1. introducción 2. corriente a tierra sin que exista

POWER ELECTRONICS
NOTAS DE APLICACIÓN
NOTAS DE APLICACIÓN
ESPECIFICACIONES DE LA PROTECCIÓN
DIFERENCIAL PARA VARIADORES DE VELOCIDAD
1. INTRODUCCIÓN
Tal y como exige el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (R.E.B.T.), todo circuito debe llevar una
protección de sobreintensidad en conjunto además de otra protección de aislamiento para protección
de las personas.
La protección de aislamiento mide las corrientes provocadas por un fallo en el aislamiento en el circuito de
una máquina lo que genera una corriente que se cierra a través del circuito de protección, circuito de tierra
(PE) y llega al neutro del transformador por su toma de tierra que posee el neutro (PEN). El R.E.B.T. fija
esta corriente de defecto para entornos industriales en 300mA.
Actualmente existen varios tipos y modelos de diferenciales, pudiendo ser compactos o toroidales con relé
de disparo.
El Diferencial compacto se puede abrochar todos los conductores activos de la instalación (L1, L2, L3,
N) a excepción de los conductores PE y PEN, se suelen utilizar para corrientes inferiores a 70A.
El Diferencial Toroidal, envuelve a todos los conductores activos (L1, L2, L3, N) a excepción de los
conductores de protección PE y PEN, por medio de un transformador toroidal. Se suelen utilizar para
corrientes superiores a 70A
Esta nota de aplicación le guiará a la hora de elegir correctamente el Diferencial, evitándose de ésta forma
posibles disparos de los relés diferenciales cuando no existen corrientes de defecto.
2. CORRIENTE A TIERRA SIN QUE EXISTA
FALLO DE AISLAMIENTO
En la figura siguiente observamos la arquitectura típica de los variadores de POWER
ELECTRONICS. Donde podemos observar como los filtros y la parte intermedia de la batería
de condensadores está conectada al chasis del equipo y éste a su vez se conecta a la tierra de
la instalación.
Figura 2.1 Diagrama general de un variador con unidad de frenado integrada
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Por la forma de trabajo de los variadores, modulación del ancho del pulso (PWM), en el chasis del
variador se induce una tensión y además, la señal generada al motor favorece las cargas y descargas de
las capacidades que se generan en los conductores, pantallas y chasis de motor.
Es por este motivo que las tierras deben de ser lo mejor posible y en general el equipotencial de la
instalación debe ser correcto, ya que de no ser así se pueden generar diferentes potenciales en tierra que
favorezcan la circulación de estas corrientes de componente continua.
Cuando damos alimentación al variador se produce una carga suave de la batería de condensadores, el
pico de corriente inicial de la carga del Bus puede provocar corrientes de componente continua.
Como hemos visto todas estas tensiones inducidas en el chasis ó almacenadas en los condensadores
generados por la capacidad del circuito de salida al motor, además de las capacidades que tienen los
filtros RFI, pueden generar corrientes de componente continua que llegan a saturar el transformador
toroidal provocando el disparo del Relé Diferencial, cuando en realidad no existe corriente de defecto
3. TIPOS DE DIFERENCIALES TOROIDALES
Actualmente los Diferenciales Toroidales se pueden dividir en los siguientes tipos:
ƒ Tipo AC: es el más antiguo y sólo puede detectar fallos de corriente AC.
Constitución:
Relé de disparo
Pulsador de Test
Núcleo del transformador toroidal para detectar A.C.
ƒ Tipo A: es el más usual hoy en día. Puede detectar A.C. y pulsos de CC. siempre y cuando dicho
pulso alcance o cruce por 0 al menos una vez durante un ciclo (50Hz > 20ms).
Constitución:
Relé de disparo
Pulsador de Test
Núcleo del trafo toroidal que evita corrientes de histéresis.
ƒ Tipo B: es un nuevo tipo que puede detectar A.C., pulsos de CC. y pequeñas corriente de CC.
Constitución:
Relé de disparo
Pulsador de Test
Núcleo del trafo para detectar A.C.
Núcleo del trafo para detectar CC.
Los relés de disparo también pueden llevar ajuste de sensibilidad y ajuste de tiempo para retardar el
disparo.
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4. ELECCIÓN DE UN DIFERENCIAL TOROIDAL
PARA UN VARIADOR
El diferencial adecuado para un circuito que alimente un Variador es el tipo B, ya que es capaz de
discriminar las corrientes de defecto de las componentes continuas y aseguramos que no provocaremos
el disparo en la carga suave de los condensadores cuando damos tensión al variador. Este tipo de
diferenciales son específicos para trabar con variador. Si se puede configurar el retardo de disparo se
ajustará sobre 40mS de retardo.
Si se instala un diferencial tipo A, siempre y cuando tengamos un perfecto equipotencial y en el relé de
disparo se pueda ajustar sensibilidad y tiempo de retardo, es posible que funcione correctamente, pero
cualquier alteración del circuito de protección puede provocar la saturación del transformador toroidal y
producir los disparos no deseados.
Si la instalación tiene un diferencial tipo A.C. probablemente tengamos disparos del diferencial sin que
existan corrientes de defecto, este tipo de diferencial es muy antiguo y seguramente no nos dejara ajustar
la sensibilidad ni la temporización del disparo, por la sencillez de su transformador toroidal es fácil que
llegue a la saturación, provocando el disparo del relé diferencial.
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