Una unidad de consumo residencial fue instalada por un electricista en Manchester, quien la conectó exactamente de la misma manera que la instalación anterior. El cableado parecía estar bien hecho, los tornillos estaban apretados y las conexiones funcionaron correctamente después del primer encendido. Sin embargo, después de aproximadamente seis meses, surgió un problema en el circuito del calentador de inmersión que provocó un disparo en la cadena tanto en el RCD que protegía el circuito, como también en el sistema RCD aguas arriba, causando un apagón en la casa. En la oscuridad, el propietario se cayó por las escaleras y se rompió el brazo. La investigación mostró que el electricista cometió un error al conectar los cables neutros en el circuito. El neutro proporcionado para un circuito fue conectado a una barra neutra incorrecta, lo que llevó a que los RCD funcionaran simultáneamente después de aproximadamente seis meses sin problemas. El error fue imposible de identificar mediante una simple prueba de enchufe ya que ocurrió en un momento de fallo. La lección que se extrae de esto es bastante simple: la instalación de RCD no se trata solo de conectar el cableado correctamente. Se trata de un conocimiento adecuado de ciertas rutas, segregación de conductores neutros, puesta a tierra y requisitos de prueba. Esta guía proporciona las reglas principales de cableado, esquemas básicos y pasos simples que permiten una instalación exitosa y segura del RCD.
Resumen: Las técnicas de cableado de RCD están reguladas por normativas nacionales e internacionales—IEC 60364, BS 7671 (The IET Wiring Regulations), NEC en Norteamérica—y comprenden los siguientes pilares: Para cada circuito protegido, el conductor activo y el neutro deben pasar por el RCD (en caso de RCBO) o estar conectados al lado protegido por un RCD en el cuadro de distribución (en caso de RCCB compartido); no se deben mezclar los neutros de diferentes RCD; el conductor de tierra de protección nunca debe pasar por la bobina toroidal del RCD; el RCD debe instalarse después del interruptor principal y de los dispositivos de protección contra sobrecorriente; y por último, pero no menos importante, se debe realizar una prueba en cada instalación para verificar que el RCD funcione como se espera cuando se aplica la corriente residual nominal.
RCD, RCCB, RCBO, GFCI: Comprendiendo la Terminología Antes de Cablear
Es importante aclarar la terminología antes de discutir las normas de cableado, ya que los términos y definiciones varían según el lugar y el tipo particular de dispositivo, al igual que los requisitos de cableado. Un RCD (Residual Current Device) denota el término general para cualquier dispositivo que calcula la corriente de fuga a tierra y desconecta el circuito. En el mercado del Reino Unido e IEC, es más comúnmente el RCCB (Residual Current Circuit Breaker), que solo desconecta el circuito al detectar la fuga a tierra, por lo que requiere un MCB separado para proporcionar protección contra sobrecargas y cortocircuitos, así como el RCBO (Residual Current Breaker with Overcurrent), que combina la protección contra fugas a tierra, sobrecargas y cortocircuitos en un solo dispositivo. En Norteamérica, el nombre utilizado para el dispositivo similar es GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) y a menudo se usa solo como un enchufe receptáculo en lugar del dispositivo estándar para carril DIN, pero también está disponible como un interruptor automático adicional.
La frase “interruptor diferencial” también es común en algunos mercados europeos y latinoamericanos, pero se refiere al RCBO, el dispositivo que desconecta el circuito al detectar la diferencia entre la corriente en los conductores vivo y neutro. Por lo tanto, el término RCD debe usarse como el nombre general para dispositivos de corriente residual, mientras que se deben indicar las diferencias en los requisitos de cableado para la aplicación de RCCB, RCBO y GFCI. Para una comparación detallada de RCCB y RCBO—qué hace cada uno, cómo difieren y cuándo usar cada uno—nuestro artículo sobre la diferencia entre RCCB y RCBO proporciona el trasfondo técnico completo. Y para el contexto más amplio de los sistemas de puesta a tierra que determinan cómo funciona un RCD, nuestra guía sobre sistemas de suministro eléctrico explicó cubre los arreglos TN‑S, TN‑C‑S, TT e IT que definen dónde y cómo debe instalarse un RCD.
Las Reglas Fundamentales de Cableado: Lo que Toda Instalación de RCD Debe Cumplir
La el cableado de un RCD está regido por un pequeño conjunto de reglas absolutas, cada una derivada de la física de cómo funciona el dispositivo. Violar cualquiera de ellas impedirá que el RCD opere correctamente bajo condiciones de falla, y la violación puede pasar desapercibida hasta que ocurra una falla. Las reglas son las siguientes, y se aplican a toda instalación de RCD, independientemente del tipo de dispositivo, el sistema de puesta a tierra o el país.
- En primer lugar, todos los conductores de las partes vivas en el circuito protegido deben pasar a través del toroide del RCD. En el caso de un RCBO monofásico, tanto el conductor activo como el neutro pasan a través del toroide interno del RCD, donde el conductor activo está conectado al terminal de entrada del RCBO, pasando posteriormente por la bobina toroidal y los dispositivos de protección contra sobrecorriente antes de llegar al terminal de salida. El neutro está conectado al terminal de entrada de neutro, pasa a través del toroide y sale por el terminal de salida de neutro. En caso de que el neutro esté conectado a la barra de neutro no protegida y no al terminal de neutro del RCBO, habrá una diferencia entre la corriente en el lado activo y la corriente en el lado neutro del dispositivo, por lo que la cantidad de flujo de fuga detectado por el RCD será igual a la corriente en la carga, independientemente de la intensidad de la carga.
- Los conductores neutros en diferentes RCD no deben estar interconectados ni enlazados. La acción del electricista de Manchester donde el neutro de los circuitos de un RCD se unió al de la barra de neutro de otro RCD es uno de los casos habituales de errores en el cableado de RCD. Cuando dos RCD están conectados a través del mismo neutro, las corrientes circulantes de los dos circuitos pueden dividirse aleatoriamente entre sus toroides, permitiendo que el equipo funcione normalmente en el proceso. Solo en condiciones anormales, los dos RCD pueden dispararse juntos o no dispararse en absoluto. El funcionamiento de los dos RCD es complejo y no puede predecirse mediante ningún medio existente.
- El conductor PE (tierra de protección) no debe pasar a través del toroide del RCD. Esto se debe a que el RCD funciona con el concepto de desequilibrio entre la corriente activa y la corriente neutra. El conductor de tierra generalmente no transporta corriente excepto en caso de fallo. Por lo tanto, si el conductor de tierra pasara por el toroide, cualquier corriente de fuga a tierra que el RCD deba identificar se anularía porque la corriente en el conductor de tierra se equilibraría con la misma corriente que regresa por el conductor de tierra. Cuando esto sucede, dado que ambas corrientes fluyen por el mismo toroide, el RCD detectará un desequilibrio cero y, como resultado, no se disparará. El conductor de tierra está conectado a la barra de tierra en el cuadro de distribución y, por lo tanto, evita el RCD por completo.
- La instalación del RCD se realiza en el lado de carga del interruptor principal. Un RCCB está conectado al interruptor principal. Luego se conecta a los MCB que protegen los circuitos particulares. Un RCBO funciona como un dispositivo de protección contra sobrecorriente mientras se conecta a la barra colectora principal en el lado de línea. El RCD no puede instalarse en el lado de suministro del interruptor principal; de lo contrario, el usuario no podrá aislar el dispositivo en caso de un problema.
- La prueba del RCD es obligatoria después de la instalación del cableado. Es necesario. Las normas BS 7671, IEC 60364 y NEC requieren que el RCD se verifique en la etapa de puesta en marcha para asegurar que se dispare rápidamente en un tiempo estipulado para la corriente residual. El proceso de prueba se realiza utilizando el probador de RCD, que es una herramienta que también puede medir el tiempo de disparo. La prueba se realiza a la sensibilidad nominal del RCD, que suele ser 30mA, y luego a cinco veces la sensibilidad nominal, es decir, 150mA. Los tiempos de disparo no deben exceder los 300ms a la sensibilidad nominal ni los 40ms a cinco veces la sensibilidad nominal. Si el dispositivo no cumple con el límite de tiempo, debe ser reemplazado.
Paso a paso: Cableado de un RCBO monofásico en un cuadro de distribución
El siguiente procedimiento describe el cableado de un RCBO monofásico en un cuadro de distribución residencial o comercial ligero, utilizando un dispositivo de riel DIN como el de HUYU. HUM18LE‑63 RCBO. El procedimiento asume que el cuadro de distribución está correctamente instalado, que el interruptor principal está apagado y bloqueado, y que todos los conductores han sido verificados como sin tensión antes de comenzar el trabajo.
- Instale el RCBO en el riel DIN y conecte la alimentación. Fije correctamente el RCBO al riel DIN. Conecte la fase entrante (desde el interruptor principal o barra colectora) al terminal superior de fase del RCBO, que generalmente está etiquetado como “L” o “LINE.” Conecte el neutro entrante (desde la barra neutra principal) al terminal superior de neutro del RCBO, comúnmente etiquetado como “N.” Estas son las conexiones del lado de línea, que no reciben protección contra sobrecorriente ni protección por corriente residual. Apriete los terminales con el par de apriete requerido indicado en el cuerpo del dispositivo.
- Conecte el circuito de la siguiente manera. El conductor activo del circuito se conecta al terminal inferior activo del RCBO, que puede estar etiquetado como “LOAD” o “L OUT.” El conductor neutro del circuito se conecta al terminal inferior neutro del RCBO, que puede estar etiquetado como “N OUT.” Es importante que tanto el conductor activo como el neutro del circuito estén conectados al RCBO. El conductor de tierra del circuito se conecta a la barra de tierra en el cuadro de distribución, pero no se conecta al RCBO.
- Confirme las conexiones. Asegúrese de que los conductores activo y neutro estén correctamente identificados, que no haya daños ni pellizcos en el aislamiento, que los tornillos de los terminales estén firmes y que no haya cobre desnudo fuera de los terminales. Verifique que no exista conexión entre el neutro del circuito y la otra barra neutra ni con el neutro de ningún otro RCD.
- Energice y verifique la funcionalidad, restablezca la alimentación en el interruptor principal. Coloque el RCBO en la posición ON. Verifique si hay alimentación disponible con un probador de enchufes o midiendo el voltaje en el equipo conectado. Presione el botón TEST en el RCBO. El dispositivo debe dispararse inmediatamente y la alimentación debe perderse. Restablezca el RCBO. Realice una prueba calibrada de tiempo de disparo con el probador de RCD al final del circuito conectado y registre el tiempo de disparo a 30 mA y 150 mA. Los resultados de la prueba deben cumplir con los requisitos de las normativas de cableado.
Cableado de un RCCB que protege múltiples circuitos: La regla de la barra neutra
Siempre que un solo RCCB controle muchos circuitos, como cuando varios MCB utilizan un solo RCCB para su suministro de energía, el procedimiento de cableado que debe seguirse con precisión se conoce como la regla de la barra neutra. El neutro de salida del RCCB se conecta a una barra neutra única, que solo alimenta los circuitos protegidos por el RCCB. Cada circuito protegido por el RCCB debe usar el neutro de esa barra. Sin embargo, cada circuito que no esté protegido por el RCCB debe usar la barra neutra principal, que se encuentra en el lado no protegido del RCCB. Las dos barras neutras no solo son diferentes entre sí; están completamente separadas y eléctricamente aisladas una de la otra. En el instante en que uno de los cables neutros de un circuito no protegido se conecta accidentalmente a la barra neutra protegida, el RCCB detecta inmediatamente las corrientes diferentes que fluyen en el conductor activo (que no pasa por el RCCB) y en el conductor neutro (que sí pasa por el RCCB) y se dispara de inmediato. Además, en caso de que el neutro de uno de los circuitos del RCCB se conecte a la barra neutra de otro RCCB, puede que no emita una alarma como tal, pero sí lo hará en caso de situaciones de fallo a tierra. La regla de la barra neutra es el principio de cableado más importante en un cuadro de distribución con múltiples RCD y el que se incumple con mayor frecuencia. Para ayuda en la identificación del dispositivo correcto para cualquier circuito, nuestra guía sobre qué tamaño de interruptor automático necesita explica el proceso de dimensionamiento basado en el NEC.
Consideraciones especiales para RCD Tipo B, Tipo F y sensibles a DC
No todos los tipos de RCD operan en respuesta a todas las corrientes residuales, por lo que emplear un RCD incorrecto para cualquier equipo conectado puede provocar una falla en la protección. El tipo de RCD más común es el Tipo AC, que detecta corrientes residuales sinusoidales de CA, similares a las que causaría una persona en contacto con un conductor activo. Aunque funcionan bien para la mayoría de las aplicaciones domésticas, los RCD Tipo AC han sido ampliamente reemplazados por los RCD Tipo A, que también operan con corrientes pulsantes de CC provenientes de aparatos que incluyen rectificadores, como PCs, drivers LED y variadores de velocidad. Avanzando al siguiente nivel, los RCD Tipo F proporcionan protección contra corrientes residuales compuestas con una combinación de frecuencias y se aplican en circuitos que operan con variadores de frecuencia monofásicos y ciertos tipos de lavadoras y bombas de calor. Finalmente, los RCD Tipo B operan con corrientes residuales puras de CC y CA y se utilizan en circuitos de carga de vehículos eléctricos e inversores solares. HUYU fabrica RCD Tipo B, incluyendo el RCBO Tipo B VRL22B, para estas aplicaciones. El cableado de un RCD Tipo B o Tipo F sigue las mismas reglas que para cualquier otro RCD: el conductor activo y el neutro pasan ambos a través del dispositivo, los neutros de diferentes RCD están segregados, y el conductor de tierra no pasa a través del toroide; pero la selección del tipo correcto para la carga es un requisito de seguridad, no una preferencia. Un cargador de vehículo eléctrico protegido por un RCD Tipo AC no se disparará ante una falla a tierra de corriente continua suave, porque el toroide del Tipo AC no puede detectarla. El RCD parecerá funcionar—el botón TEST lo disparará—pero no proporcionará protección contra el tipo específico de falla que el equipo conectado puede producir. El Institución de Ingeniería y Tecnología (IET) proporciona orientación sobre la selección de tipos de RCD en su publicación Wiring Matters, y las normas de producto relevantes están definidas en IEC 61008 e IEC 61009.
Preguntas Frecuentes
¿Para qué se usa un interruptor RCD?
Un interruptor de circuito RCD (Dispositivo de Corriente Residual) está diseñado para proporcionar protección contra descargas eléctricas identificando fugas de electricidad—por ejemplo, corriente eléctrica que fluye a lo largo del cuerpo de una persona o a través de una conexión defectuosa—y desconectando el circuito en pocos segundos. Las normativas eléctricas estipulan que los RCD deben instalarse en casi todos los hogares y negocios en circuitos que sirven baños, cocinas, áreas exteriores y otros lugares potencialmente peligrosos.
¿Es un RCD un GFCI?
En efecto, no hay diferencia entre RCD y GFCI (que es la abreviatura de Ground Fault Circuit Interrupter). El término “RCD” se usa en Reino Unido, Europa y mercados IEC, mientras que “GFCI” se utiliza en Norteamérica. Ambos dispositivos indicados por estos términos detectan el desequilibrio entre las corrientes activa y neutra e interrumpen su funcionamiento si la diferencia alcanza 5 mA (esto corresponde a Norteamérica) o 30 mA (esto corresponde a mercados IEC).
¿Dónde deben instalarse los RCD?
La instalación de dispositivos de corriente residual (RCD) en circuitos finales que sirven baños, equipos eléctricos en exteriores y circuitos de tomacorrientes es obligatoria según las normativas de seguridad eléctrica. La normativa BS 7671 establece que deben instalarse RCD con un valor de disparo de 30 mA en casi todos los sistemas de tomacorrientes en instalaciones domésticas en el Reino Unido, en cualquier circuito con bañeras/duchas y con cables instalados en paredes a menos de 50 mm de la superficie, que no tengan protección de puesta a tierra de ningún tipo. Sin embargo, dependiendo del país de residencia y de la edición de las normativas de cableado a la que se adhiera, los requisitos sobre el uso de RCD variarán, por lo que siempre es recomendable verificar los códigos locales.
¿Qué es un interruptor diferencial?
El interruptor diferencial es un nombre utilizado para el RCBO en algunos mercados de América Latina y Europa, el dispositivo que proporciona protección combinada contra corriente residual (fuga a tierra), además de protección contra sobrecorriente (sobrecarga y cortocircuito). El término “diferencial” expresa el principio de funcionamiento del RCBO: el dispositivo detecta la diferencia “diferencial” en la corriente que fluye por el conductor activo y la corriente que fluye por el conductor neutro y dispara si la diferencia supera el valor máximo permitido de la corriente residual. Los interruptores diferenciales fabricados por HUYU son adecuados para aplicaciones de CA, CC y frecuencia mixta, proporcionando todas las certificaciones necesarias.
Referencias
- IET — BS 7671 Requisitos para Instalaciones Eléctricas (Reglamento de Cableado IET). La norma nacional del Reino Unido que regula la instalación de RCD, incluidos los tipos, los requisitos de cableado y los procedimientos de prueba.
- IEC 61008 e IEC 61009 — Dispositivos de Corriente Residual. Las normas internacionales que definen la construcción, prueba y rendimiento de RCCB (IEC 61008) y RCBO (IEC 61009).
- NFPA 70 — Código Eléctrico Nacional (NEC) — Requisitos de GFCI. La norma norteamericana para la instalación de GFCI, incluyendo las ubicaciones donde se requiere protección GFCI y las reglas de cableado que aplican.
- Hager — Guías de Cableado y Aplicación para RCD y RCBO. Fabricante de cuadros de distribución y dispositivos de protección, con orientación técnica sobre cableado de RCD, segregación de barra neutra y pruebas de tiempo de disparo.
Normas de seguridad eléctrica para el cableado de interruptores diferenciales RCD no son sugerencias. Son las reglas que garantizan que un dispositivo diseñado para proteger una vida realmente lo haga cuando ocurre una falla. Todas las reglas relacionadas con el cableado que los empleados eléctricos siguen al instalar un RCD provienen de la creencia fundamental del equilibrio en la corriente eléctrica. Si alguna de estas reglas se viola, significará que el RCD no protege a una persona como debería. Un electricista que cablea incorrectamente el neutro, que conecta un conductor de tierra a través de un toroide o que no realiza una prueba de tiempo de disparo nunca sabrá sobre la instalación defectuosa, hasta que se desarrolle una falla y el RCD no pueda disparar como debería. HUYU fabrica todo tipo de RCD y otros dispositivos según las directrices que indican que el dispositivo que evita que una persona sufra una descarga eléctrica debe estar correctamente cableado, probado y ser completamente fiable desde el momento en que se pone en práctica.
