Què és un interruptor diferencial de corrent residual?

Què és un interruptor diferencial de corrent residual?

Definició d’IDCR

Un Interruptor Diferencial de Corrent Residual (IDCR) es defineix com un dispositiu de seguretat que detecta i interromp una circuit quan hi ha una fuga de corrent cap a terra.

Principi de funcionament

Un IDCR opera basant-se en la llei de corrents de Kirchhoff, que estableix que el total de corrent que entra en un node és igual al total de corrent que en surt. En un circuit normal, els corrents en els fils fase i neutre estan equilibrats. Si hi ha un defecte, com ara aïllament deteriorat o contacte amb un fil fase, una part del corrent flueix cap a terra. Aquest desequilibri és detectat per l'IDCR, provocant que es dispare i interrompi el circuit en mil·lisegons.

Un IDCR conté un transformador toroidal amb tres bobines: fil fase, fil neutre i bobina de detecció. Quan els corrents estan equilibrats, les bobines de fil fase i neutre produeixen fluxos magnètics iguals i oposats. Un desequilibri genera un flux magnètic residual, induint tensió en la bobina de detecció. Aquesta tensió activa un relé per obrir els contactes de l'IDCR i interrompre el circuit.

Un IDCR inclou un botó de prova per als usuaris per comprovar la seva funcionalitat creant una petita fuga de corrent. Premre el botó connecta el fil fase del costat de càrrega al neutre de subministrament, evitant la bobina neutra. Això provoca un desequilibri de corrent, fent que l'IDCR es disperi. Si no es dispara, l'IDCR pot estar defectuós o mal connectat i necessita reparació o substitució.

Tipus d’IDCRs

Hi ha diferents tipus d’IDCRs basats en la seva sensibilitat a diferents tipus de fugues de corrent:

• Tipus AC: Aquest tipus respon només a corrents alternades (CA) pures. És adequat per a aplicacions generals on no hi ha dispositius electrònics o variadors de freqüència que produeixin corrents directes o pulsants.

• Tipus A: Aquest tipus respon a corrents CA i DC pulsants. És adequat per a aplicacions on hi ha dispositius electrònics com ordinadors, televisors o llums LED que generen corrents retificades o tallades.

• Tipus B: Aquest tipus respon a corrents CA, DC pulsants i DC suaus. És adequat per a aplicacions on hi ha dispositius com inversors solars, carregadors de bateries o vehicles elèctrics que generen corrents DC suaus.

• Tipus F: Aquest tipus respon a corrents CA, DC pulsants, DC suau i CA de alta freqüència fins a 1 kHz. És adequat per a aplicacions on hi ha dispositius com convertidors de freqüència, cuiners a inducció o dimmers que generen corrents de alta freqüència.

La sensibilitat d'un IDCR es determina pel seu corrent residual operatiu nominal (I∆n), el mínim corrent de fuga necessari per disparar-lo. Els valors comuns d'I∆n són 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA i 1 A. Els valors més baixos d'I∆n oferixen una major protecció contra els xocs elèctrics. Per exemple, un IDCR de 30 mA pot protegir contra l'aturada cardíaca si el xoc dura més de 0,2 segons.

Una altra classificació dels IDCRs es basa en el nombre de polsos:

• 2 polsos: Aquest tipus té dos ranures per connectar un fil fase i un fil neutre. S'utilitza per circuits monofàsics.

• 4 polsos: Aquest tipus té quatre ranures per connectar tres fils fase i un fil neutre. S'utilitza per circuits trifàsics.

Avantatges

• Proporcionen protecció contra els xocs elèctrics detectant fugues de corrent tan baixes com 10 mA.

• Prevencen incendis i daus a l'equipament interrompent ràpidament els circuits defectuosos.

• Són fàcils d'instal·lar i operar amb botons de prova i reinici senzills.

• Són compatibles amb diferents tipus de càrregues i corrents (CA, DC, alta freqüència).

• Poden actuar com a interruptors de desconnectat principal a amont de qualsevol MCB derivat (IEE-Business).

Desavantatges

• No proporcionen protecció contra sobrecorrents o curts circuits, que poden causar supercalorització i fusió dels fils. Per tant, s'han d'utilitzar en sèrie amb un MCB o un fusible que pugui gestionar la corrent nominal del circuit.

• Poden disparar innecessàriament per factors externs com ara tempestes, interferències electromagnètiques o acoblament capacitatiu. Això pot causar inconvenients i pèrdua de productivitat.

• Poden no disparar per factors interns com la corrosió, l'ús o l'enganxament mecànic. Això pot comprometre la seguretat del circuit i dels usuaris.

• Són més caros i voluminosos que els MCBs o fusibles.

Elecció d’IDCRs

Per triar el correcte IDCR per a un circuit, s'han de considerar els següents factors:

• El tipus de càrrega i corrent: L'IDCR hauria de coincidir amb el tipus de càrrega (CA, DC, alta freqüència) i el tipus de corrent (pura, pulsant, suau) que protegeix. Per exemple, un IDCR de tipus B s'hauria d'utilitzar per a un inversor solar que genera una corrent DC suau.

• El corrent residual operatiu nominal (I∆n): L'IDCR hauria de tenir un I∆n prou baix per proporcionar una protecció adequada contra els xocs elèctrics, però no massa baix per causar disparades molestes. Per exemple, un IDCR de 30 mA és recomanable per a aplicacions domèstiques i comercials, mentre que un IDCR de 100 mA és adequat per a aplicacions industrials.

• La corrent nominal (In): L'IDCR hauria de tenir un In prou alt per gestionar la corrent operativa normal del circuit, però no massa alt per excedir la capacitat del MCB o fusible amb què està connectat. Per exemple, un IDCR de 40 A s'hauria d'utilitzar amb un MCB de 32 A per a un circuit monofàsic de 230 V.

• El nombre de polsos: L'IDCR hauria de tenir el mateix nombre de polsos que la tensió de subministrament. Per exemple, un IDCR de 2 polsos s'hauria d'utilitzar per a un circuit monofàsic de 230 V, mentre que un IDCR de 4 polsos s'hauria d'utilitzar per a un circuit trifàsic de 400 V.

Per instal·lar un IDCR, s'han de seguir els següents passos:

• Apaga el subministrament principal d'electricitat i aïlla el circuit que necessita ser protegit per l'IDCR.

• Connecta el(s) fil(s) fase des del costat de subministrament a la(s) terminal(s) d'entrada de l'IDCR marcat(es) com a L1, L2 i L3.

• Connecta el fil neutre des del costat de subministrament a la terminal d'entrada de l'IDCR marcat com a N.

• Connecta el(s) fil(s) fase des del costat de càrrega a la(s) terminal(s) de sortida de l'IDCR marcat(es) com a L1’, L2’ i L3’.

• Connecta el fil neutre des del costat de càrrega a la terminal de sortida de l'IDCR marcat com a N’.

• Assegura't que totes les connexions estiguin ben ajustades i segures i que no hi hagi fils suaus o exposats.

• Encén el subministrament principal d'electricitat i prova l'IDCR prement el botó de prova. L'IDCR hauria de disparar i interrompre el circuit. Si no ho fa, comprova si hi ha errors de cablació o components defectuosos i arregla'ls abans d'utilitzar el circuit.

• Reinicia l'IDCR prement el botó de reinici. L'IDCR hauria de tancar i reconectar el circuit. Si no ho fa, comprova si hi ha errors de cablació o components defectuosos i arregla'ls abans d'utilitzar el circuit.