchura, con tapatransparente precintable,c montaje horizontal o vertical sobre carrilDIN simétrico, empotrado o en superficie,c conexionado por bornes de caja paracables de:v 1,5 mm2 bornes del 1 al 6;v 2,5 mm2 bornes del 7 al 14.

Relé diferencial RH328AP.

Relé diferencial RH248E.


143

relé diferencial RH328ACA 50/60/400 Hz 48 50743 50746

115/127 50742 50745230 50744 50747400 50653 50657440/480 50654 50658500/525 50655 50659

CC 12 50661 -24 50662 -48/120 50743 50746

relé diferencial RH10ECA 50/60 Hz 48 50450 50453

115/127 50449 50452230 50451 50454400 50621 50623

CC 48/120 50450 50453

Tabla resumen de la gama disponible de Vigirex RH tipo E, A y AP

relé diferencial RH248 ECA 50/60 Hz 48 50459

115/127 50458230 50460400 50633

CC 48/120 50459

relé diferencial RH240ECA 50/60 Hz 48 50456

115/127 50455230 50457400 50628

CC 48/120 50456

regulable de 30 mA a 25 A

referenciastipo

30 mA 300 mA

tensión alimentación(V)

IDn = 30 mA a 250 A CON (1) IDn = 30 mA/250 A SIN (2)

(1) sensibilidad regulable de 30 mA/250 A CON: relé estándar con enclavamiento + seguridad positiva con enclavamiento.(2) sensibilidad regulable de 30 mA/250 A SIN: relé estándar sin enclavamiento + seguridad positiva sin enclavamiento.

relé diferencial RH328APCA 50/60/400 Hz 230 50679 50683

400 50680 50684440/480 50681 50685500/525 50682 50686

(1) sensibilidad regulable de 30 mA/250 A CON: relé con prealarma y enclavamiento.(2) sensibilidad regulable de 30 mA/250 A SIN: relé con prealarma y sin enclavamiento.

referenciastipo tensión alimentación(V)

regulable de 30 mA a 25 A

referenciastipo tensión alimentación(V)

tipo tensión alimentación(V)

referencias

IDn = 30 mA a 250 A CON (1) IDn = 30 mA/250 A SIN (2)

tipo tensión alimentación(V)

referencias


7

144

Características eléctricastipo de red a controlarsensibilidad I ∆n número de umbrales

selector

temporización (ms)prealarma sensibilidad

temporizacióntest del aparato local

permanenterearmeseñalización local defecto de aislamiento y corte conexión al toroidal por piloto

prealarma

contacto de salida contacto númerode defecto

tipo de contacto inversorescontacto númeroprealarma tipo de contacto inversorespoder de CA 380 V cos w = 0,7corte 220 V cos w = 0,7

CC 220 V L/R = 0 s120 V L/R = 0 s48 V L/R = 0 s24 V L/R = 0 s

consumo máximo 48 a 240 V CA y 48 a 300 V CC380 a 480 V CA

rango de funcionamiento de CAla alimentación auxiliar CC

Características mecánicaspeso (kg)envolvente termoplástica desconectable montajeíndice de protección cara anterior

envolvente

Otras característicaslímite térmico de funcionamiento(según CEI 755) de stockcondiciones climáticas tropicalización

Toroidalestoroidales a asociarconexión toroidal-relé


(1) Tropicalización tipo T2:c calor húmedo: 55 °C, 95 % de humedad relativa, 28 ciclos (según norma CEI 68-2-30);c niebla salina: 5 % NaCl, 48 horas, 3 meses de almacenamiento (según norma CEI 68-2-11).(2) Longitudes máximas: ver tabla pág. 150.

Relés diferenciales Vigirex RH tipos E, A y AP


145

RH10E RH240E RH248E RH328A RH328APBT alterna - 50/60 Hz - tipo TT, IT, TNS BT alterna - 50/60/400 Hz - tipo TT, IT, TNS1: 30 mA ó 300 mA 24: de 30 mA a 25 A, regulación con 2 selectores 32: de 30 mA a 250 A, regulación con 2 selectores

(de 30 mA a 25 A: toroidales de todos los diámetros)0 selector 1: 30, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250 selector 1: 30, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250

selector 2: 3 1: de 30 mA a 250 mA selector 2: 3 1: de 30 mA a 250 Acoeficiente 3 10: de 300 mA a 2,5 A coeficiente 3 10: de 300 mA a 2,5 Amultiplicador 3 100: de 3 A a 25 A multiplicador 3 100: de 3 A a 25 A

3 1000: de 30 A a 250 A0 0 0, 50, 90, 140, 250, 350, 500, 1 0, 50, 90, 140, 250, 350, 500, 1 s- - reg. automát. a In∆/2- - 200 mselectrónica + piloto + contactoconexión toroidal-relélocal, y a distancia por corte de la alimentación auxiliarpiloto con enclavamiento por piloto con por piloto con

enclavamiento enclavamiento- - por piloto

sin enclavamiento1 1 1 2: 1 estándar + 1 estándar

1 con seguridad positivacon enclavamiento con seguridad estándar con o sin enclavamiento0 0 1 con seguridad positiva- - sin enclavamiento3 A 3 A 3 A 3 A5 A 5 A 5 A 5 A0,45 A 0,45 A 0,45 A 0,45 A0,65 A 0,65 A 0,65 A 0,65 A2,5 A 2,5 A 2,5 A 2,5 A10 A 10 A 10 A 10 A4 VA 4 VA 4 VA 4 VA -5 VA/3 W 5 VA/3 W 5 VA/3 W 5 VA/3 W– 15 % / + 10 % – 15 % / + 10 % – 15 % / + 10 % – 15 % / + 10 %± 20 % ± 20 % ± 20 % ± 20 % -

0,3 0,3 0,3 0,4horizontal y vertical horizontal y vertical horizontal y vertical horizontal y verticalIP 30 IP 30 IP 30 IP 30IP 20 IP 20 IP 20 IP 20

de –5 °C a +55 °C de –5 °C a +55 °C de –5 °C a +55 °C de –5 °C a +55 °Cde –40 °C a +70 °C de –40 °C a +70 °C de –40 °C a +70 °C de –40 °C a +70 °Ctipo T2(1) tipo T2(1) tipo T2(1) tipo T2(1)

tipo A, OA tipo A, OA tipo A, OA tipo A, OApor cable blindado(2) por cable blindado(2) por cable blindado(2) por cable blindado(2) o enchufado sobre relé con

TA 30 y PA 50


7

146

7.10 Gama de relésdiferenciales electrónicosVigirex RHU y RMH

Vigirex para medida yseñalización de las corrientesde fuga a tierraLa protección diferencial consiste en medirla corriente de fuga a tierra de unainstalación eléctrica y provocar el corte dela misma, cuando el defecto de aislamientollegue a ser peligroso tanto para laspersonas como para los bienes mismos.La medida permanente de las corrientesde fuga a tierra permite:c controlar el aislamiento constantemente ypoder así planificar las acciones demantenimiento preventivo,c identificar los receptores que generandichas corrientes de fuga.

Presentación y funcionamientoc controla la evolución de las corrientes defuga a tierra,c identifica los defectos antes de quelleguen a ser peligrosos,c visualiza permanentemente las corrientesde fuga,c activa una señal de aviso cuando lacorriente de fuga sobrepasa el umbral fijadode prealarma,c provoca una señal de alarma cuando lacorriente sobrepasa el umbral fijado dedefecto,c comunica por bus interno Digipact lasinformaciones y permite gestionarlas adistancia, mediante sistemas de supervisióninformáticos.

Relé tipo RHULa continuidad de servicioEvita los disparos intempestivos gracias a:c medida rms (verdadero valor eficaz), delas corrientes de fuga a tierra,c filtraje en frecuencia,c curva de disparo a tiempo inverso.Selectividad con los otros sistemas deprotección diferencial: Vigirex RH E/A/AP,Vigicompact, Vigi multi 9, mediante:c una sensibilidad apropiada:el relé RHU puede regularse de 1 a 100 mAindiferentemente:v umbral de alarma I alarm.: de 15 mA a30 A,v umbral de defecto IDn: regulable de30 mA a 30 A.c una temporización apropiada:v temporización anterior al disparo dealarma t alarm.: de 0 a 5 s,v temporización antes del disparo dedefecto t: de 0 a 5 s.Test con o sin disparo.

Relé tipo RMHAparato de medida y de señalizaciónpara todos los niveles de instalaciónEl Vigirex RMH es un aparato adaptado atodos los niveles de la instalación.Presenta:c capacidad de controlar hasta 12 salidas(mediante 12 toroidales),c posibilidad de regulación muy amplia entiempo y en sensibilidad,c varios modos de instalación,c una visualización y un control permanentede la corriente de fuga a tierra,c una tecnología de análisis de corriente através de microprocesador.La fiabilidadLa precisión de la medida:c medida rms de las corrientes de fuga atierra,c filtraje en frecuencia.Una sensibilidad apropiada:El Vigirex RMH puede regularse a cualquierumbral con pasos de 1 o 100 mA.c umbral de prealarma I pre-al.: de 15 mA a30 A,c umbral de alarma I alarm.: 30 mA a 30 A.Una temporización apropiada:c temporización anterior al disparo de laprealarma t pre-al.: de 0 a 5 s,c temporización anterior al disparo de laalarma t alarm.: de 0 a 5 s.


147

Vigirex RM12T.

Vigirex RMH.Vigirex RHU.

Tabla resumen de la gama disponible de Vigirex RHU y RMH descripción tensión alimentaciones referencia

RHU (1 toroidal) 220-240 V CA(1) 28560

RMH (12 toroidales)* 220-240 V CA(1) 28563

RM12T (para RMH) 28566

Tapa 28567

(1) –30 % (–15% en la puesta en tensión) / +10 %.*Para controlar las 12 salidas es necesario el dispositivo multiplexor RM12T, ref. 28566.


7

148


Características eléctricas Vigirex RHUTipo de red a controlar, BT alterna 50/60/400 HzTipo de esquema de unión a tierra TT, TNS, ITTensión de alimentación 220-240 V / –30 % (1) / +10 %Consumo máximo 2 VATemperatura de utilización –25 °C / +55 °CTemperatura de almacenamiento –55 °C / +85 °CMedida de corriente de defecto

Rango de medida del 20 % al 200 % de I nPrecisión de medida de In ±10 %Tiempo de refresco en pantalla 2 s

Alarma (de aviso) Umbral “I alarm” regulable de 15 mA a 30 A con pasos de 1 o 100 mA con0,2 3 I n o I alarm o I n

Precisión +0 / –20 %Temporización “t alarm” regulable de 0 a 5 s con pasos de 10 msRegulación en pantalla o por bus internoContacto de salida al cierre

Defecto Umbral “I n” regulable de 30 mA a 30 A con pasos de 1 o 100 mAPrecisión +0 / –20 %Temporización “t” regulable de 0 a 5 s con pasos de 10 ms con t = 0 si I n = 30 mARegulación en pantallaContacto de salida inversor

Test Del aparato local o a distancia (10 m máx.) (con o sin disparo de alarma y de defecto)De la unión toro-relé permanente

Rearme Local o a distancia (10 m máx.)Características de los contactosde salida según la norma Corriente nominal térmica (A) 8CEI 947-6-2 Carga mínima 10 mA a 12 V

Categoría de empleo CA CCAC12 AC13 AC14 AC15 DC12 DC13

Intensidad de utilización (A) 24 V 6 6 5 6 6 248 V 6 6 5 5 2 –110 V 6 6 4 4 0,6 –220 - 240 V 6 6 4 4250 V 0,4 –380 - 415 V 5 – – –440 V – – – –660 - 690 V – – – –


ComunicaciónComunicación con el bus interno Digipact (hacia los concentradores de datos DC150): visualización de las medidas efectuadas, del estado delos relés RHU, de las regulaciones efectuadas. Modificación de ciertas regulaciones a distancia.

Características mecánicasDimensiones DIN 72 3 72Peso 0,3 kgIndice de protección (UNE EN 50.102)

Cara delantera IP40Otras caras IP30

Choque sobre cara delantera (UNE EN 50.102) IK07 (2 Joules)Vibraciones (CEI 68-2-6) 3 a 13,2 Hz ± 1 mm - 0,7 g

EntornoCalor húmedo (CEI 68-2-30) 28 ciclos +25 °C / +55 °C / HR 95 %Niebla salina (CEI 68-2-52) Ensayo Kb severidad 2Compatibilidad electromagnéticac descargas electrostáticas (UNE EN 6100-4-2) Nivel 4c susceptibilidad irradiada (UNE EN 1000-4-3) Nivel 3c susceptibilidad conducción débil energía (UNE EN 1000-4-4) Nivel 4c susceptibilidad conducción fuerte energía (UNE EN 1000-4-5) Nivel 4c perturbaciones radio-frecuencia (UNE EN 1000-4-6) Nivel 3c emisiones conducción y radiación (EN 50081-1) Clase B

Relés diferenciales Vigirex RHU y RMH


149

Vigirex RMHBT alterna 50/60/400 HzTipo de esquema de unión a tierra TT, TNSTensión de alimentación 220-240 V / –30 % (1) / +10 %Consumo máximo 2 VATemperatura de utilización –25 °C / +55 °CTemperatura de almacenamiento –55 °C / +85 °CMedida de corriente de fuga

Rango de medida de 15 mA a 60 APrecisión de medida de In ±10 %Tiempo de medida de una salida < 200 msTiempo de medida de 12 salidas < 2,4 sTiempo de refresco en pantalla 2 s

Prealarma Umbral “I pre-al.” regulable de 15 mA a 30 A con pasos de 1 o 100 mA con15 mA o I pre-al. o I alarm o 30 A

Precisión +0 / –20 %Temporización “t pre-al.” regulable de 0 a 5 s con pasos de 10 msRegulación en pantalla o por bus internoContacto de salida al cierre

Alarma Umbral “I alarm.” regulable de 30 mA a 30 A con pasos de 1 o 100 mAPrecisión +0 / –20 %Temporización “t alarm.” regulable de 0 a 5 s con pasos de 10 msRegulación en pantalla o por bus internoContacto de salida inversor

Test Del aparato local (con o sin disparo de las alarmas)De las uniones toros/multiplexadorRM12T y RM12T/RMH permanente

Rearme LocalCaracterísticas de los contactosde salida según la norma Corriente nominal térmica (A) 8CEI 947-6-2 Carga mínima 10 mA a 12 V

Categoría de empleo CA CCAC12 AC13 AC14 AC15 DC12 DC13

Intensidad de utilización (A) 24 V 6 6 5 6 6 248 V 6 6 5 5 2 –110 V 6 6 4 4 0,6 –220 - 240 V 6 6 4 4250 V 0,4 –380 - 415 V 5 – – –440 V – – – –660 - 690 V – – – –


Comunicación con el bus interno Digipact (hacia los concentradores de datos DC150): visualización de las medidas efectuadas, del estado delVigirex RMH, de las regulaciones efectuadas. Modificación de ciertas regulaciones a distancia.

Dimensiones DIN 72 3 72Peso 0,3 kgIndice de protección (UNE EN 50.102)

Cara delantera IP40Otras caras IP30

Choque sobre cara delantera (UNE EN 50.102) IK07 (2 Joules)Vibraciones (CEI 68-2-6) 3 a 13,2 Hz ± 1 mm - 0,7 g

Calor húmedo (CEI 68-2-30) 28 ciclos +25 °C / +55 °C / HR 95 %Niebla salina (CEI 68-2-52) Ensayo Kb severidad 2Compatibilidad electromagnéticac descargas electrostáticas (UNE EN 6100-4-2) Nivel 4c susceptibilidad irradiada (UNE EN 1000-4-3) Nivel 3c susceptibilidad conducción débil energía (UNE EN 1000-4-4) Nivel 4c susceptibilidad conducción fuerte energía (UNE EN 1000-4-5) Nivel 4c perturbaciones radio-frecuencia (UNE EN 1000-4-6) Nivel 3c emisiones conducción y radiación (EN 50081-1) Clase B


7

150

7.11 Toroidales y accesorios comunes para todala gama Vigirex

toroidales

descripción tipo diámetro referencia(mm)

cerrados TA 300 50437PA 500 50438IA 800 50439MA 120 50440SA 200 50441GA 300 50442

abiertos POA 460 50485GOA 110 50486

unión toroidal-relé (1)

tipo cantidad 1 conductor 2 conductores(mm) referencia referencia

cables apantallados 20 50157 50137(sección 0,22 mm2) 100 50158 50136

chapa de acero especial de protección

espesor tamaño diámetro referencia (mm) alto ancho toros asociados

(mm)

0,4 08 058 30/46/50/80 151717720 142 110/120/200 151717830 215 300 1517179

(1): conexión toroidal-relésección de cables (mm 2) longitud máx. (m)0,22 180,75 601 801,5 1252,5 200

c la resistencia máxima de la unión toroidal-relé nodebe exceder los 3 V,c cables apantallados: disponibles en 1 o 2conductores, en bobinas de 20 o 100 m; sección de0,22 mm2.


151


Toroidales Vigirex Características técnicas tipo A, cerrados tipo OA, abiertos

para Vigirex RH10E, RH240E, RH248E RH10E, RH240E, RH248ERH328A, RH328AP, RHU, RMH RH328A, RH328AP, RHU, RMH

Utilizaciónc toroidales cerrados para obras c toroidales abiertos para reformasnuevas y ampliaciones. y extensiones.

Funcionesc detectan la corriente de fuga y c detectan la corriente de fuga ytransmiten una señal proporcional transmiten una señal proporcionalal receptor asociado. al receptor asociado.

Instalaciónfijación c 3 posibilidades: c sobre panel o sobre cable.

v Ø 30-50 por encliquetado sobre lospropios relés Vigirex,v Ø 30-50-80 sobre carril simétrico,v todo Ø sobre panel y cables;

conexionado c Ø 30-50 por enchufado directo sobrelos relés Vigirex,c Ø 30 a 200 por bornes de caja paracables de 0,22 mm2 mínimo,c Ø 300 por conectores de 6,35 mm.

Dimensionestipo A Ø (mm) tipo OA Ø (mm)TA 30 POA 46PA 50 GOA 110IA 80MA 120SA 200GA 300

Características eléctricasrelación transformación 1/1000 1/1000corriente máx. admisible: c c1 kA permanente -2,5 kA/1 s - 30 kA/0,05 s

Características mecánicaspeso (kg) Ø 30 0,120peso (kg) Ø 50 0,200peso (kg) Ø 80 0,420peso (kg) Ø 120 0,590peso (kg) Ø 200 1,320peso (kg) Ø 300 2,230peso (kg) Ø 46 1,300peso (kg) Ø 100 3,200

Otras características

límite térmico de stock –40 °C a + 70 °C –40 °C a +70 °C de funcionamiento –5 °C a +55 °C –5 °C a +55 °Cíndice de protección IP 20 IP 20


7

152

c ME: fijo en sensibilidad (0,3 A) y entiempo:v apto para calibres de 100 y 160 A.c MH: regulable en sensibilidad de 0,03a 10 A y en tiempo de 0 a 310 ms:v apto para calibres de 100, 160 y 250 A.c MB: regulable en sensibilidad de 0,3 a30 A, y en tiempo de 0 a 310 ms:v apto para calibres de 400 y 630 A.

7.12 Bloques diferencialesadaptables Vigicompact

Para interruptores automáticos CompactNS100 a NS630. La protección diferencialse obtiene por el montaje de un dispositivodiferencial residual Vigi directamente enlos bornes inferiores del aparato. Despuésde la adaptación del Vigi, se conservantodas las características siguientes delinterruptor automático:c conformidad con las normas;c grados de protección, aislamiento declase II en la cara anterior;c seccionamiento con corte plenamenteaparente;c características eléctricas;c características de los bloques de relés;c formas de instalación y conexionado;c accesorios de señalización, medida ymando;c accesorios de instalación y conexionado.

calibre tensión(V)

referencias

3P 4P

ME 100/160 29212 29213

MH 100/160 220/440 29210 29211440/550 29215 29216

MH 250 220/440 31535 31536440/550 31533 31534

MB 400/630 32455 32456

Adaptador 100/250 - - 29214de bloqueVigi de 4Psobre 400/630 - - 32457aparatode 3P

bloqueVigi

Tabla resumen de la gama disponible de bloques Vigi para Compact NS


153


Bloques Vigi para Compact NS

Conformidad con las normasc CEI 947-2 anexo B,c decreto del 14 Noviembre 1988,c CEI 255-4 / UNE 21136 y CEI 801-2 a 5:protección contra los disparosintempestivos debidos a las sobretensionespasajeras, rayos, conmutaciones deaparatos en la red, descargaselectrostáticas, ondas radioeléctricas,c CEI 755: clase A. Insensibilidada las componentes contínuas de hasta 6 mA;c funcionamiento hasta –25 oC, siguiendo lanorma VDE 664.

1 regulación de la sensibilidad, 2 regulación de la temporización (que posibilita la protección diferencial selectiva),3 precinto que impide el acceso a las regulaciones, 4 botón de test que permite la verificar regularmente el disparo simulando undefecto diferencial, 5 botón pulsador de rearme, (necesario después del disparo por defecto diferencial),6 placa de características, 7 alojamiento para el contacto auxiliar SDV.

Señalización a distanciaLos Vigi pueden incorporar un contactoauxiliar (ver página 52) para la señalizacióna distancia del disparo bajo defectodiferencial.

AlimentaciónLos Vigi se alimentan por la tensión de lared que protegen. No necesitan pues deninguna alimentación exterior.Funcionan incluso con sólo presencia detensión entre dos fases.

Dimensiones y pesos NS100 - NS160 NS250 NS400 - NS630dimensiones 3 polos 105 3 236 3 86 135 3 355 3 110L 3 H 3 P (mm) 4 polos 140 3 236 3 86 180 3 355 3 110peso (kg) 3 polos 2,5 2,8 8,8

4 polos 3,2 3,4 10,8

dispositivos diferenciales Vigi ME Vigi MH Vigi MB residualesnúmero de polos 3, 4 (*) 3, 4 (*) 3, 4 (*)para Compact NS100 N/H/L

NS160 N/H/L

NS250 N/H/L

NS400 N/H/L

NS630 N/H/L

características de la protección diferencialsensibilidad I ∆n (A) fijo regulable regulable

0,3 0,03 - 0,3 - 1 - 3 - 10 0,3 - 1 - 3 - 10 - 30temporización retardo intencional (ms) fijo regulable regulable

< 40 0 60(**) 150(**) 310(**) 0 60 150 310tiempo total < 40 <40 <140 <300 <800 < 40 < 140 < 300 < 800de corte (ms)

tensión nominal (V) CA 50/60 Hz 200...440 200...440 - 440...550 200...400 - 440...550

(*) los bloques Vigi 3P se adaptan igualmente sobre los interruptores automáticos 2P.(**) cualquiera que sea el escalón de temporización, si la sensibilidad está regulada a 30 mA, no se aplica ningún retardo en el disparo.

vigi

200 / 440 V - 50 / 60 Hz

2 4 6

1 3 5

T

NS 250

before dielectric testremove th is cover

avant test diélectriqueenlever ce couvercle

N

310

150

60

0

0,03 ( ∆t = 0 )

vigi MH3

1

0,3

∆t(ms)

I∆n(A)

10

HS

T R

1 2 3 4 5 6 7


7

154

7.13 Curvas de disparo de los dispositivos diferencialesSchneider Electric

Curvas de disparo para dispositivos diferenciales multi 9:ID, DPN Vigi, Vigi C60, Vigi C120, Vigi NC100/NC125

instantáneos

corriente de fuga

eficaz ld (mA)

0,03

0,05

0,15

0,37

0,20

1

10

100

1000

3000

mA

1000

mA

300 m

A

instantáneos

selectivos

30 m

A10

mA

tiempo

de disparo (s)

300030030 100010

sensibilidad nominal

IDn del dispositivo

500

500 m

A

ccccc Regla práctica para conseguir selectividad entre diferenciales

recordemos que las 2 condiciones deaplicación práctica para conseguirselectividad diferencial son:1) sensibilidad:IDn aguas arriba > 2 IDn aguas abajo ,2) tiempo:tiempo de no disparo aguas arriba O 1,2veces el tiempo total de apertura del aparatoaguas abajo .

A B

A

B

SA

B


155

Curvas de disparo para la gama Vigi NG125 multi 9

curva de disparoVigi NG125I∆n = 300 mAinstantáneo

Id/I∆n

0 1 2 4 50

50

100

150

200

250

300

350

400

500

450

t (ms)

3 6 7 8 9 10

curva de disparoVigi NG125I∆n ≥ 300 mAtipo S (60 ms)

0 1 2 4 50

100

200

400

600

700

3 6 7 8 9 10

300

500

t (ms)

Id/I∆n

curva de disparoVigi NG125I∆n = 30 mAinstantáneo

10 50 100 150 200 2500

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

t (ms)

300

Id (mA)


7

156

curva de disparoVigi NG125I∆n ≥ 300 mAtipo R (150 ms)

0 1 2 4 50

200

400

800

1200

1400

3 6 7 8 9 10

600

1000

Id/I∆n

t (ms)

Los bloques diferenciales regulablesofrecen la posibilidad de ajustar el retardodel tiempo de disparo:c instantáneo (I),c selectivo (S): 60 ms,c retardado: 150 ms

Gracias a este retardo, si un aparato de unaderivación aguas abajo (ID, Vigi C60, Vigi

ccccc Selectividad diferencial utilizando Vigi NG125.

NC100 o interruptor automático diferencialDPN Vigi) detecta un defecto diferencial, elinterruptor automático NG125 situado en laparte superior del cofret no dispara,garantizando la continuidad de servicio delresto de la instalación.Esta tabla indica la regulación del NG125,en función del aparato de abajo, para tenerselectividad (total) ante defecto diferencial.

Curvas de disparo para la gama Vigirex RHUCurvas tipo de disparo a 50 Hz con temporización nula

10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.0001

10

100

1.000

10.000

100.000

Tiem

po d

e di

spar

o (m

s)

Corriente de fuga eficaz Id (mA)

Curvas deizquierda aderecha

curva 30 mAcurva 300 mAcurva 1 Acurva 3 Acurva 10 Acurva 30 A

abajo arriba: Vigi NG125selectivo (60 ms) retardado (150 ms)

300 mA 1000 mA 1000 mA 3000 mAgama tipo 500 mA 3000 mA

DPN Vigi 30 mA, inst.

ID 300 mA, inst.

Vigi C60/C120 300 mA S

Vigi NC100 1000 mA S


157

0,5

1,5

10 50 60 90 150 250 350

1

2

2,5

400

1234

K

frecuencia (Hz)

0,5

1,5

10 50 60 90 150 250 350

1

2

2,5

400

48

K

frecuencia (Hz)

clase calibre n ° curva(A) sensibilidad (mA)

30 300DPNa VigiAC todos 8 8DPN N Vigi siA,si todos 4 4

interruptor diferencial ID multi 9

7.14 Comportamiento enfunción de la frecuencia delos dispositivos diferencialesSchneider Electric

Los dispositivos diferenciales de SchneiderElectric se pueden utilizar en redes a 400Hz o más.c A 400 Hz, el circuito de test de losdiferenciales puede dejar de funcionar alaccionar el botón de test.De acuerdo con los estudios y normasinternacionales (CEI 479-2), el cuerpohumano es menos sensible al paso de la

corriente a 400 Hz, por lo que, a pesar de lamenor sensibilidad con la frecuencia de losdiferenciales, los aparatos clase Agarantizan siempre la protección de laspersonas. El método de selección de losdiferenciales a 400 Hz es pues, la mismaque a 50 Hz.c Es importante destacar que lasensibilidad en mA del dispositivo variaráen función de la frecuencia de la red.Las siguientes curvas representan (parafrecuencias a partir de 10 Hz), la relación Kentre la sensibilidad a una frecuenciadeterminada y la sensibilidad a 50 Hz:

K = IDn(f)IDn (50 Hz)

clase calibre n ° curva(A) sensibilidad (mA)

10 30 300IDAC 25 2 1 1

25-40 - 1 163-80-100 - 2 1

A 25-40-63 - 3 2

ID siA,si todos - 4 -

todos los tiposS todos - - 2

DPNa Vigi, DPN N Vigi si multi 9

4 3

2

1

4

8


7

158

0,5

1,5

10 50 60 90 150 250 350

1

2

2,5

400

1379

K

frecuencia (Hz)

4

0,5

1,5

10 50 60

K

90 150 250 350

1

2

2,5

400

123

frecuencia (Hz)

clase calibre n ° curva(A) sensibilidad (mA) sens. (A)

10 30 300 1 AVigi C60 2, 3 y 4P

AC 25 2 1 - -40-63 - 2 - -

A 25-63 3 3 2 -

Vigi C60 siA,si todos 4

todos los tiposS todos - - 2 2

clase calibre n ° curva(A) sensibilidad (mA) sens. (A)

30 300 1 A 3 AVigi NC100AC o63 y o100 3 1 - -

Vigi NC125A o 100 7 7 7 7

todos los tiposS todos 9 9 - -

Vigi C60 multi 9

4 3

2

1

Vigi NC100, Vigi NC125 multi 9

7

3

9

1

K

0

15

5

10

frecuencia (Hz)5010 100 400 100060

4

3

2

1

1 clase AC2 selectivos s3 clase A4 límite de seguridad de personas marcado por la norma CEI 479-2

1234

Vigi C120, Vigi NG125 multi 9


159

10 100 1.000 10.0000

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

frecuencia (Hz)

Sensibilidad IDn mínimaSensibilidad IDn máxima

K

10 100 1.000 10.000

6

5

4

3

2

1

0

K

frecuencia (Hz)

Sensibilidad IDn nominalSensibilidad IDn mínimaSensibilidad IDn máxima

Vigirex tipo RHE y RHA

Vigirex tipo RHU

10 100 10000

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0Sensibilidad IDn nominalSensibilidad IDn máximaSensibilidad IDn mínima

frecuencia (Hz)

K

Vigicompact NS tipos ME, MH y MB

Vocabulario

160

Aislamiento:Disposición que impide la transmisión de unatensión (y el paso de una corriente), entre unelemento normalmente en tensión y una masa ola tierra.

Conductores activos:Es todo aquel conductor implicado en latransmisión de la energía eléctrica incluido elconductor neutro, en corriente alterna, y elcompensador en corriente continua. No esconductor activo el conductor PEN cuya función“conductor de proteción” (PE) es prioritara sobrela función “neutro” (N).

Conductores de protección(PE o PEN):Conductores que, según está prescrito, unen lasmasas de los receptores eléctricos y ciertoselementos conductores con la toma de tierra.

Contacto directo:Contacto de una persona con las partes activasde los receptores eléctricos (conductores ypiezas que normalmente estén bajo tensión).

Contacto indirecto:Contacto de una persona con masas metálicaspuestas accidentalmente bajo tensión(generalmente como consecuencia de undefecto de aislamiento).

Corriente de defecto Id:Corriente resultante de un defecto deaislamiento.

Corriente de fuga:Corriente que, sin que exista un defecto deaislamiento, regresa a la fuente a través de tierrao del conductor de protección.

Corriente diferencial residual:Valor eficaz de la suma vectorial de lascorrientes que recorren todos los conductoresactivos de un circuito en un punto de lainstalación eléctrica.

Corriente diferencial residual defuncionamiento If:Valor de la corriente diferencial residual queprovoque el disparo de un dispositivo diferencial.Según las normas de fabricación, a 20ºC, y paraun umbral de sensibilidad de disparo fijado aIDn, los dispositivos diferenciales en baja tensióndeben cumplir:IDn / 2 < If < IDn

Defecto de aislamiento:Ruptura del aislamiento que provoca unacorriente de defecto a tierra o un cortocircuito através del conductor de protección.

Dispositivo diferencial residual(DDR):Aparato cuya magnitud de funcionamiento es lacorriente diferencial residual, habitualmente estáasociado o integrado en un aparato de corte.

Electrización:Aplicación de una tensión entre dos partes delcuerpo de un ser vivo.

Electrocución:Electrización que provoca la muerte.

Esquema de Conexión a Tierra(ECT):A veces se denomina también “Régimen deNeutro”.El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión yla norma UNE 20460 oficializan tres esquemasde conexión a tierra principales que se definencomo las conexiones posibles del neutro de lafuente y de las masas, a la tierra o al neutro.Posteriormente en dicha norma se definentambién las protecciones eléctricas para cadauno de ellos.

Fibrilación cardíaca:Es una disfunción del corazón que correspondea la pérdida de sincronismo de la actividad desus paredes (diástole y sístole). El paso de lacorriente alterna por el cuerpo puede ser una delas causas que motiven esta disfunción. Laconsecuencia es el paro de la circulaciónsanguínea.

Masa:Parte conductora susceptible de ser tocada ynormalmente aislada de las partes activas, peroque puede alcanzar una tensión peligrosa comoconsecuencia de un defecto de aislamiento.

Régimen de neutro:Ver Esquemas de Conexión a Tierra.

Tensión límite de seguridad (UL):Tensión U

L por debajo de la cual no existe riesgo

de electrocución.

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Dep

. leg

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. 8.3

92-9

9

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