Circuitos de mando o control como sistema IT

Las crecientes exigencias sobre seguridad de funcionamiento y prevención de accidentes para máquinas e instalaciones requieren medidas exhaustivas para proteger a personas y máquinas de posibles peligros. Según esto, un fallo de aislamiento en un circuito de control, p. ej., no puede causar movimientos peligrosos de una máquina. Por ello, a la hora de elegir el esquema de red (sistema TN, TT o IT) y las medidas de protección correspondientes, deben tenerse en cuenta especialmente los siguientes factores:

  • Probabilidad de fallos de aislamiento
  • Protección básica y contra fallos necesaria
  • Continuidad del suministro de corriente
  • Posibilidades técnicas y económicas
  • Valores empíricos existentes relativos a efectos secundarios (incendio, costos de tiempos de inactividad, etc.)

En las máquinas eléctricas, esto afecta tanto a los circuitos de control y auxiliares como a los circuitos principales. En los circuitos principales, lo primordial es proteger contra descargas eléctricas, proteger a las personas y evitar incendios. En los circuitos de control y auxiliares, especialmente en aquellos con tensiones por debajo de la tensión de contacto permitida de 50 V CA/120 V CD, lo más importante es la seguridad de funcionamiento.

Circuitos de mando o control: ¿con o sin puesta a tierra?

Según la norma EN 60204-1/VDE 0113-1, los contactos a tierra en los circuitos de mando no pueden causar arranques accidentales ni movimientos peligrosos de la máquina, ni impedir su parada. Por lo general, los circuitos de mando se alimentan a través de un transformador de seguridad con bobinados separados o una fuente de alimentación que pueda desconectarse de forma segura, y la tensión secundaria no puede superar los 50 V. El propio circuito de mando puede utilizarse como sistema con puesta a tierra (sistema TN) o aislado de tierra (sistema IT). Sin embargo, en los componentes sensibles de un circuito de mando, los fallos de aislamiento de alta impedancia no detectados pueden causar fallos de control. En un sistema con puesta a tierra, estos fallos no son detectados por un fusible, ya que la corriente de fallo es demasiado baja para dispararlos. Si el fallo de aislamiento es de baja impedancia, el fusible salta y la instalación se detiene. Para evitar que esto ocurra, los circuitos de mando utilizan el esquema aislado de tierra y se controlan mediante un vigilante del aislamiento.

Más seguridad de funcionamiento, incluso con fallos de aislamiento simétricos

En los circuitos de mando (p. ej., en los interruptores de fin de carrera) también pueden producirse fallos de aislamiento simétricos debido a la suciedad, el polvo o la humedad. Estos fallos pueden impedir la parada de la instalación o causar una conexión accidental. Por fallos de aislamiento simétricos se entienden los fallos de resistencia en el aislamiento de una instalación eléctrica o un dispositivo con una resistencia casi idéntica en todos los conductores exteriores a tierra.

En el caso de las entradas de control sensibles, basta con dos fallos de aislamiento de alta impedancia para "activar" la entrada. Estos fallos no hacen que se active el dispositivo de protección de sobreintensidad, ya que la corriente de fallo está claramente por debajo de la corriente de cortocircuito necesaria. Los dispositivos de protección de corriente de fallo tampoco pueden ayudar, porque la corriente de ida y la de retorno son idénticas y no se produce una corriente diferencial. Al seleccionar el vigilante del aislamiento correspondiente debe prestarse atención a que detecte fallos de aislamiento simétricos. Los relés de puesta a tierra, que miden la tensión de desplazamiento a tierra como criterio de medida, no cumplen esta condición en relación con el principio de medida.

Conclusión

Una ejecución de circuitos de mando realizados según normativa no debe estar necesariamente puesta a tierra. A menudo, la utilización de circuitos de mando aislado de tierra con vigilancia del aislamiento es la mejor opción, sobre todo en lo relativo a la seguridad de funcionamiento, la prevención de averías y la reducción de costos. Los sistemas para localizar fallos de aislamiento pueden utilizarse de forma complementaria para indicar durante el funcionamiento dónde está el fallo de aislamiento. Para determinar qué medidas se deben tomar en última instancia, debe efectuarse un análisis de riesgos.