Se trata en este escrito de dar respuesta a algunas cuestiones planteadas en torno a los regímenes de neutro que se formulan con cierta frecuencia y al mismo tiempo compartir algunas reflexiones que derivan de la experiencia.
1.- Algunos comentarios
● Para una instalación realizada conforme a las normas en vigor y bien mantenida, los tres regímenes de neutro (TT, TN e IT) presentan el mismo nivel de seguridad.
● La mayor garantía de seguridad para las personas contra el riesgo eléctrico es la equipotencialidad.
● En una misma instalación pueden coexistir varios regímenes de neutro.
Ejemplos:
1. Instalación diseñada en su conjunto según el régimen IT, pero donde ciertas partes están alimentadas por medio de transformadores de separación que distribuyen con regímenes TN o TT (se trata en general de circuitos que presentan por su naturaleza un aislamiento mediocre y los circuitos de mando en el régimen IT presentarían riesgos de disparos intempestivos).
2. Instalación diseñada en su conjunto según el régimen TT o TN, pero donde existen ciertas partes de la instalación donde la explotación necesita un corte diferido en caso de defecto, siendo alimentadas por medio de transformadores de separación que distribuyen con el régimen de neutro IT.
3. Instalación donde, para resolver el problema de la selectividad, la distribución principal es con régimen TN mientras que los circuitos terminales son distribuidos con el régimen TT.
4. En todos los casos, es preferible interconectar las tomas de tierra de las masas y, si es posible, conectarlas con las tomas de tierra del neutro y las masas de alta tensión (Centro de transformación con masas y neutro unidos).
5. En régimen IT, como en el TN es muy recomendable distribuir el conductor de protección muy próximo a los conductores activos (misma canalización, misma bandeja de cables…) con el fin de reducir los valores de las impedancias del bucle de defecto.
NOTA: Debido a las elevadas corrientes de cortocircuito en el régimen TN, indispensables para la rápida eliminación de los defectos, llamamos la atención sobre los eventuales problemas que pueden presentarse sobre los poderes de corte de los interruptores.
6. En el régimen IT, está desaconsejado distribuir el conductor neutro (por problemas de protección de este conductor, condicionantes más severos en la ruptura de los interruptores).
7. Las condiciones de realización del régimen TN son menos exigentes que las de régimen IT (impedancias de bucle, resistencias de contacto).
8. La utilización de los dispositivos diferenciales de corriente residual es necesaria en los tres regímenes para ciertos emplazamientos con riesgos particulares (locales húmedos o mojados, recintos conductores, locales con riesgo de incendio y explosión).
9. La disposición de ciertos cables de la clase II autoriza en toda su longitud a no tener en cuenta los riesgos de defecto de aislamiento, lo que permite, en muchos casos, no tener que proteger las derivaciones en su origen.
Conclusión:
- Cualquiera de los tres regímenes de neutro tienen su interés en casos específicos.
- El régimen TN adquirirá, gracias a su facilidad de realización, los favores de buen número de instaladores y usuarios, como sucede en la mayoría de países industrializados.
2.- Cuestiones prácticas
2.1.- ¿En caso de modificación del régimen de neutro cuales son las principales precauciones a tomar?
Examinamos brevemente los casos más frecuentes:
a) Paso de un régimen IT a TN
- Eventualmente necesario en una instalación donde el neutro es distribuido pero mal protegido.
Evitar, si la fuente tiene una impedancia elevada (transformador estrella/estrella, ciertos alternadores).
- Modificaciones en la instalación:
● Supresión del C.P.I. (controlador permanente de aislamiento) y del limitador de sobretensión
● Interconexión de las tomas de tierra de las masas y del neutro (ya realizado en la mayoría de los casos).
NOTA:
El régimen así realizado correspondería a un TN-S
Es posible, si se desea, mejorar la equipotencialidad en los circuitos con sección superior a 6 mm2 (Cu), adoptar un régimen TN-C “hibrido” estableciendo las conexiones entre el neutro y el conductor de protección y cuidando de shuntar todos los aparatos puestos sobre el neutro (el PEN estará ahora constituido por dos conductores en paralelo)
- Condiciones de ruptura:
Si son satisfactorias para el régimen IT, también lo serán, con mayor razón, para el régimen TN.
b) Paso de régimen TT a TN o IT:
- Eventualmente necesario por razones de selectividad o disparos intempestivos.
Evitar si la fuente tiene impedancia elevada.
Desaconsejado si los conductores de protección no están distribuidos en las proximidades de los conductores activos
- Paso a TN: Interconexión de las tomas de tierra de las masas y del neutro, supresión de la mayoría de los diferenciales de corriente residual (DR), establecimiento de conexiones suplementarias entre PE y conexión equipotencial principal.
- Paso a IT: Instalación de la impedancia y del C.P.I., posible supresión de los DR si las tomas de tierra están interconectadas.
Si la distribución del neutro es inevitable, asegurar su protección (utilización posible de los DR)
- Condiciones de ruptura:
Verificar en todos los circuitos. Pueden necesitarse enlaces equipotenciales suplementarios.
Más fácil de satisfacer en TN que en IT.
c) Paso de un régimen TN a IT:
- Eventualmente necesario si el corte al primer defecto debe ser evitado. (instalaciones de seguridad o prioritarias)
Desaconsejado si el neutro es distribuido.
- Modificaciones en la instalación:
Instalación en el origen de la impedancia y el C.P.I.
Si la distribución del neutro es inevitable, asegurar la protección de este, será necesaria aparamenta tetrapolar.
- Condiciones de ruptura:
A verificar en todos los circuitos
A veces se necesitan enlaces equipotenciales suplementarios
d) Paso de un régimen TN-C a TN-S
- Los esquemas TN-C y TN-S se pueden utilizar en la misma instalación. En el esquema TN-C-S (figura 1), el esquema TN-C (4 hilos) nunca se debe utilizar aguas abajo del esquema TN-S (5 hilos), puesto que cualquier interrupción accidental en el conductor neutro en la parte aguas arriba provocaría una interrupción en el conductor de protección en la parte aguas abajo y, por tanto, presentaría un peligro.
- Precaución: en el esquema TN-C, la función de “conductor de protección” tiene prioridad sobre la “función neutro”. Concretamente, siempre se debe conectar un conductor PEN al terminal de tierra de una carga, y se utiliza un puente para conectar este terminal al terminal neutro (Figura 2).
Figura 1: Esquema TN-C-S.
Figura 2: Conexión del conductor PEN en el esquema TN-C.
2.2.- ¿Se puede realizar un régimen TN (o IT con neutro distribuido) a partir de una fuente de elevada impedancia (transformador estrella/estrella, alternador)?
Esta impedancia juega un papel preponderante en la proximidad de la fuente, en los circuitos más alejados es del mismo orden de magnitud que la impedancia de las líneas.
De esta manera, las condición de ruptura If (ts) ≤ Id (1) puede verificarse en un gran número de salidas divisionarias siempre que no estén próximas a la fuente.
Sin embargo, para estos últimos, las conexiones equipotenciales pueden tener una resistencia suficientemente baja para que la condición siguiente se verifique:
La protección de personas contra el riesgo eléctrico estará en tal caso asegurada, y nada se opone a la utilización del régimen TN, si no existe funcionamiento desequilibrado de la fuente.
Este requisito puede ser garantizado:
- Por medio de las protecciones adecuadas.
- Por la instalación en el enlace PE/neutro de un toro de detección de corriente que acciona el interruptor general (este dispositivo permite igualmente verificar la condición 1)
Esta última disposición se ilustra en el esquema de la figura 3:
Figura 3: Protección por toro de detección de corriente en el régimen TN-S
La elección de la temporización y del umbral de funcionamiento de los relés debe ser objeto de un estudio profundo; en efecto, para asegurar una cierta selectividad el relé no debe funcionar más que en caso de defecto sobre la zona A, un defecto en la zona B será eliminado por las protecciones de máxima intensidad.
Este criterio conduce a elegir temporizaciones (T0) relativamente largas (T0 > tC de las protecciones de máxima intensidad de la zona B) y umbrales de disparo elevados (I∆ ≈ 10 a 20 % de la intensidad nominal de la fuente y I∆ ≤ Id)
NOTA:
En el caso de una distribución TN-C, el toro emplazado en el enlace neutro-PE detecta permanentemente la corriente de desequilibrio del neutro lo que debe tenerse en cuenta al elegir el umbral de actuación.
2.3.- ¿En qué condiciones podemos tener una instalación con régimen TN en un grupo donde el alternador tiene el neutro aislado (o impedante)?
Los circuitos de seguridad con grupos deben realizarse en régimen TN-S, el neutro se protege conforme a las reglas específicas del régimen IT.
Por otra parte, las condiciones de ruptura relativas al régimen IT deben verificarse en estos circuitos.
2.4.- ¿Qué disposiciones pueden tomarse en una instalación con régimen TT donde son temidos los disparos intempestivos en razón de la misma naturaleza de los receptores?
En tales instalaciones, es conveniente:
- Subdividir al máximo los circuitos multiplicando el número de dispositivos diferenciales.
- Regular los DR a niveles relativamente elevados, compatibles con los valores de la resistencia de la puesta a tierra de las masas.
- Instalar eventualmente los DR insensibles a las corrientes de fuga transitorias (inmunizados), a los parásitos industriales y a los intercambios de corrientes capacitivas.
2.5.- ¿Cuándo y cómo deben protegerse los conductores de neutro?
Ver artículos en los siguientes link:
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2016/05/como-y-cuando-debe-protegerse-el.html
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2016/05/como-y-cuando-debe-protegerse-el.html
2.6.- ¿Las longitudes de las canalizaciones protegidas son siempre más cortas para la protección contra los contactos indirectos en régimen IT y TN que para la protección contra los cortocircuitos?
- La respuesta es simple para los interruptores, porque solo se tiene en cuenta la zona de funcionamiento magnética:
En efecto, el único caso donde el valor de la longitud máxima protegida contra los contactos indirectos puede alcanzar la longitud máxima protegida contra cortocircuitos es en el régimen TN, cuando la sección del conductor de protección es igual a la de las fases.
- En lo concerniente a los fusibles, la respuesta a esta cuestión es negativa si se considera el caso de pequeñas secciones protegidas por fusibles de calibre importante, caso que puede ocurrir cuando no existen dispositivos de protección contra sobrecargas.
- En conclusión, en la mayoría de los casos, la mejor protección es la realizada contra los choques eléctricos porque impone las condiciones más exigentes.
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