¿Qué es un RCD?

Un dispositivo de corriente residual (RCD), disyuntor de corriente residual (RCCB) o interruptor de circuito de falla a tierra (GFCI) es un dispositivo que rompe rápidamente un circuito eléctrico para evitar daños graves por una descarga eléctrica en curso. [1] Aún pueden ocurrir lesiones en algunos casos, por ejemplo, si una persona se cae después de recibir una descarga, o si la persona toca ambos conductores al mismo tiempo [2], lo que un RCD no evitará.

Estos dispositivos de cableado eléctrico están diseñados para desconectar rápida y automáticamente un circuito cuando detecta que la corriente eléctrica no está equilibrada entre los conductores de suministro y retorno de un circuito. Cualquier diferencia entre las corrientes en estos conductores indica una fuga de corriente, que presenta un riesgo de descarga. La corriente de alrededor de 30 mA (0,030 amperios) a través del cuerpo humano es potencialmente suficiente para causar un paro cardíaco o daños graves si persiste durante más de una pequeña fracción de segundo. Los RCD están diseñados para desconectar los cables conductores ("disparo") lo suficientemente rápido para evitar lesiones graves.

Los RCD son dispositivos probables y reiniciables. Un botón de prueba crea de forma segura una pequeña condición de fuga, y un botón de reinicio vuelve a conectar los conductores después de que se ha eliminado una condición de falla. Algunos RCD desconectan los conductores energizados y de retorno en caso de falla (bipolar), mientras que un RCD de un solo polo solo desconecta el conductor energizado. Si la falla ha dejado el cable de retorno "flotando" o no en su potencial de tierra esperado por cualquier motivo, entonces un RCD unipolar dejará este conductor aún conectado al circuito cuando detecte la falla.

¿Cómo funcionan los RCD?

Los RCD están diseñados para desconectar el circuito si hay una fuga de corriente. Al detectar pequeñas corrientes de fuga (típicamente 5–30 mA) y desconectarlas lo suficientemente rápido (<30 milisegundos), pueden evitar la electrocución. Son una parte esencial de la desconexión automática del suministro (ADS), es decir, para apagar cuando se desarrolla una falla, en lugar de depender de la intervención humana, uno de losprincipios esenciales de la práctica eléctrica moderna.

Para evitar la electrocución, los RCD deben funcionar dentro de 25 a 40 milisegundos con cualquier corriente de fuga (a través de una persona) superior a 30 mA, antes de que una descarga eléctrica pueda llevar al corazón a una fibrilación ventricular, la causa más común de muerte por descarga eléctrica. Por el contrario, los disyuntores o fusibles convencionales solo rompen el circuito cuando la corriente total es excesiva (que puede ser miles de veces la corriente de fuga a la que responde un RCD). Una pequeña fuga de corriente, como a través de una persona, puede ser una falla muy grave, pero probablemente no aumentaría la corriente total lo suficiente como para que un fusible o disyuntor interrumpa el circuito, y ciertamente no lo hará con la rapidez suficiente para salvar una vida.

Los RCD funcionan midiendo el equilibrio de corriente entre dos conductores utilizando un transformador de corriente diferencial. Mide la diferencia entre la corriente que fluye a través del conductor vivo y la que regresa a través del conductor neutro. Si estos no suman cero, hay una fuga de corriente a otro lugar (a tierra / tierra oa otro circuito), y el dispositivo abrirá sus contactos. La operación no requiere que una corriente de falla regrese a través del cable de tierra en la instalación; el viaje funcionará igual de bien si la ruta de retorno es a través de tuberías, contacto con el suelo o cualquier otra ruta de corriente. Por lo tanto, se sigue proporcionando la desconexión automática y una medida de protección contra golpes incluso si el cableado a tierra de la instalación está dañado o incompleto.

Para un RCD usado con energía trifásica, los tres conductores activos y el neutro (si está instalado) deben pasar a través del transformador de corriente.

Aplicación Un RCD se define como un dispositivo de conmutación mecánico diseñado para abrir un conjunto de contactos cuando la corriente residual (I∆n) alcanza un valor dado. Con referencia a un RCD monofásico, la corriente residual se refiere a la diferencia entre la corriente que fluye en el conductor de línea en comparación con la corriente que fluye en elconductor neutro en condiciones de falla. En condiciones normales de salud, la corriente en el conductor de línea es igual a la del conductor neutro; las bobinas principales están configuradas de manera que cualquier campo magnético inducido dentro de la bobina de línea sea cancelado por el inducido por la bobina neutra. No se induce ningún campo magnético y la bobina está equilibrada.

En condiciones en las que hay una diferencia en la corriente que fluye en la línea y los conductores neutros, como las condiciones de falla a tierra, se crea un desequilibrio que hace que se establezca un circuito magnético en el núcleo. Este campo magnético es detectado por una bobina de búsqueda que hace que fluya una corriente. Esta corriente se amplifica y se alimenta a un relé que a su vez opera los contactos principales. Debe entenderse que la capacidad de corte de corriente de los contactos principales no está relacionada con el valor de corriente de funcionamiento residual.