Controladores permanentes de
aislamiento (CPA) Schneider Electric
■ Disposiciones
generales
El esquema de distribución en baja tensión IT no
requiere el corte de energía automático cuando ocurre un fallo de aislamiento,
llamado "primer fallo".
De hecho, se ha visto en el post: “Contactos
indirectos en un esquema de distribución de baja tensión IT (neutro aislado)”
descrito en el link:
que para este esquema las tensiones de contacto
que se desarrollan durante un primer fallo de aislamiento no son peligrosas
para las personas.
Por lo tanto, la explotación de un sistema
eléctrico con neutro aislado puede continuar a pesar del "primer fallo",
lo que incrementa la continuidad del servicio.
Este esquema requiere la instalación de las
siguientes medidas:
- Instalación de un controlador permanente de aislamiento (CPA), impuesto por la norma IEC 61557-8, además de las normas IEC 61326-1 y 61326-10 que se refieren a la Compatibilidad Electromagnética (CEM)., estos controladores de aislamiento deben señalizar el "primer fallo" (con una señal audible, visual o ambas).
- Búsqueda del primer fallo de aislamiento mediante un servicio de mantenimiento competente para obtener todos los beneficios de este esquema. Esta búsqueda debe llevarse a cabo dentro de las ocho horas posteriores a la aparición del defecto, puede facilitarse mediante el uso de equipos de localización automática.
- Corte automático cuando aparece un nuevo fallo "segundo fallo".
- Verificación de las condiciones de disparo de los dispositivos de protección contra fallos entre fases, con la instalación de medidas especiales si estas condiciones no pueden garantizarse (ver § disposiciones especiales).
- Instalación, en la cabecera de la instalación, de un dispositivo limitador de sobretensión conectado entre el neutro del transformador de distribución y tierra o entre una fase y tierra si el neutro no es accesible.
■ Controladores de
aislamiento y localizadores del primer
defecto
Se han desarrollado sistemas de control de
aislamiento y localizadores del primer fallo que proporcionan una reducción
significativa en las operaciones del servicio de mantenimiento.
El principio de estos controladores consiste en
aplicar, por medio de un generador adecuado, una pequeña tensión de baja frecuencia
o una pequeña tensión continua entre la red a controlar y tierra. Cuando el
aislamiento disminuye, se establece una corriente de fuga, su medición permite
evaluar el nivel de aislamiento de la red y localizar la posición de un posible
defecto.
Solo los sistemas que
inyectan una señal de baja frecuencia pueden localizar los fallos, pueden utilizarse
tanto en sistemas de c.c. como de c.a., algunos pueden distinguir entre la parte
resistiva y la parte capacitiva de la corriente de tierra, y así realizar la
correcta medida de la resistencia de aislamiento de la red.
Los logros modernos permiten la medición
permanente de la resistencia de aislamiento de cada circuito; se hace así posible la prevención del
primer defecto. Las mediciones realizadas en la instalación se transmiten por red
digital a una unidad central de procesamiento que elabora toda la información
necesaria para los técnicos de mantenimiento.
□ Ejemplo 1: Búsqueda
móvil manual (ver Fig. 1)
El generador puede ser fijo o móvil, el detector
y la pinza amperimétrica son móviles.
1: Generador fijo BF
2: Generador móvil BF
3: Detectores de pinza amperimétrica móviles
Figura 1: Búsqueda móvil manual
□ Ejemplo 2: Búsqueda
fija automática (ver Fig. 2)
El controlador de aislamiento permanente y los
detectores asociados con sus transformadores de intensidad toroidales
instalados en cada salida de circuito hacen posible tener un sistema de
búsqueda automática bajo tensión.
1: Generador fijo BF
2: Detectores fijos
Figura 2: Búsqueda fija automática
□ Ejemplo
3: Búsqueda y detección automática (ver Fig. 3)
El controlador de aislamiento y los detectores
asociados con sus transformadores de intensidad toroidales instalados en cada salida
de circuito permiten seguir la evolución del nivel de aislamiento de cada
circuito.
La unidad central de procesamiento se comunica
con un PC que proporciona la visión general de la red, su nivel de aislamiento
y la evolución del aislamiento de cada circuito.
1: Generador fijo BF y central de tratamiento
2: Detectores
3: PC
4: Red digital
Figura 3: Búsqueda y explotación
automática
■ Disposiciones especiales
□ Uso de dispositivos
diferenciales de alta sensibilidad (ver Fig. 4)
La utilización de dispositivos diferenciales de
alta sensibilidad (≤ 30 mA) es obligatorio en los siguientes casos:
- En circuitos de toma de corriente asignada ≤ 32 A, independientemente del local
- En circuitos de tomas de corriente en locales húmedos cualquiera que sea su corriente nominal
- En circuitos de tomas de corriente en instalaciones temporales
- En circuitos que alimentan baños y piscinas
- En el suministro a instalaciones de obras de construcción, caravanas, embarcaciones de recreo, instalaciones de feria.
Esta protección puede ser individual, por
circuito o grupo de circuitos conectados a la misma tierra.
Figura 4: Circuito de tomas de
corriente
□ Prevención en salas
con riesgo de incendio (ver Fig. 5)
Protección diferencial de corriente residual ≤
500 mA obligatoria en la cabecera de del local
Figura 5: Local con riesgo de
incendio
□ Caso donde la
impedancia del bucle de defecto es particularmente alta
Cuando no se pueden cumplir las condiciones para
activar los dispositivos de protección de fallos entre fases, se pueden
considerar las siguientes soluciones.
● Solución
1 (ver figura 6)
Instalar un dispositivo con ajuste magnético lo
suficientemente bajo como para garantizar la relación: Icc mini > Imagnético.
Esta solución garantiza la protección de las
personas en circuitos extensos. Pero, debe verificarse que el dispositivo no
será solicitado por las altas corrientes que se desarrollan en el arranque de ciertos
receptores (motores y otros dispositivos con una alta corriente de arranque).
Irm:
umbral de funcionamiento del
relé magnético
Figura 6: Relé magnético de umbral bajo
● Solución 2 (ver
figura 7)
Instalar protección diferencial de corriente
residual. El alto valor de las corrientes de defecto permiten el uso de
sensibilidades bajas (unos pocos amperios a pocas decenas de amperios).
Esta solución permite prescindir de cualquier
verificación.
Figura 7: Protección diferencial de
corriente residual
● Solución 3
Aumentar la sección de los conductores de
protección o de fases o ambas simultáneamente hasta que se cumplan los
requisitos de protección personal. Generalmente se elige una sección del
conductor de protección igual a la sección de las fases.
● Solución 4 (ver
figura 8-a)
Realizar una conexión equipotencial adicional que
contribuya a la reducción de la impedancia de los bucles de defecto. Su
efectividad debe ser verificada por mediciones.
Figura 8-a: Enlaces equipotenciales
suplementarios
□ Caso
especial donde una masa o grupo de masas está conectada a una tierra separada
(ver Figura 8-b)
Protección contra contactos indirectos por
dispositivos diferenciales de corriente residual (DDR) en la cabecera de cada
grupo de masas conectadas a una toma de tierra separada. La sensibilidad debe
adaptarse a la resistencia rm2 de la toma de tierra:
Figura 8-b: Toma de tierra separada
□ Protección
cuando una masa no está conectada a tierra (ver Fig. 8-c)
Se tolera solo para locales o lugares secos
cuando no es posible realizar una conexión a tierra.
El uso de un dispositivo diferencial de corriente
residual de alta sensibilidad (≤ 30 mA) es obligatorio en la salida correspondiente
de cada circuito.
Figura 8-c: Masa no conectada a
tierra
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