Què és un interruptor diferencial de corrent residual (RCCB)?

Un interruptor diferencial residual (RCCB) és un dispositiu de seguretat elèctric que detecta i interromp un circuit elèctric quan hi ha una corrent de fuga cap a terra. Protegeix les persones i l'equipament contra cops elèctrics, incendis i altres perills causats per cablades defectuoses, fallida de l'aïllament o contacte accidental amb parts en viva.

Un RCCB funciona segons el principi de la llei de corrent de Kirchhoff, que estableix que la suma de les corrents que entren en un node ha de ser igual a la suma de les corrents que en surten. En un circuit normal, la corrent que flueix a través del fil en viva (calent) i el neutre és igual i oposada. No obstant això, si hi ha un defecte al circuit, com ara aïllament danysat o una persona toca un fil en viva, part de la corrent es desviarà a terra a través d'un camí alternatiu. Això crea un desequilibri entre les corrents en viva i neutre, que és detectat pel RCCB i provoca que el circuit s'interrompi en mil·lisegons.

Un RCCB consta d'un transformador toroidal amb tres bobines: una per al fil en viva, una per al neutre i una per a la bobina de detecció. Les bobines en viva i neutre produeixen fluxos magnètics iguals i oposats quan les corrents estan equilibrades. Quan hi ha un desequilibri, es genera un flux magnètic residual, que induix una tensió a la bobina de detecció. Aquesta tensió activa un relé que obre els contactes del RCCB i desconecta el circuit.

Un RCCB també té un botó de prova que permet als usuaris comprovar-ne la funcionalitat creant una petita corrent de fuga al circuit. Quan es pren, el botó de prova connecta el fil en viva del costat de càrrega al neutre de subministrament, omplint la bobina neutra del RCCB. Això causa un desequilibri en les corrents i fluxos, que hauria de fer que el RCCB s'activi. Si no ho fa, vol dir que el RCCB està defectuós o mal connectat i necessita ser reemplaçat o reparat.

Tipus d'interruptors diferencials residuels (RCCB)

Hi ha diferents tipus de RCCB basats en la seva sensibilitat a diferents tipus de corrents de fuga:

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

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

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

La sensibilitat d'un RCCB també es determina pel seu corrent residual operatiu nominal (I∆n), que és la corrent de fuga mínima que farà que es dispare. Els valors comuns d'I∆n són 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA i 1 A. Quan més baix sigui I∆n, més elevat serà el nivell de protecció contra els cops elèctrics. Per exemple, un RCCB de 30 mA pot protegir una persona de l'atac cardíac si reben un cop elèctric durant més de 0,2 segons.

Una altra classificació dels RCCB és basada en el nombre de pols:

• 2-pols: Aquest tipus té dues ranures per connectar un fil en viva i un neutre. S'utilitza per circuits monofàsics.

• 4-pols: Aquest tipus té quatre ranures per connectar tres fils en viva i un neutre. S'utilitza per circuits trifàsics.

Vantatges i desavantatges dels interruptors diferencials residuels (RCCB)

Alguns dels avantatges d'utilitzar RCCB són:

• Proporcionen protecció contra els cops elèctrics detectant corrents de fuga tan baixes com 10 mA.

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

• Són fàcils d'instal·lar i utilitzar amb botons de prova i reinici simples.

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

• Poden actuar com a interruptors de desconnectar principal a amunt de qualsevol miniature circuit breakers (MCBs).

Alguns dels desavantatges d'utilitzar RCCB són:

• No proporcionen protecció contra sobrecorrents o curts circuits, que poden causar sobrecalentaments i fusió de cables. 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 a causa de factors externs com la llamp, interferència electromagnètica o acoblament capacitatiu. Això pot causar inconvenient i pèrdua de productivitat.

• Poden no disparar a causa de factors interns com la corrosió, l'ús o l'embolcallament mecànic. Això pot comprometre la seguretat del circuit i els usuaris.

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

Com triar i instal·lar un interruptor diferencial residual (RCCB)

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

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

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

• La corrent nominal (In): El RCCB ha de tenir una In prou alta per gestionar la corrent d'operació normal del circuit, però no prou alta per superar la capacitat del MCB o fusible amb el qual està connectat. Per exemple, un RCCB de 40 A s'ha d'utilitzar amb un MCB de 32 A per a un circuit monofàsic de 230 V.

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

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

• Apagueu el subministrament elèctric principal i aïlleu el circuit que necessita protecció per part del RCCB.

• Connecteu el(s) fil(s) en viva del costat de subministrament a la terminal d'entrada del RCCB marcat com L1, L2 i L3.

• Connecteu el fil neutre del costat de subministrament a la terminal d'entrada del RCCB marcat com N.

• Connecteu el(s) fil(s) en viva del costat de càrrega a la terminal de sortida del RCCB marcat com L1’, L2’ i L3’.

• Connecteu el fil neutre del costat de càrrega a la terminal de sortida del RCCB marcat com N’.

• Assegureu-vos que totes les connexions són fortes i segures i que no hi ha cables alliberats o exposats.

• Enceneu el subministrament elèctric principal i proveu el RCCB prement el botó de prova. El RCCB hauria de disparar i desconectar el circuit. Si no ho fa, comproveu errors de cablació o components defectuosos i arregleu-los abans d'utilitzar el circuit.

• Reiniciu el RCCB prement el botó de reinici. El RCCB hauria de tancar i reconectar el circuit. Si no ho fa, comproveu errors de cablació o components defectuosos i arregleu-los abans d'utilitzar el circuit.

Resum

Un interruptor diferencial residual (RCCB) és un dispositiu de seguretat elèctric que detecta i interromp un circuit elèctric quan hi ha una corrent de fuga cap a terra. Protegeix les persones i l'equipament contra cops elèctrics, incendis i altres perills causats per cablades defectuoses, fallida de l'aïllament o contacte accidental amb parts en viva.

Un RCCB funciona segons el principi de la llei de corrent de Kirchhoff, que estableix que la suma de les corrents que entren en un node ha de ser igual a la suma de les corrents que en surten. En un circuit normal, la corrent que flueix a través del fil en viva i el neutre és igual i oposada. No obstant això, si hi ha un defecte al circuit, part de la corrent es desviarà a terra a través d'un camí alternatiu. Això crea un desequilibri entre les corrents en viva i neutre, que és detectat pel RCCB i provoca que el circuit s'interrompi en mil·lisegons.

Un RCCB consta d'un transformador toroidal amb tres bobines: una per al fil en viva, una per al neutre i una per a la bobina de detecció. Les bobines en viva i neutre produeixen fluxos magnètics iguals i oposats quan les corrents estan equilibrades. Quan hi ha un desequilibri, es genera un flux magnètic residual, que induix una tensió a la bobina de detecció. Aquesta tensió activa un relé que obre els contactes del RCCB i desconecta el circuit.

Un RCCB també té un botó de prova que permet als usuaris comprovar-ne la funcionalitat creant una petita corrent de fuga al circuit. Quan es pren, el botó de prova connecta el fil en viva del costat de càrrega al neutre de subministrament, omplint la bobina neutra del RCCB. Això causa un desequilibri en les corrents i fluxos, que hauria de fer que el RCCB s'activi. Si no ho fa, vol dir que el RCCB està defectuós o mal connectat i necessita ser reemplaçat o reparat.

Hi ha diferents tipus de RCCB basats en la seva sensibilitat a diferents tipus de corrents de fuga: tipus AC, tipus A, tipus B i tipus F. La sensibilitat d'un RCCB també es determina pel seu corrent residual operatiu nominal (I∆n), que és la corrent de fuga mínima que farà que es dispare. Els valors comuns d'I∆n són 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA i 1 A. Quan més baix sigui I∆n, més elevat serà el nivell de protecció contra els cops elèctrics.

Una altra classificació dels RCCB és basada en el nombre de pols: 2-pols i 4-pols. El nombre de pols ha de coincidir amb la tensió de subministrament del circuit.

Alguns dels avantatges d'utilitzar RCCB són: proporcionen protecció contra els cops elèctrics, prevencen incendis i daus a l'equipament, són fàcils d'instal·lar i utilitzar, són compatibles amb diferents tipus de càrregues i corrents, i poden actuar com a interruptors de desconnectar principal. Alguns dels desavantatges d'utilitzar RCCB són: no proporcionen protecció contra sobrecorrents o curts circuits, poden disparar innecessàriament a causa de factors externs, poden no disparar a causa de factors interns, i són més caros i voluminosos que els MCB o fusibles.

Per triar i instal·lar un RCCB, s'han de considerar els següents factors: el tipus de càrrega i corrent, el corrent residual operatiu nominal (I∆n), la corrent nominal (In) i el nombre de pols. El RCCB s'ha de connectar en sèrie amb un MCB o un fusible que pugui gestionar la corrent nominal del circuit. El RCCB s'ha de provar i reiniciar regularment per assegurar-ne la funcionalitat i seguretat.