¿Qué es un interruptor diferencial de corriente residual (RCCB)?

Un interruptor automático de corriente residual (IACR) es un dispositivo de seguridad eléctrica que detecta e interrumpe un circuito eléctrico cuando hay una corriente de fuga a tierra. Protege a las personas y equipos contra descargas eléctricas, incendios y otros peligros causados por cables defectuosos, fallas en la aislación o contacto accidental con partes activas.

Un IACR funciona según el principio de la ley de corrientes de Kirchhoff, que establece que la suma de las corrientes que entran en un nodo debe ser igual a la suma de las corrientes que salen de ese nodo. En un circuito normal, la corriente que fluye a través del cable activo (fase) y el cable neutro es igual y opuesta. Sin embargo, si hay una falla en el circuito, como aislamiento dañado o una persona tocando un cable activo, parte de la corriente se desviará a tierra a través de una ruta alternativa. Esto crea un desequilibrio entre las corrientes activa y neutra, que es detectado por el IACR y lo hace disparar (cortar) el circuito en milisegundos.

Un IACR consta de un transformador toroidal con tres bobinas: una para el cable activo, una para el cable neutro y una para la bobina de detección. Las bobinas activa y neutra producen fluxos magnéticos iguales y opuestos cuando las corrientes están equilibradas. Cuando hay un desequilibrio, se genera un flujo magnético residual, que induce un voltaje en la bobina de detección. Este voltaje activa un relé que abre los contactos del IACR y desconecta el circuito.

Un IACR también tiene un botón de prueba que permite a los usuarios comprobar su funcionalidad creando una pequeña corriente de fuga en el circuito. Al presionarlo, el botón de prueba conecta el cable activo del lado de la carga al neutro de suministro, omitiendo la bobina neutra del IACR. Esto causa un desequilibrio en las corrientes y fluxos, lo que debería hacer que el IACR dispare. Si no lo hace, significa que el IACR está defectuoso o incorrectamente conectado y necesita ser reemplazado o reparado.

Tipos de Interruptores Automáticos de Corriente Residual

Existen diferentes tipos de IACRs basados en su sensibilidad a diferentes tipos de corrientes de fuga:

• Tipo AC: Este tipo responde solo a corrientes alternas (CA). Es adecuado para aplicaciones generales donde no haya dispositivos electrónicos o variadores de frecuencia que produzcan corrientes directas o pulsantes.

• Tipo A: Este tipo responde a corrientes alternas y pulsantes directas (CD). Es adecuado para aplicaciones donde haya dispositivos electrónicos como computadoras, televisores o luces LED que generen corrientes rectificadas o cortadas.

• Tipo B: Este tipo responde a corrientes alternas, pulsantes CD y CD suaves. Es adecuado para aplicaciones donde haya dispositivos como inversores solares, cargadores de baterías o vehículos eléctricos que generen corrientes CD suaves.

• Tipo F: Este tipo responde a corrientes alternas, pulsantes CD, CD suaves y corrientes alternas de alta frecuencia hasta 1 kHz. Es adecuado para aplicaciones donde haya dispositivos como convertidores de frecuencia, cocinas inducción o atenuadores que generen corrientes de alta frecuencia.

La sensibilidad de un IACR también se determina por su corriente nominal de operación residual (I∆n), que es la corriente de fuga mínima que hará que se dispare. Los valores comunes de I∆n son 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA y 1 A. Cuanto menor sea el I∆n, mayor será el nivel de protección contra descargas eléctricas. Por ejemplo, un IACR de 30 mA puede proteger a una persona de un paro cardíaco si recibe una descarga durante más de 0.2 segundos.

Otra clasificación de los IACRs se basa en su número de polos:

• 2 polos: Este tipo tiene dos ranuras para conectar un cable activo y un cable neutro. Se utiliza para circuitos monofásicos.

• 4 polos: Este tipo tiene cuatro ranuras para conectar tres cables activos y un cable neutro. Se utiliza para circuitos trifásicos.

Ventajas y Desventajas de los Interruptores Automáticos de Corriente Residual

Algunas de las ventajas de usar IACRs son:

• Proporcionan protección contra descargas eléctricas al detectar corrientes de fuga tan bajas como 10 mA.

• Previenen incendios y daños en equipos al interrumpir rápidamente circuitos defectuosos.

• Son fáciles de instalar y operar con botones de prueba y reinicio sencillos.

• Son compatibles con diferentes tipos de cargas y corrientes (CA, CD, de alta frecuencia).

• Pueden actuar como interruptores de desconexión principales aguas arriba de cualquier mini-interruptor automático (MIA).

Algunas de las desventajas de usar IACRs son:

• No proporcionan protección contra sobrecorrientes o cortocircuitos, que pueden causar sobrecalentamiento y fusión de cables. Por lo tanto, deben usarse en serie con un MIA o un fusible que pueda manejar la corriente nominal del circuito.

• Pueden dispararse innecesariamente debido a factores externos como rayos, interferencia electromagnética o acoplamiento capacitivo. Esto puede causar inconvenientes y pérdida de productividad.

• Pueden fallar en dispararse debido a factores internos como corrosión, desgaste o atascamiento mecánico. Esto puede comprometer la seguridad del circuito y de los usuarios.

• Son más caros y voluminosos que los MIAs o los fusibles.

Cómo Elegir e Instalar un Interruptor Automático de Corriente Residual

Para elegir el IACR correcto para un circuito, se deben considerar los siguientes factores:

• El tipo de carga y corriente: El IACR debe coincidir con el tipo de carga (CA, CD, de alta frecuencia) y el tipo de corriente (pura, pulsante, suave) que protegerá. Por ejemplo, un IACR tipo B debe usarse para un inversor solar que genere una corriente CD suave.

• La corriente nominal de operación residual (I∆n): El IACR debe tener un I∆n lo suficientemente bajo para proporcionar una protección adecuada contra descargas eléctricas, pero no tan bajo como para causar disparos molestos. Por ejemplo, un IACR de 30 mA se recomienda para aplicaciones domésticas y comerciales, mientras que un IACR de 100 mA es adecuado para aplicaciones industriales.

• La corriente nominal (In): El IACR debe tener un In lo suficientemente alto para manejar la corriente de operación normal del circuito, pero no tan alto como para exceder la capacidad del MIA o fusible con el que está conectado. Por ejemplo, un IACR de 40 A debe usarse con un MIA de 32 A para un circuito monofásico de 230 V.

• El número de polos: El IACR debe tener el mismo número de polos que el voltaje de suministro. Por ejemplo, un IACR de 2 polos debe usarse para un circuito monofásico de 230 V, mientras que un IACR de 4 polos debe usarse para un circuito trifásico de 400 V.

Para instalar un IACR, se deben seguir los siguientes pasos:

• Apague el suministro principal de energía y aísle el circuito que necesita ser protegido por el IACR.

• Conecte el cable activo(s) del lado de suministro a la terminal(es) de entrada del IACR marcada(s) como L1, L2 y L3.

• Conecte el cable neutro del lado de suministro a la terminal de entrada del IACR marcada como N.

• Conecte el cable activo(s) del lado de la carga a la terminal(es) de salida del IACR marcada(s) como L1’, L2’ y L3’.

• Conecte el cable neutro del lado de la carga a la terminal de salida del IACR marcada como N’.

• Asegúrese de que todas las conexiones estén firmes y seguras y que no haya cables sueltos o expuestos.

• Encienda el suministro principal de energía y pruebe el IACR presionando el botón de prueba. El IACR debe dispararse y desconectar el circuito. Si no lo hace, busque errores de cableado o componentes defectuosos y repárelos antes de usar el circuito.

• Reinicie el IACR presionando el botón de reinicio. El IACR debe cerrarse y reconectar el circuito. Si no lo hace, busque errores de cableado o componentes defectuosos y repárelos antes de usar el circuito.

Resumen

Un interruptor automático de corriente residual (IACR) es un dispositivo de seguridad eléctrica que detecta e interrumpe un circuito eléctrico cuando hay una corriente de fuga a tierra. Protege a las personas y equipos contra descargas eléctricas, incendios y otros peligros causados por cables defectuosos, fallas en la aislación o contacto accidental con partes activas.

Un IACR funciona según el principio de la ley de corrientes de Kirchhoff, que establece que la suma de las corrientes que entran en un nodo debe ser igual a la suma de las corrientes que salen de ese nodo. En un circuito normal, la corriente que fluye a través de los cables activo y neutro es igual y opuesta. Sin embargo, si hay una falla en el circuito, parte de la corriente se desviará a tierra a través de una ruta alternativa. Esto crea un desequilibrio entre las corrientes activa y neutra, que es detectado por el IACR y lo hace disparar el circuito en milisegundos.

Un IACR consta de un transformador toroidal con tres bobinas: una para el cable activo, una para el cable neutro y una para la bobina de detección. Las bobinas activa y neutra producen fluxos magnéticos iguales y opuestos cuando las corrientes están equilibradas. Cuando hay un desequilibrio, se genera un flujo magnético residual, que induce un voltaje en la bobina de detección. Este voltaje activa un relé que abre los contactos del IACR y desconecta el circuito.

Un IACR también tiene un botón de prueba que permite a los usuarios comprobar su funcionalidad creando una pequeña corriente de fuga en el circuito. Al presionarlo, el botón de prueba conecta el cable activo del lado de la carga al neutro de suministro, omitiendo la bobina neutra del IACR. Esto causa un desequilibrio en las corrientes y fluxos, lo que debería hacer que el IACR dispare. Si no lo hace, significa que el IACR está defectuoso o incorrectamente conectado y necesita ser reemplazado o reparado.

Existen diferentes tipos de IACRs basados en su sensibilidad a diferentes tipos de corrientes de fuga: tipo AC, tipo A, tipo B y tipo F. La sensibilidad de un IACR también se determina por su corriente nominal de operación residual (I∆n), que es la corriente de fuga mínima que hará que se dispare. Los valores comunes de I∆n son 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA y 1 A. Cuanto menor sea el I∆n, mayor será el nivel de protección contra descargas eléctricas.

Otra clasificación de los IACRs se basa en su número de polos: 2 polos y 4 polos. El número de polos debe coincidir con el voltaje de suministro del circuito.

Algunas de las ventajas de usar IACRs son: proporcionan protección contra descargas eléctricas, previenen incendios y daños en equipos, son fáciles de instalar y operar, son compatibles con diferentes tipos de cargas y corrientes, y pueden actuar como interruptores de desconexión principales. Algunas de las desventajas de usar IACRs son: no proporcionan protección contra sobrecorrientes o cortocircuitos, pueden dispararse innecesariamente debido a factores externos, pueden fallar en dispararse debido a factores internos, y son más caros y voluminosos que los MIAs o los fusibles.

Para elegir e instalar un IACR, se deben considerar los siguientes factores: el tipo de carga y corriente, la corriente nominal de operación residual (I∆n), la corriente nominal (In) y el número de polos. El IACR debe estar conectado en serie con un MIA o un fusible que pueda manejar la corriente nominal del circuito. El IACR debe probarse y reiniciarse regularmente para asegurar su funcionalidad y seguridad.

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