DOCUMENTO TÉCNICO CRITERIOS DE SEGURIDAD. Interruptores automáticos para actuar por corriente diferencial residual

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1 Dispositivos e Protección 001 Eición DOCUMENTO TÉCNCO CRTEROS DE SEGURDAD DSPOSTVOS DE PROTECCÓN nterruptores automáticos para actuar por corriente iferencial resiual Justificación e los tiempos e isparo establecios en la normas UNE-EN y UNE-EN AFME Asociación e Fabricantes e Material Eléctrico // interpretacion.rebt2004@afme.es

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3 Página 3 e 11 ASOCACÓN DE FABRCANTES DE MATERAL ELÉCTRCO DSPOSTVOS DE PROTECCÓN nterruptores automáticos para actuar por corriente iferencial resiual Justificación e los tiempos e isparo establecios en la normas UNE- EN y UNE-EN PREÁMBULO AFME es la Asociación e Fabricantes e Material Eléctrico. Los miembros e AFME son fabricantes pertenecientes a los sectores e aparamenta inustrial y oméstica, cables, iluminación, máquinas herramientas portátiles, sistemas e conucción e cables, ispositivos e conexión, automatización inustrial y oméstica, ispositivos e protección inustrial y omésticos y transformaores, agrupano 140 empresas con una facturación anual conjunta superior a millones e Euros y con más e empleaos. Este ocumento ha sio preparao por los ngenieros e su organización: La Sra. Dña. Beatriz Novel, ngeniero responsable el grupo Dispositivos e Protección e AFME, Secretario el AEN/CTN201/SC23E nterruptores automáticos y aparamenta similar para uso oméstico e instalaciones análogas, miembro el 23E nterpretation Panel el Comité Europeo e Normalización Eléctrica (CENELEC) y Secretario el grupo e trabajo JWG CEN/TC247-CLC/TC 205 Requisitos técnicos generales e automatización e vivienas y eificios. El Sr. D. Enric Fajula Valero, ngeniero responsable el grupo e nstalaciones Eléctricas e AFME, Secretario el AEN/CTN202/SC64 nstalaciones Eléctricas en Eificios, Coorinaor el grupo e trabajo el Comité Europeo e Normalización Eléctrica (CENELEC) CLC/SC64B/WG215 nstalación e luminarias, Coorinaor el grupo e trabajo el Comité Europeo e Normalización Eléctrica (CENELEC) CLC/SC64B/WG217 Determinación e la sección e conuctores y selección e los ispositivos e protección, Coorinaor el grupo e proyectos e la Comisión Electrotécnica nternacional EC/TC64/MT2/PT559 nstalación e luminarias y miembro el Grupo Asesor el Presiente el Comité e nstalaciones Eléctricas y protección contra el choque eléctrico e la Comisión Electrotécnica nternacional EC/TC64. Este ocumento refleja una interpretación e la normativa citaa y el estao e la técnica conocio en el momento e su eición. Si se conociesen nuevas informaciones que mejorasen la seguria e las instalaciones o introujesen cambios en las prescripciones actuales, este ocumento sería moificao e acuero con los nuevos principios1. 1 Toa copia impresa es un ocumento no controlao y piere su vigencia. Los usuarios e la información contenia en este ocumento eberían contactar con AFME (interpretacion.rebt2004@afme.es) para confirmar su vigencia.

4 Página 4 e 11 CONTENDO PREÁMBULO Objeto Definiciones Tensión e contacto Corriente e contacto Curva e isparo el iferencial Protección contra contactos inirectos Contacto inirecto ebio a un efecto e aislamiento e alta impeancia Contacto inirecto ebio a un efecto e aislamiento e baja impeancia Conclusiones Bibliografía Fig. 1 - Contacto nirecto Fig. 2 - Curva e isparo el iferencial... 7 Fig. 3 - Efectos e la corriente en seres vivos... 8 Fig. 4 - Defecto e aislamiento Fig. 5 - Efectos e la corriente en seres vivos Tabla 1. Tiempos e isparo para iferenciales.... 7

5 Página 5 e 11 DSPOSTVOS DE PROTECCÓN nterruptores automáticos para actuar por corriente iferencial resiual Justificación e los tiempos e isparo establecios en la normas UNE- EN y UNE-EN Objeto Este ocumento tiene como objeto ar a conocer en un breve resumen los principios técnicos que justifican la elección e los tiempos e isparo e los interruptores automáticos para actuar por corriente iferencial resiual (e ahora en aelante iferenciales) establecios en las normas UNE-EN y UNE-EN Definiciones 2.1 Tensión e contacto Tensión e contacto prevista Tensión entre partes conuctoras accesibles simultáneamente cuano esas partes conuctoras no están sieno tocaas por una persona o un animal Tensión límite convencional e contacto (U L ) Valor máximo e la tensión e contacto prevista que se puee mantener inefiniamente en coniciones especificaas e influencias externas. La TC-BT-24 el REBT:2002 y la norma UNE establecen los siguiente valores e tensión límite convencional e contacto: U L 50 V para locales secos U L 25 V para locales húmeos Tensión e contacto efectiva Tensión entre partes conuctoras cuano son tocaas simultáneamente por una persona o un animal. Este valor es muy inferior al e la tensión e contacto prevista. 2.2 Corriente e contacto La corriente e contacto es la corriente eléctrica que atraviesa el cuerpo humano o el e un animal cuano este toca una o más partes accesible e una instalación o equipo. 3 Cálculo e la corriente e contacto En un sistema TT, la corriente e contacto h circulano por una persona en contacto con la masa e un equipo con efecto e aislamiento es función e la intensia e efecto. Según la figura 1, h se calcula:

6 Página 6 e 11 R A h = ZT + Rca + Rem Sieno R A la suma e la resistencia el electroo e puesta a tierra mas el conuctor e protección. ZT La resistencia el cuerpo humano entre una mano y los pies (seco o húmeo). Rca la resistencia el calzao que se estima en 0 para suponer el caso más esfavorable Rem la resistencia el emplazamiento que se estima en 0 para suponer el caso más esfavorable la corriente e efecto que circula por el circuito. PE Fig. 1 - Contacto nirecto. Para simular unas coniciones muy esfavorables, escogemos un valor e R A superior al máximo exigio en el REBT:1973 (37 Ω), valor que se poría encontrar en instalaciones antiguas, R A = 40 Ω Nota: En el REBT: 2002 no se prescribe el valor máximo e RA, pero en instalaciones nuevas, este valor no supera los 15 Ω. Los valores e Z T se obtienen e la norma UNE (EC ): (1): Local seco (tensión e contacto 50V): Z T =1087Ω (2): Local húmeo (tensión e contacto 25V): Z T =984Ω

7 Página 7 e 11 Consierano los valores para un local húmeo, la corriente e contacto que circularía por la persona que tocase la masa en tensión sería alreeor e un 4% e la corriente e efecto. h R = 40 = A 0, ZT + Rca + Rem Curva e isparo el iferencial La tabla 1 está extraía e la norma UNE-EN y muestra los tiempos e isparo e un iferencial para una corriente resiual aa. Tabla 1. Tiempos e isparo para iferenciales (basaa en Tabla 1 e la UNE EN ). Tipo n n Tiempos normales e isparo (s) para una corriente resiual e: n 2 n 5 n 5A, 10A 20A, 50A 100A, 200A, 500A General (isparo instantáneo) Cualquier valor Cualquier valor ( 0,03A) 0,3 0,15 0,04 0,04 Tiempos máximos e isparo El iferencial se ensaya para asegurar que para las intensiaes aas, se cumplen los tiempos e isparo. Representano gráficamente los valores e la tabla 1, obtenemos la curva e isparo el iferencial (Figura 2). Los valores e la tabla efinen una curva que proporciona el límite el tiempo e isparo para una intensia e efecto aa. 0,35 0,3 0,25 0,2 n 0,15 0,1 0,05 0 n 2n 5n t isparo Fig. 2 - Curva e isparo el iferencial. 5 Protección contra contactos inirectos El REBT establece que la función e la protección iferencial es la e proteger contra contactos inirectos. A continuación se analiza el efecto e la protección iferencial en caso

8 Página 8 e 11 e contactos inirectos ebios tanto a efectos e alta impeancia como e baja impeancia. 5.1 Contacto inirecto ebio a un efecto e aislamiento e alta impeancia El efecto e aislamiento e alta impeancia se caracteriza por un aumento progresivo e la corriente e efecto. En este caso existe una tensión e contacto a causa e la corriente e efecto, pero, consierano la instalación protegia por un iferencial e sensibilia n = 30mA, el iferencial isparará antes e que la tensión e contacto alcance un valor peligroso. El valor más esfavorable e la corriente e efecto será 30mA, consierano el instante inmeiatamente anterior al isparo el iferencial. Con estos valores, se calcula la corriente e contacto que circularía por la persona que tocase la masa en tensión. R A h( 1) = 0,04 = 0,04 0,030 = 1, 2mA ZT Rca R + + em El iferencial ispara a n (30mA), por lo que el tiempo e isparo según tabla 1 ebe ser t 0.3 s. ntroucieno los valores obtenios para h y t en la figura 3, estaríamos en la zona AC-2, que se consiera segura para cualquier ser humano ,2 Fig. 3 (Fig EC ) - Efectos e la corriente en seres vivos Aicionalmente, poemos comprobar cuál es la tensión e contacto prevista:

9 Página 9 e 11 U c = RA = 40 0,03 1, 2V Calculano la tensión a la que está sometia la persona urante el contacto en este caso (tensión e contacto efectiva). Uc = ZT h = 984 0,0012 1, 18V 1 Este valor e 1,18V es muy inferior al límite establecio en la TC-BT-24 el REBT para locales húmeos (caso más restrictivo): Uc 25 V Por tanto el contacto está lejos e ser peligroso. 5.2 Contacto inirecto ebio a un efecto e aislamiento e baja impeancia Es el efecto más habitual, ej. Parte activa que toca una envolvente metálica puesta a tierra. R B R A Fig. 4 - Defecto e aislamiento. De acuero con la figura 4, en el caso e un efecto a tierra, por el circuito circulará una corriente e efecto. Consierano: R A resistencia el electroo e puesta a tierra más el conuctor e protección. R B resistencia e puesta a tierra e la alimentación Para simular unas coniciones muy esfavorables, escogemos un valor e R A superior al máximo exigio en el REBT: 1973 (37 Ω), valor que nos poríamos encontrar en instalaciones antiguas, y un valor e R B el oble el habitual (5 Ω). R A = 40 Ω R B = 10 Ω

10 Página 10 e 11 NOTA: En el REBT: 2002 no se prescribe el valor máximo e R A, pero en instalaciones nuevas, este valor no supera los 15 Ω. El valor e la corriente e efecto en estas coniciones será: U L = = = = 4, 75 A , R 10 B R A Z T Consierano el aumento e corriente e efecto e 0 a 4,75 A prácticamente instantáneo. Suponieno que el circuito, e acuero con la TC - 25 el REBT, está protegio por un iferencial e sensibilia 30mA, este actuaría en un tiempo e acuero con la tabla 1 e la norma UNE EN (ver tabla 1 e este ocumento). El valor e corriente iferencial nominal (0,03A) se rebasará muy rápiamente y por tanto el iferencial isparará en aproximaamente un tiempo corresponiente a 5 n, es ecir, 40 ms. En el hipotético caso e un contacto inirecto (figura 1) urante esta mínima fracción e tiempo urante la que se prouce la falta, la intensia que circularía por el iniviuo sería: R A h = 0, 04 = 0, = 190mA Z T + R ca + R, em ntroucieno este valor en la figura 5, suponieno un tiempo e isparo e 40ms, estaríamos en el límite e la zona AC-3, zona sin riesgo para la via humana Fig. 5 (Figura 20 EC ) - Efectos e la corriente en seres vivos.

11 Página 11 e 11 Comprobamos que, incluso en el caso en que la persona esté sometia a una corriente causaa por un efecto e impeancia espreciable, el uso e un iferencial como ispositivo e protección contra contactos inirectos protege a las personas frente a los efectos peligrosos e la corriente eléctrica. 6 Conclusiones Quea emostrao por tanto que, meiante el uso e interruptores automáticos por corriente iferencial que cumplan con las normas e proucto corresponientes, en caso e proucirse un contacto inirecto, el iferencial limitaría la corriente que atraviesa el cuerpo humano a unos valores que, consierano su tiempo e isparo, están lejos e ser peligrosos para cualquier persona. 7 Bibliografía Para la realización e este ocumento se ha tenio en cuenta lo establecio en los siguientes reglamentos y normas: R. D. 842/2002. Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) UNE-EN nterruptores automáticos para actuar por corriente iferencial resiual sin ispositivo e protección contra sobreintensiaes para usos omésticos y análogos. Reglas generales. UNE-EN nterruptores automáticos para actuar por corriente iferencial resiual con ispositivo e protección contra sobreintensiaes para usos omésticos y análogos. Reglas generales. UNE nstalaciones eléctricas en eificios. Protección para garantizar la seguria. Protección contra los choques eléctricos. UNE nstalaciones eléctricas en eificios. Verificación. Verificación inicial. CE Vocabulario Electrotécnico nternacional. Protección contra el choque eléctrico. UNE Efecto e la corriente sobre el hombre y los animales omésticos. Parte 1: Aspectos generales.