Cuaderno Técnico nº 178 - 178 CONEXION IT NEUTRO AISLADO.pdf · Cuaderno Técnico no 178 François…

  • View
    217

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • Cuaderno Tcnico n 178

    El esquema IT (neutro aislado) de losesquemas de conexin a tierra BT

    Franois JULLIENIsabelle HERITIER

  • La Biblioteca Tcnica constituye una coleccin de ttulos que recogen las novedadeselectrotcnicas y electrnicas. Estn destinados a Ingenieros y Tcnicos que precisen unainformacin especfica o ms amplia, que complemente la de los catlogos, guas de producto onoticias tcnicas.

    Estos documentos ayudan a conocer mejor los fenmenos que se presentan en las instalaciones, lossistemas y equipos elctricos. Cada uno trata en profundidad un tema concreto del campo de lasredes elctricas, protecciones, control y mando y de los automatismos industriales.

    Puede accederse a estas publicaciones en Internet:

    http://www.schneiderelectric.es

    Igualmente pueden solicitarse ejemplares en cualquier delegacin comercial de Schneider ElectricEspaa S.A. o bien dirigirse a:

    Centro de Formacin Schneider

    C/ Miquel i Badia, 8 bajos

    08024 Barcelona

    Telf. (93) 285 35 80

    Fax: (93) 219 64 40

    e-mail: formacion@schneiderelectric.es

    La coleccin de Cuadernos Tcnicos forma parte de la Biblioteca Tcnica de SchneiderElectric Espaa S.A.

    Advertencia

    Los autores declinan toda responsabilidad derivada de la incorrecta utilizacin de las informaciones y esquemasreproducidos en la presente obra y no sern responsables de eventuales errores u omisiones, ni de lasconsecuencias de la aplicacin de las informaciones o esquemas contenidos en la presente edicin.

    La reproduccin total o parcial de este Cuaderno Tcnico est autorizada haciendo la mencin obligatoria:Reproduccin del Cuaderno Tcnico n 178 de Schneider Electric.

  • Cuaderno Tcnico no 178

    Franois JULLIEN

    Trabaja desde 1987 en la actividad Baja Tensindel Grupo Schneider.

    Diplomado ingeniero en 1996 por elConservatoire National des Arts et Mtiers, pasaa ser responsable del equipo tcnico electrnicoen la actividad Baja Tensin de Potencia, conuna especial dedicacin a seguir desarrollando lagama de los sistemas Vigilohm para el control delaislamiento de las redes elctricas y la bsquedade defectos de aislamiento.

    Isabelle HERITIER

    Diplomada en ingeniera por el ENSERG (EcoleNationale Suprieure dElectronique et deRadiolectricit de Grenoble), entr en MerlinGerin en 1989.

    Sucesivamente ha sido responsable deldesarrollo de un sistema de control deaislamiento para la Marine Nationale, despusingeniero de apoyo de la fuerza de venta, yfinalmente jefe de producto de la gama de relsdiferenciales, controladores de aislamiento yaparatos comunicantes.

    Actualmente es gerente de producto de losinterruptores automticos BT de 100 a 600 A.

    El esquema IT (neutro aislado) de losesquemas de conexin a tierra en BT

    Trad.: J.M. Gir

    Original francs: diciembre 1998

    Versin espaola: mayo 2001

  • Cuaderno Tcnico Schneider n 178 / p. 4

    C1 para la fase 1, C2 para la fase 2 y C3 para lafase 3: Componentes capacitativas de laimpedancia a tierra de cada fase.

    CP (en terminologa anglosajona PE): Conductorde proteccin (nota del traductor).

    CR: Capacidad global de la red (capacidades defuga de los cables y de los posibles filtros).

    DDR: Dispositivo de corriente DiferencialResidual.

    DPCC: Dispositivo de Proteccin ContraCortocircuitos.

    IC: Corriente capacitativa.

    Id: Corriente de defecto que circula por laresistencia de la toma de tierra RA de la masade utilizacin.

    Ifu: Corriente de fusin del fusible en un tiempomximo dado por las normas.

    Im: Corriente de disparo (umbral) de cortoretardo (magntico o electrnico) de uninterruptor automtico.

    IN: Corriente capacitativa que recorre laconexin entre neutro y tierra, especialmente atravs de una impedancia ZN, cuando existe.

    JdB: Juego de Barras.

    L: Longitud de los circuitos defectuosos.

    m: Razn entre las secciones del conductoractivo y la seccin del conductor de proteccin(Sa/SCP).

    : Resistividad del cobre.

    R1 para la fase 1, R2 para la fase 2 y R3 para lafase 3: Componentes resistivas de la impedanciaa tierra de cada fase.

    Ra: Resistencia del conductor activo (fase oneutro) del circuito en el que se produce eldefecto.

    RA: Resistencia de la toma de tierra de lasmasas de utilizacin.

    RB: Resistencia de la toma de tierra del neutro.

    RCP: Resistencia del conductor de proteccin.

    Rd: Resistencia de defecto.

    Sa: Seccin del conductor activo.

    SCP: Seccin del conductor de proteccin.

    UC: Tensin de contacto entre la masa de unaparato con defecto y otra masa o tierra.

    U0: Tensin simple, neutro-fase.

    UL: Tensin lmite de seguridad (24 V), que nose ha de sobrepasar, entre la masa de unaparato y otra masa o tierra.

    Un: Tensin nominal o tensin compuesta, fase-fase (U1, U2, U3), igual a 3 . U0 de un circuitoelctrico trifsico.

    Ur: Tensin de red.

    ZN: Impedancia adicional conectada entre elpunto neutro de una red en esquema deconexin a tierra IT y tierra.

    ZR: Impedancia global de una red respecto atierra, compuesta por los elementos capacitativosC1, C2, C3 y resistivos R1, R2, R3.

    Terminologa

  • Cuaderno Tcnico Schneider n 178 / p. 5

    El esquema IT (neutro aislado) de losesquemas de conexin a tierra en BT

    Todos los esquemas de conexin a tierra ECT ofrecen el mismo grado deseguridad a los usuarios, pero tienen caractersticas diferentes de explotacin.

    Por este motivo, en ciertos pases, la eleccin viene impuesta por las leyes ynormativas segn el tipo de edificio. Por ejemplo, en Francia (y tambin en Espaa)el esquema IT es obligatorio en los quirfanos de los hospitales y el TN-C estprohibido en los locales con riesgo de explosin.

    Aparte de estas obligaciones, son los objetivos de calidad (seguridad,disponibilidad, fiabilidad, mantenibilidad y buen funcionamiento de los sistemascomunicantes de baja corriente) los que permiten determinar el ECT que hay queutilizar en una instalacin concreta.

    El objetivo de este Cuaderno Tcnico es mostrar la utilidad y el campo de aplicacindel ECT IT.

    Despus de un rpida presentacin del riesgo elctrico y de los diferentes ECT, seestudia, ante todo, el primer defecto y despus el defecto doble, concretamentereferidos al esquema IT, indicando las ventajas e inconvenientes de este ECT. EsteCuaderno Tcnico trata tambin la actuacin del limitador de sobretensin (CPA)ante los diversos tipos de sobretensiones que pueden presentarse.

    Acaba este Cuaderno Tcnico con una tabla de comparacin y eleccin de todoslos ECT a partir de los criterios de seguridad, disponibilidad, compatibilidadelectromagntica y exigencias profesionales de los usuarios.

    1 Introduccin 1.1 La proteccin de personas contra contactos elctricos p. 6

    1.2 Los diferentes ECT normalizados p. 6

    1.3 Eleccin de un ECT p. 9

    1.4 Naturaleza del aislamiento p. 9

    1.5 Esquema equivalente de una red con neutro aislado o impedante p. 10

    2 El primer defecto de aislamiento 2.1 Clculo de las corrientes de defecto y de la tensin de contacto p. 11en el esquema IT con un primer defecto

    2.2 Los controladores permanentes de aislamiento: historia y principios p. 14

    2.3 La bsqueda del primer defecto de aislamiento p. 16

    3 El segundo defecto de aislamiento 3.1 Anlisis del doble defecto de aislamiento p. 18en el esquema IT 3.2 Eliminacin del doble defecto de aislamiento p. 20

    4 Caractersticas especiales 4.1 Sobretensiones en el esquema IT p. 22en el esquema IT 4.2 Los limitadores de sobretensin p. 24

    4.3 Por qu utilizar una impedancia? p. 25

    5 Ventajas e inconvenientes 5.1 Una mayor disponibilidad p. 26

    del esquema IT en BT 5.2 Mayor seguridad frente al riesgo de incendio p. 26

    5.3 Medios de paro en los circuitos de mando y control p. 27

    5.4 Lmites y precauciones de empleo del esquema IT p. 27

    6 Conclusin 6.1 La disponibilidad: una necesidad creciente que hay que satisfacer p. 31

    6.2 El esquema IT encuentra su verdadero emplazamiento p. 31

    6.3 Ventajas de una mayor seguridad p. 32

    6.4 En resumen p. 32

    7 Bibliografa p. 33

  • Cuaderno Tcnico Schneider n 178 / p. 6

    1 Introduccin

    1.1 La proteccin de personas contra contactos elctricos

    El uso de muy bajas tensiones de seguridadMBTS (< 25 V) es la solucin ms radical,puesto que elimina el riesgo elctrico, pero slose puede aplicar en la distribucin de pequeaspotencias.

    En el uso normal de la electricidad, diversosestudios han permitido distinguir los choqueselctricos segn su origen para, despus poderaplicarles soluciones especficas.

    Los contactos o choques elctricos se originande dos modos diferentes:

    n o por contacto directo, que es el caso de unapersona o animal que toca un conductor desnudocon tensin,

    n o por contacto indirecto, que es el caso deuna persona que toca la envolvente metlica deun receptor elctrico que tiene un defecto deaislamiento.

    Proteccin contra contactos directos

    La medidas de proteccin para protegerse contralos contactos directos son el aislamiento y laseparacin o distanciamiento. Estas medidaspueden reforzarse, en distribucin final, mediantela proteccin, llamada complementaria, queaporta la instalacin de Dispositivos Diferencialesde corriente Residual DDR de alta sensibilidad.

    Proteccin contra contactos indirectos

    Por lo que se refiere a la proteccin contra loscontactos indirectos, es decir, los contactosentre una masa puesta accidentalmente bajotensin y tierra, la solucin consiste en conectara tierra todas las masas de los receptoresmediante los conductores de proteccin. Peroesta disposicin no excluye la existencia de unatensin de contacto, peligrosa para las personassi es mayor que la tensin lmite convencional deseguridad UL, definida por la norma CEI 60479.