Conceptos generales  

    El diferencial es un dispositivo de protección sensible a las corrientes diferenciales residuales (IΔ), llamadas así por ser la diferencia entre todas las corrientes entrantes y salientes de la instalación receptora. Protegen de contactos indirectos y riesgo de incendio.

Consta básicamente de un anillo toroidal dentro del cual discurren  los cables de la

Mecanismo diferencial eléctrico
Mecanismo funcionamiento del diferencial eléctrico.

instalación. Si la instalación no presenta fugas de corriente, la intensidad que sale por la fase será igual a la que vuelve por el neutro pero de signo contrario lo que supone que la suma de ambas será nula.

Cuando se produce una fuga a tierra existe una diferencia de intensidad en el anillo toroidal. Esta diferencia de intensidad es capaz de crear un flujo magnético por el anillo que a su vez inducirá una corriente en la bobina que lleva arrollada el anillo toroidal. De esta forma la bobina actuará como un electroiman provocando la apertura del circuito.

 

Diferencia eléctrico botón ensayo.
Mecanismo diferencial eléctrico. Pulsador manual.Botón de ensayo


Características de los diferenciales.

Intensidad Nominal.

            La intensidad nominal o calibre que puede soportar un diferencial, depende de las dimensiones de los contactos principales, y se fabrican con intensidades de 6, 10 ,16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, y 100 A, siendo el más corriente el de 40A., por ser el que se suele utilizar en viviendas.

Corriente Diferencial Nominal.

          Corriente diferencial nominal, sensibilidad o intensidad de disparo ( IΔN ) es el valor de la menor corriente diferencial para la que se  garantiza la apertura del circuito.

Corriente Diferencial de no funcionamiento.

             El fabricante garantiza el no disparo del diferencial para valores de fuga inferiores a esa corriente. Habitualmente su valor es la mitad de la Corriente Diferencial de disparo.             IΔnf  = IΔN / 2

Diferencial tipo

Según el tipo de corriente los diferenciales se clasifican según la siguiente tabla.

Diferencial tipo,
Diferencial tipo, AC, A y B

Temporización.

Pueden ser instantáneos, retardados o rearmables automaticamente.

               Las características que definen un interruptor diferencial son el calibre, número de polos, y sensibilidad, por ejemplo: Interruptor diferencial 16A-IV-30mA

Diferencial
Diferencial eléctrico, 2 Polos, 30 mA. Intensidad Nominal 40 A.

Resistencia de toma a tierra y sensibilidad del Diferencial.

                Veamos como calcular la resistencia de tierra de acuerdo a la tensión de contacto máxima que nos exige el reglamento y sabiendo la sensibilidad del diferencial.

                 Sabemos por el REBT que la tensión en cualquier parte metálica no puede ser superior a 50V en locales secos y 24V en locales húmedos. La intensidad vendrá limitada por el diferencial.  Sabemos que la tensión máxima será 24 o 50 Voltios, por lo tanto aplicando la Ley de OHM podemos calcular la Resistencia a tierra máxima necesaria para cada diferencial. En la siguiente tabla vienen calculados estos valores.

Valores toma a tierra tensión de contacto.
Cáculo de Toma a tierra según sensibilidad del Diferencial y tensión de contacto REBT

          Sin embargo en la práctica se considera que estos valores son excesivos debido al riesgo de que el Diferencial tarde un pequeño lapsus de tiempo en cortar la corriente pudiendo ser mucho mayor la corriente de fuga durante ese instante. Los valores aceptados en la práctica son:

                                       Edificios sin pararrayos   37 Ω

                                       Edificios con pararrayos 15 Ω

                                      ITC Infraestructuras Común de Telecomunicaciones. 10 Ω.

Efectos de la corriente en el cuerpo humano.

Efectos de la corriente en el cuerpo humano
Efectos de la corriente en el cuerpo humano

La resistencia del cuerpo humano media es de 1000 Ω

Elección de un interruptor diferencial.

Intensidad Nominal. Se tendrá en cuenta que la Intensidad nominal del aparato sea siempre mayor a la intensidad que pueda circular por la línea.

Sensibilidad. En vivienda instalamos diferenciales de 30 mA y en industrias los diferenciales mas usados son de sensibilidad 300 mA. Depende de las condiciones del local y la resistencia de la toma de tierra. Se supone que en máquinas no hay contacto directo y debido a esto se permite una sensibilidad mayor.

Para pequeños interruptores diferenciales tenemos:

  • Tensión nominal: 230 V , 400 V.
  • Sensibilidad 10,30,300 mA.
  • Intensidad nominal 25,40,63,80 A.

Calibres de los interruptores diferenciales de potencia.

  • Tensión nominal: 500 V.
  • Sensibilidad: 0,03  , 0,3,  0,5, 1 A.
  • Intensidad nominal: 25,40,63,100,125,160 A.

Para grandes calibres es frecuente el elemento de disparo diferencial se acopla al interruptor automático de potencia, formando el interruptor magnetotérmico diferencial.

Selectividad entre interruptores diferenciales.

Dos diferenciales conectados en serie tendrán selectividad cuando al producirse una fuga de corriente a tierra , desconecta el diferencial mas cercano al punto de fuga, quedando conectado el mas alejado, o situado “aguas arriba”.

Los diferenciales normales actúan de forma inmediata , en cambio los diferenciales selectivos (tipo S o retardados), tienen un tiempo de retardo.

Además de con el tiempo es posible jugar con la sensibilidad de disparo del diferencial, situando los diferenciales más sensibles de menos intensidad nominal de disparo más cerca del punto final de la instalación. En la figura vemos que el diferencial de de 30 mA saltará antes que el de 300 mA y este antes que el de 500 mA.

Selectividad diferenciales.
Selectividad en circuitos con varios diferenciales en serie.

 

La sensibilidad mínima de un diferencial es de 1 A, 1000 mA.

 

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