PROTECCIÓN EN LAS INSTALACIONES ELECTRICAS

Todas las instalaciones eléctricas tienen que disponer de una serie de elementos de protección, tanto para las personas como para la propia instalación.

Principalmente encontramos dispositivos para la protección de contactos directos e indirectos como son los interruptores diferenciales, así como protección contra sobreintensidades y cortocircuitos, además de protección contra sobretensiones.

La utilización de estos elementos es obligatoria en la mayoría de los casos y viene fijada en el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT).

Son muy importantes los elementos de protección que se emplean a diario en cualquier instalación eléctrica, de automatización, de motores, fotovoltaica, de telecomunicaciones, etc., pero también son de suma importancia las conexión a tierra, los aislamientos, las uniones de cableado, el orden y limpieza, etc, ya que todo lo anterior contribuye a implementar una instalación eléctrica segura.

Indice de Contenidos:

-Protección y Normativa
-Protección Contra SobreIntensidades
-Protección Contra SobreTensiones
-Protección Contactos Directos e Indirectos
-Instalación de Puesta a Tierra

Protecciones y Normativa

Lógicamente en el REBT viene especificado todos los elementos de protección obligatorios en las instalaciones eléctricas.

En el siguiente esquema podemos ver que Instrucción Técnica Complementaria (ITC) del reglamento nos habla de las diferentes protecciones.



Veamos uno a uno cada apartado del esquema.

Proteción Contra Sobreintensidades

Las sobreintensidades pueden estar causadas por:

Sobrecarga: Se produce cuando circula por la instalación una intensidad superior a la que fue diseñada. Puede deberse a defectos de aislamiento, a fallo en los receptores o por conectar más receptores de los soportados.

Cortocircuito: Se produce cuando se somete a tensión a dos puntos de la instalación sin resistencia entre ellos, lo que provoca una intensidad muy elevada en poco tiempo. Puede deberse a la unión accidental de dos conductores o a un fallo en los receptores.

Para proteger la instalación de sobreintensidades se emplean los fusibles en menor medida, y de manera habitual los interruptores automáticos magnetotérmicos, también llamados PIA (pequeños interruptores automáticos).


Los Fusibles protegen la instalación abriendo el circuito mediante la rotura del elemento fusible (que se funde) cuando la intensidad es superior a la permitida.

Recordamos que un aumento de la intensidad provoca un aumento de la temperatura por donde pasa, por lo que la fusión del hilo metálico se debe al calor que produce la corriente al atravesarlo.

Generalmente, están formados por un cartucho donde se aloja un hilo metálico, rodeado de un material que actúa como medio de extinción.

El cartucho se aloja en una base, denominada portafusibles, que actúa como protector del conjunto y facilita el cambio de los fusibles.



El Interruptor Magnetotérmico es el dispositivo ideal para una protección de sobrecarga y cortocircuito continuada.

Su funcionamiento se basa en el calentamiento de un bimetal (sobrecarga) o activación de una bobina (cortocircuito).

Bobina = Protección Magnética (Magneto), accionamiento rápido en cortocircuito
Bimetal = Protección Térmica (Térmico) accionamiento lento en sobrecargas

Ambos actúan sobre un contacto que desconecta el circuito.

Una vez extinguida la causa que provocó la desconexión puede volver a rearmarse levantando la palanca.

Para la elección del magnetotérmico debe conocerse el tipo de receptor, ya que algunos receptores como motores eléctricos requieren intensidades muy superiores a las nominales durante el arranque, sin que esto sea perjudicial para la instalación.

Un ejemplo particular de estos magnetotérmicos son los guardamotores, que disponen de una curva de disparo que los hace más robustos frente a las sobreintensidades transitorias típicas de los arranques de los motores.


Parámetros importantes a tener en cuenta en la elección: su tensión nominal, la corriente máxima de funcionamiento (If) a la que el dispositivo no salta y su curva y características de disparo que se trata de una gráfica donde se representa cuándo se producen los disparos en función de la intensidad.

También es importante su disparo magnético y el térmico.

Disparo magnético: Corriente a la cuál salta el relé magnético del dispositivo y que se indica cómo nIf, siendo n el número de veces If

Disparo térmico: Corriente a la cuál salta el relé térmico del dispositivo. Se indica también como nIf.

Para saber mucho más sobre este dispositivo visita: El Magnetotérmico

Protección contra Sobretensiones

Los proveedores de energía suministran un voltaje constante, por ejemplo, en España es de 230 voltios en monofásica y 400V en trifásica.

Sin embargo, las fluctuaciones de esta tensión en una instalación pueden ocurrir como resultado de influencias dentro de la red o externas a ella y ser suficiente para dañar equipos eléctricos sensibles.

Se define sobretensión al aumento de tensión en la red de alimentación, es decir, subidas de tensión que son más altas de lo normal.

Estas sobretensiones pueden ser pequeñas o grandes, pero en cualquier caso, reduce el rendimiento de los dispositivos eléctricos y/o posiblemente los dañe al estar enchufados.

Los picos de tensión, que son el valor que aumentará tensión nominal del sistema, pueden ir desde tan solo un voltio por encima hasta miles de voltios en exceso, como por ejemplo cuando un rayo cae sobre las líneas eléctricas o en un transformador.

Las principales razones por las que se producen son: la sobrecarga eléctrica, rotura de un cable, los rayos y la restauración de la energía después de un corte o apagón eléctrico en un Centro de Transformación.

En función de la duración hablaremos de sobretensiones transitorias, las más habituales, o permanentes, las más dañinas.

- Las transitorias son aumentos muy altos de voltaje y de muy corta duración (milisegundos).

La mayoría son causados ​​por descargas eléctricas atmosféricas (rayos) y provocan miles de voltios en la instalación.

- Las permanentes son aumentos de tensión durante un período de tiempo más largo o incluso indeterminado, y se dan cuando supera el 10% de la tensión nominal, en España 230V en monofásica y 400V en trifásica.

Si son mayores del 10%, en monofásica se consideran sobretensiones aquellas superiores a 270V y además que sea prolongada en el tiempo.

Estas sobretensiones también pueden provocar daños en los equipos eléctricos.

Cuando hay una ruptura o corte en la conexión del neutro, esto suele provocar la descompensación de las fases, aumentando la tensión en todas las fases y se traduce en estas sobretensiones permanentes.

En definitiva se producen por desequilibrio de fases, generalmente provocado por problemas en la red de distribución eléctrica, o por fallos en la conexión del conductor neutro o rotura del mismo.

Protección contra SobreTensiones Transitorias

Normalmente son producidas por culpa de un rayo en una tormenta, provocando sobretensiones de miles de voltios.

El dispositivo deriva el exceso de corriente producido por la sobretensión a tierra y actúa de forma muy rápida para no poner en peligro la instalación y sus aparatos.

Llevan en su interior un varistor que en funcionamiento normal hace que el dispositivo actúe como un aislante y no permite que fluya la corriente.

Sin embargo, si se supera una tensión predefinida, la resistencia del dispositivo cae rápidamente y se inicia la descarga del exceso de corriente producida por la sobretensión a través del conductor de tierra.

Por este motivo muchas veces en lugar de limitador de sobretensión también se llaman descargadores de sobretensión.

¡¡¡OJO!!! cuando nos protegen una vez, por ejemplo de un rayo en una tormenta, el varistor interno se estropea y hay que cambiar el cartucho del módulo del protector.



Para Saber Más visita: Protección Contra SobreTensiones

Protección Contra Sobretensiones Permanentes

En este caso los varistores resultan ineficaces y se emplean exclusivamente para disparar un interruptor de desconexión.

Es una bobina que corta el magnetotérmico si supera el 10% de la tensión nominal.

La bobina que actúa sobre los magnetotérmicos es el protector de sobretensión.

Cuando supera un 10% la tensión nominal, el dispositivo manda una orden a una bobina y esa bobina nos tira el interruptor magnetotérmico, es decir, se dispara (abre) el magnetotérmico y abre el circuito eléctrico, no dejando pasar la corriente a la instalación hasta que el problema, la sobretensión, no se haya corregido.

En este caso la protección es por desconexión de la instalación, no por descarga por tierra, como sucedía en las transitorias.



Para Saber Más visita: Protección Contra SobreTensiones

Proteccion contra SobreTensiones Transitorias y Permanentes

Son dispositivos llamados Combi, si detectan una descarga tipo rayo, que sería transitoria, deriva a tierra el exceso de corriente por la sobretensión, y si es permanente, hace que se dispare la bobina del magnetotérmico cortando la corriente en la instalación.

Vienen en bloque los 4 dispositivos unidos eléctricamente mediante un peine, lo que hace que nos ahorremos bastante en cableado.



Para Saber Más visita: Protección Contra SobreTensiones

Protecciòn Contactos Directos e Indirectos

Se entiende por contacto directo aquel en el que el cuerpo humano toca directamente un conductor activo.

Las protecciones contra contactos directos se centran en el aislamiento de los conductores activos, protección por barreras o envolventes, obstáculos, etc.

Lo anterior se detalla en la ITC−BT 24.

El contacto indirecto se produce cuando, por efecto de un fallo en un receptor o conductor, se desvía la corriente eléctrica a través de las partes metálicas conductoras, tocando el cuerpo humano a éstas.

El dispositivo que permite desconectar la instalación por la corriente diferencial residual o vulgarmente “fuga de corriente”, que no ha de superar los 30 mA, es el interruptor diferencial.

Es un dispositivo que compara las intensidades de ida y vuelta a los receptores, y si es mayor que un valor fijado, denominado sensibilidad, abre el circuito mediante un relé magnético denominado relé diferencial.

Además de la palanca o leva que abre o cierra el circuito de manera manual, existe un pulsador de test, mediante el cual se crea un defecto de aislamiento entre la fase y el neutro para comprobar que el dispositivo acciona el relé correctamente.




Parámetros a tener en cuenta en su elección:

Corriente nominal. A mayor corriente el dispositivo puede fallar pero no salta como el magnetotérmico.

Sensibilidad: Las habituales son 30 mA y 300 mA. Éstos últimos habituales en diferenciales en cascada, de este modo aguas arriba, si colocamos los de 300 mA no saltan todos a la vez.

En este caso, también podrían instalarse interruptores diferenciales selectivos o con retardo tipo ‘S’, en vez de aumentar la sensibilidad.

Si dispone de rearme: Más caros. Ideales para uso doméstico y muy recomendable en caso de que el diferencial salte con cierta frecuencia.

Para saber más visita: diferencial

Instalación de Puesta a Tierra

Todas las partes metálicas de una instalación incluidas las de los receptores (masas) han de estar unidas a un punto común que se unirá a tierra mediante conductores.

En caso de algún fallo de aislamiento, la corriente de fuga se canalizará a tierra a través del conductor de protección incluido en la instalación para tal fin (color verde amarillo).

La ITC−BT−18 establece los siguientes elementos:

Tomas de tierra: Compuesta por los electrodos, la línea de enlace con tierra y los puntos de puesta a tierra.

Los electrodos introducen en el terreno las corrientes de fuga y pueden estar formados por barras, tubos, pletinas, conductores desnudos, placas,etc.

A la hora de dimensionar los electrodos hay que tener en cuenta los siguientes valores de resistencia:

Edificios sin pararrayos: R < 80Ω.
Edificios con pararrayos: R < 75Ω.
Edificios con instalaciones especiales: R < 5Ω.

Instalación de tierra: Formada por la línea principal de tierra, las líneas secundarias y el conductor de protección.

La puesta a tierra se realiza sin fusibles ni protecciones, con conductores con secciones adecuadas hacia los electrodos enterrados en el suelo.

Se conectan a tierra todas las estructuras metálicas del edificio como guías de ascensor, pararrayos, antenas, instalaciones de gas, centralización de contadores, etc.

Para saber más visita: Puesta a Tierra


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