¿Por qué un tablero de aislamiento debe cumplir con UL 1047?
2023-12-23
Claves para la Seguridad Industrial: pirámide de control de riesgos de Frank Bird
2023-12-30Importancia del tipo de sistema de suministro de energía para sus instalaciones
Hoy en día, las instalaciones técnicas en todas las industrias se caracterizan por una complejidad y automatización cada vez mayores. Desde líneas de producción altamente desarrolladas hasta tecnología robótica, la cantidad de equipos que requieren una fuente de alimentación confiable para funcionar sin problemas crece constantemente. Por lo tanto, las bases para la confiabilidad y disponibilidad de una instalación ya están sentadas al seleccionar el sistema de suministro de energía adecuado.
Junto con el personal y la protección contra incendios, la seguridad contra fallas es el factor clave al elegir una fuente de alimentación adecuada. Durante la fase de planificación de una instalación, están disponibles tres tipos de sistemas: el sistema TN, el sistema TT y el sistema IT.
Sistemas de red
Las redes eléctricas de baja tensión se diferencian según:
- El tipo de corriente: CA, CD, 3(N)CA
- El tipo y número de conductores activos del sistema: L1, L2, L3, N o L+, L-
- El tipo de puesta a tierra del sistema: IT, TT, TN
La elección de la puesta a tierra adecuada es fundamental, ya que determina el comportamiento y las propiedades de la red e influye en aspectos de su utilización como los siguientes:
- Seguridad del suministro o disponibilidad de la energía eléctrica
- Complejidad de la instalación
- Mantenimiento, tiempos de inactividad
- Compatibilidad electromagnética
Sistema TT (Conductor Neutro Conectado a Tierra)
En los sistemas TT existe un punto puesto a tierra directamente (puesta a tierra de servicio). Las masas de la instalación eléctrica están conectadas a tomas de tierra independientes eléctricamente de las tomas de tierra para la puesta a tierra del sistema.
Dispositivos de protección autorizados:
- Dispositivo de protección de sobreintensidad
- Dispositivos de protección contra corrientes de fallo (RCD)
Sistema TN (Conexión de las masas de la carga al Neutro)
En los sistemas TN existe un punto puesto a tierra directamente y las masas de la instalación eléctrica están conectadas a este punto mediante conductores de protección.
Podemos diferenciar tres tipos de sistemas TN en función de la asignación del conductor neutro y el conductor de protección:
-
- TN-S: Se utiliza un conductor de protección separado en todo el sistema.
- TN-C: Las funciones del conductor neutro y del conductor de protección están combinadas en un único conductor en todo el sistema.
- TN-C-S: En una parte del sistema, las funciones del conductor neutro y del conductor de protección están combinadas en un único conductor.
Sistema IT (Neutro Aislado)
En los sistemas IT, todos los conductores activos están separados de tierra o un punto está puesto a tierra con una impedancia. Esto hace que, en caso de fallo de aislamiento, solo pueda circular una corriente de fallo pequeña, originada principalmente por la capacidad de derivación de la red. Los fusibles conectados en serie no se disparan. Asimismo, se conserva el suministro de corriente incluso en caso de contacto a tierra unipolar y directo.
Las masas de la instalación eléctrica están
- Puestas a tierra individualmente o
- Puestas a tierra de forma conjunta o conectadas conjuntamente con la puesta a tierra del sistema.
Se permiten los siguientes dispositivos de protección:
- Vigilante del aislamiento o IMD (del inglés Insulation monitoring device)
- Dispositivos de protección de sobreintensidad
- Dispositivos de protección contra corriente de fallo o RCD (del inglés Residual current protective device), conocidos también como interruptores diferenciales (interruptores FI, por sus siglas en inglés)
El sistema IT se utiliza en aplicaciones donde la continuidad del servicio es esencial:
- Quirófanos de un hospital: para no poner en riesgo los procedimientos quirúrgicos
- Alumbrado de emergencia, circuito de extracción de humos
- Proceso industriales
- Espacios de pública concurrencia
- Cámaras frigoríficas
También está presente en lugares con alto riesgo de incendio o explosión:
- Minas, canteras, plataformas petrolíferas
- Sector naval, tanto mercante, pesquero como militar
- Centrales nucleares
- Instalaciones fotovoltaicas
- Zonas ATEX
Características distintivas
- El primer fallo de aislamiento no causa la activación de un fusible ni de un interruptor de corriente de fallo RCD (RCCB por sus siglas en inglés).
- Un vigilante del aislamiento detecta un deterioro no admisible del aislamiento y la notifica.
Los fallos de aislamiento deben subsanarse de inmediato para evitar que se produzca un segundo fallo en otro conductor activo, que causaría un fallo de red.
Ventajas e inconvenientes de los diferentes esquemas de red
| Tipo de red | Ventajas | Inconvenientes |
| Baja tensión de protección/funcional (SELV o PELV) | • No representa un peligro en caso de contacto | • Potencia limitada para los consumidores • Exigencias especiales a los circuitos eléctricos |
| Aislamiento de protección | • Máximo nivel de seguridad • Combinable con otros esquemas de red |
• Doble aislamiento en los consumidores • Rentable solo con consumidores pequeños • Con consumidores térmicos, peligro de incendio de los materiales aislantes |
| Sistema IT | • Conforme con las normativas de CEM • Alta disponibilidad: El primer fallo solo se notifica, el segundo fallo causa la desconexión • Corriente de derivación a tierra limitadas en redes pequeñas • Pocas interferencias en las instalaciones vecinas gracias a instalaciones de puesta a tierra sencillas • Reducción del tendido de cables y conductores • Localización sencilla de los fallos con los dispositivos correspondientes |
• Los consumidores deben estar bien aislados contra la tensión entre los conductores exteriores • Es necesario un dispositivo de protección de sobreintensidad para el conductor neutro • Puede haber problemas con la desconexión con un segundo fallo a tierra |
| Sistema TT | • Conforme con las normativas de CEM • Medidas de protección independientes de la potencia de cortocircuito de la red • Reducción del tendido de cables y conductores • Diferente tensión de contacto permitida por zonas • Combinable con redes TN |
• Solo para baja potencia debido al uso de RCD (interruptores diferenciales) • Requiere una comprobación de funcionamiento periódica • Laboriosa puesta a tierra de servicio (≤ 2 Ω) • Conexión equipotencial obligatoria para cada edificio |
| Sistema TN-C | • Fácil de montar • Requiere poco material |
• No conforme con las normativas de CEM • No adecuado para edificios con instalaciones de TI (tecnologías de la información) debido a las corrientes de fuga y los campos magnéticos de baja frecuencia • Peligro de muerte en caso de rotura del conductor PEN • Mayor riesgo de quemaduras eléctricas |
| Sistema TN-C-S | •Solución económica para edificios sin tecnologías de la información | • No conforme con las normativas de CEM • Posibilidad de campos magnéticos de baja frecuencia |
| Sistema TN-S | • Conforme con las normativas de CEM • Bajo aumento de tensión en las fases sanas |
• Mayor inversión en protecciones en caso de acometidas múltiples remotas • Riesgo de puestas a tierra accidentales involuntarias |
Análisis de la comparación
Criterio
TT
TN-C
TN-S
IT
Protección de las personas
***
***
***
***
Protección contra incendios
***
*
**
***
Protección de la instalación (máquinas)
***
*
*
***
Disponibilidad
**
**
**
****
Compatibilidad electromagnética
**
*
**
***
Mantenimiento
**
****
****
***
Instalación
*
**
**
***
Total
* 16
* 14
* 16
* 22
Leyenda
*
Bajo
**
Medio
***
Bueno
****
Excelente
Cada tipo de sistema tiene sus fortalezas y debilidades, y la selección de la mejor variante debe depender de la aplicación. En muchos casos prácticos, una combinación de los tres tipos de sistemas ha demostrado ser la solución más óptima. El sistema de TI tiene las mejores características generales, pero solo es adecuado para sistemas de cierto tamaño y complejidad. El sistema IT convence por sus numerosas ventajas.
