La protección de las instalaciones interiores contra sobrecorrientes es un aspecto fundamental en el diseño y ejecución de sistemas eléctricos, ya que asegura la integridad de la instalación y la seguridad de las personas. Las sobrecorrientes pueden deberse a cortocircuitos o sobrecargas en los conductores y equipos conectados, por lo que la normativa establece una serie de prescripciones para prevenir daños y accidentes.
Conceptos Básicos
Sobrecorriente
Una sobrecorriente es cualquier corriente que excede la capacidad nominal del conductor o equipo. Puede clasificarse en:
- Sobrecarga: Incremento de corriente debido a un aumento de la demanda de los receptores conectados. No necesariamente se produce por un fallo, pero puede llevar al deterioro de los conductores si se mantiene durante un tiempo prolongado.
- Cortocircuito: Ocurre cuando dos conductores con diferente potencial entran en contacto directo, creando un paso de corriente extremadamente alto que puede causar daños inmediatos a los equipos y a la instalación.
Objetivos de la Protección Contra Sobrecorrientes
El objetivo principal es evitar que las corrientes excesivas produzcan un calentamiento peligroso en los conductores y equipos, lo cual podría provocar incendios o deteriorar los componentes eléctricos. Además, se busca proteger a las personas de posibles descargas eléctricas y asegurar la continuidad del servicio eléctrico.
Dispositivos de Protección
Interruptores Automáticos
Los interruptores automáticos son dispositivos de protección que interrumpen el circuito cuando detectan una corriente superior al valor nominal. Existen varios tipos:
- Magnetotérmicos: Combina protección contra sobrecargas y cortocircuitos. Su funcionamiento se basa en un sistema bimetálico que se deforma por el calor de la sobrecarga, y un electroimán que actúa en caso de cortocircuito.
- Diferenciales: Protegen contra contactos indirectos y fugas a tierra. Detectan la diferencia de corriente entre los conductores activos y el neutro, disparándose cuando hay una fuga que puede ser peligrosa.
Fusibles
Los fusibles son elementos de protección que se funden al sobrepasar una determinada corriente, interrumpiendo el circuito. Su uso está más limitado a instalaciones específicas o como protección secundaria. Ofrecen una rápida respuesta ante cortocircuitos, pero no son reutilizables una vez activados.
Relés Térmicos
Los relés térmicos protegen motores y otros equipos contra sobrecargas prolongadas. Funcionan por la dilatación de un elemento bimetálico que abre el circuito cuando se supera el valor de corriente nominal.
Selección de Dispositivos de Protección
Cálculo de la Corriente de Sobrecarga
Para seleccionar adecuadamente los dispositivos de protección, es necesario calcular la corriente de sobrecarga máxima que puede soportar el conductor sin deteriorarse. Esta corriente dependerá de las siguientes variables:
- I es la corriente de sobrecarga (A).
- S es la sección del conductor (mm²).
- k es un coeficiente que depende del material del conductor (cobre o aluminio) y de su tipo de aislamiento.
Cálculo de la Corriente de Cortocircuito
La corriente de cortocircuito se calcula en función de la distancia al transformador y la impedancia del circuito. Es esencial conocer este valor para dimensionar adecuadamente los interruptores y asegurar que pueden interrumpir la corriente máxima prevista.
Coordinación de la Protección
Es importante que la protección se coordine de manera que cada tramo de la instalación esté protegido por un dispositivo adecuado, sin interferir con la protección de otros tramos. Esta coordinación se conoce como selectividad, y su objetivo es asegurar que, en caso de una sobrecorriente, el dispositivo más cercano al fallo actúe primero, evitando la desconexión innecesaria de otras partes de la instalación.
Normativa Aplicable
La normativa que regula la protección contra sobreintensidades establece las siguientes consideraciones:
- Los dispositivos de protección deben instalarse en los cuadros de distribución y en puntos estratégicos de la instalación para cubrir todos los circuitos.
- La capacidad de interrupción de los dispositivos debe ser superior a la corriente de cortocircuito calculada en cada punto de la instalación.
- Los conductores deben estar dimensionados para soportar la corriente máxima prevista, incluyendo un margen de seguridad para prevenir sobrecalentamientos.
Recomendaciones para la Instalación
Ubicación de los Dispositivos
Los dispositivos de protección deben ubicarse de forma accesible para facilitar su mantenimiento y supervisión. Es recomendable instalar etiquetas identificativas en cada dispositivo para indicar claramente el circuito que protege.
Pruebas y Verificaciones
Una vez instalada la protección, se deben realizar pruebas de funcionamiento para verificar que los dispositivos actúan correctamente ante simulaciones de sobrecarga y cortocircuito. Además, es importante realizar inspecciones periódicas para asegurar el buen estado de los dispositivos y la instalación en general.
Protección Adicional
En instalaciones con equipos sensibles, como sistemas informáticos o electrónicos, se recomienda el uso de protectores contra sobretensiones transitorias y permanentes, que actúan ante picos de tensión causados por fenómenos externos (tormentas eléctricas, maniobras en la red de distribución, etc.).
Tabla Resumen de Dispositivos de Protección
| Dispositivo | Función Principal | Tipo de Instalación Recomendado |
|---|---|---|
| Interruptor Magnetotérmico | Protección contra sobrecarga y cortocircuito | Instalaciones generales |
| Interruptor Diferencial | Protección contra fugas a tierra | Instalaciones en viviendas y locales con presencia de personas |
| Fusible | Protección contra cortocircuitos | Protecciones secundarias, sistemas de alumbrado |
| Relé Térmico | Protección de motores contra sobrecargas | Instalaciones industriales |
Consideraciones Especiales
En instalaciones con mayores exigencias de seguridad, como hospitales, escuelas o industrias, se debe prestar especial atención a la redundancia en los sistemas de protección y a la utilización de dispositivos de alta fiabilidad que aseguren la continuidad del servicio sin comprometer la seguridad.
La correcta protección de las instalaciones interiores contra sobreintensidades no solo protege la infraestructura y los equipos conectados, sino que es fundamental para la seguridad de las personas que interactúan con estos sistemas.