Corte automático del suministro eléctrico durante un cortocircuito: cómo comprobar el nivel de protección
El uso de instalaciones y equipos eléctricos puede conllevar el riesgo de choque eléctrico, sobre todo si se producen daños en el circuito de suministro eléctrico o en el equipo alimentado por el mismo. Para proteger a las personas que se encuentren en la vecindad inmediata de los equipos eléctricos durante un cortocircuito, hace falta garantizar el corte automático del suministro de energía en respuesta al incidente.
¿En qué consiste la protección mediante el corte automático de suministro eléctrico?
Para verificar la eficacia de este método de protección, hay que comprobar si la corriente presente como consecuencia del daño excede el valor de corriente con el que se activa el mecanismo de protección utilizado en el circuito que estamos comprobando.
La norma HD 60364-4-41 especifica que el corte del suministro eléctrico en caso de cortocircuito debe producirse en 0,4 s (sistema TN, 230-400 V CA). La intensidad que activa el corte automático del suministro eléctrico en ese tiempo resulta de las estructuras de bandas de energía de los cartuchos de fusibles u otro tipo de cortacircuitos.
Corriente de falla y propiedades de disyuntores
En el caso de los disyuntores comunes reutilizables que se instalan en el riel TH, este valor es fácil de determinar: para la característica B, C y D son, respectivamente, 5, 10 y 20 veces la corriente nominal del disyuntor, independientemente del fabricante.
La corriente de falla real se calcula a partir de la impedancia del bucle de cortocircuito medida. En caso de circuitos de recepción, este tipo de medición es relativamente fácil y permite el uso de cualquier medidor de la impedancia del bucle de cortocircuito disponible en el mercado. La corriente de falla será el resultado de la división de la tensión nominal en la red ensayada entre el valor de la impedancia medida.
Comparando las corrientes mencionadas, se puede determinar la eficacia de este tipo de protección.
Problemas de medición en redes industriales de distribución
El tipo de protección mencionado ya no es tan fácil de medir cuando se trata de instalaciones de distribución con mucho más grandes corrientes de cortocircuito y, por tanto, unas impedancias del bucle de cortocircuito mucho inferiores en condiciones de tensión superior a 400 V (por ejemplo, 690 V).
Los medidores comunes que se suelen utilizar para este tipo de ensayos ofrecen un rango de medición a partir de aprox. 0,13 Ω, con una resolución de 0,01 Ω, lo cual resulta insuficiente para realizar ensayos en redes industriales de distribución debido a la máxima incertidumbre de medida permitida según la normativa (EN IEC 61557-1).
Medidores de la impedancia del bucle de cortocircuito de alta corriente ofrecidos por Sonel: una solución contemplada para la industria
En respuesta a estas necesidades, Sonel S.A. ha diseñado unos equipos singulares para la medición de la impedancia del bucle: medidores Sonel MZC-320S, Sonel MZC-330S y Sonel MZC-340-PV.
Para mejorar la resolución de ensayo y, por tanto, aumentar el rango de medición, estos equipos utilizan circuitos de medición de cortocircuitos que permiten forzar una corriente de cortocircuito de aprox. 130 A para una tensión de red de 230 V (medición de circuito monofásico) y no más de aprox. 300 A para una tensión máxima de 750 V (medición del bucle entre fases, resistor de cortocircuito de 2,5 Ω). Esto ha permitido alcanzar un rango de medición a partir de 7,2 mΩ con una resolución de 0,1 mΩ. El ensayo se realiza con el método de cuatro conductores, lo cual elimina el impacto de la resistencia de los cables de medición en el resultado del ensayo.
Limitaciones de las mediciones en condiciones de corrientes de cortocircuito muy elevadas y criterios alternativos
En algunos casos, incluso unos parámetros de medición tan precisos pueden resultar insuficientes. Tal es el caso de los circuitos con corrientes de cortocircuito muy elevadas y disyuntores de muy alta potencia.
Imagen 1. Ensayo realizado con el medidor de la impedancia del bucle de cortocircuito Sonel MZC-330S
En estos casos, la determinación exacta de la corriente de falla puede resultar imposible o la condición para el corte automático del suministro eléctrico puede quedar sin cumplir. Por tanto, a la hora de medir la impedancia del bucle de cortocircuito, los equipos Sonel MZC-320S, Sonel MZC-330S y Sonel MZC-340-PV son capaces de medir también la tensión de choque y de contacto, lo cual permite admitir determinada instalación al uso en base al criterio de tensiones permisibles.
Hoy día, los medidores Sonel MZC-320S, Sonel MZC-330S y MZC-340-PV destacan entre los productos ofrecidos por la competencia gracias a la posibilidad de su uso en redes con una tensión nominal (entre fases) de 500 V, 690 V y hasta 900 V.
| Medidor | Sonel MZC-320S | Sonel MZC-330S | Sonel MZC-340-PV |
| Rango de medición de la tensión | 0 V…550 V | 0 V…750 V | 0 V…900 V |
| Método de 4 conductores: medición de la impedancia con la corriente alta según las disposiciones de la norma EN IEC 61557 (corriente máxima: 300 A) | 7,2 mΩ…1999 mΩ | 7,2 mΩ…1999 mΩ | 7,2 mΩ…1999 mΩ |
| Categoría de medición según la norma IEC 61010-2-030:2023 | CAT IV 600 V | CAT IV 600 V | CAT IV 1000 V |
Seguridad de medición y sistema de enfriamiento con corrientes elevadas
Unas corrientes de cortocircuito elevadas, forzadas durante la medición (alcanzando incluso 300 A), provocan la liberación de enormes cantidades de energía, lo cual ha sido un impulso para elaborar un sistema novedoso y eficiente de enfriamiento. Este sistema garantiza la posibilidad de efectuar incluso diez mediciones por minuto.
Imagen 2. Medidores Sonel MZC-320S y Sonel MZC-340-PV
Comunicación, ergonomía y resistencia de los medidores a los factores ambientalesHabitualmente, los medidores están provistos de memoria y permiten transmitir datos a un ordenador mediante un cable USB o por vía inalámbrica. El medidor MZC-340-PV se puede controlar enteramente mediante cualquier dispositivo que integre la función de comunicación vía Wi-Fi (un teléfono, una tableta, un ordenador).
En vista del uso previsto de los medidores, sus carcasas tipo neceser cuentan con el grado de protección IP67. En los equipos MZC-320S y MZC-330S, la pantalla retroiluminada ofrece un uso cómodo e intuitivo. En cambio, el medidor MZC-340-PV no dispone de pantalla, dado que, tal como hemos mencionado, se controla únicamente a través de un dispositivo externo.
Uso de medidores Sonel en instalaciones de recepción y distribución
Las propiedades únicas de los medidores MZC-320S, MZC-330S y MZC-340-PV anteriormente comentadas hacen que estos dispositivos sean los únicos a escala mundial que se pueden emplear para ensayar pequeños bucles de cortocircuito (inferiores a 0,13 Ω) en las redes industriales con tensiones entre fases de 500, 690 y 900 V.
Desde luego, las propiedades de medición y las prestaciones de estos dispositivos garantizan su aptitud para la medición de la impedancia del bucle de cortocircuito en todo tipo de instalaciones eléctricas, tanto las de recepción como las de distribución, independientemente del tipo de protección empleada en cada caso.
Autores:
Roman Domański
Wojciech Siergiej
Sonel S.A.
