Comparación entre esquemas de conexión para el suministro eléctrico

Sistemas de red

Las redes eléctricas de baja tensión se diferencian según:

  • El tipo de corriente: CA, CD, 3(N)CA
  • El tipo y número de conductores activos del sistema: L1, L2, L3, N o L+, L-
  • El tipo de puesta a tierra del sistema: IT, TT, TN

La elección de la puesta a tierra adecuada es fundamental, ya que determina ­el comportamiento y las propiedades de la red e influye en aspectos de su utilización como los siguientes:

  • Seguridad del suministro o disponibilidad de la energía eléctrica
  • Complejidad de la instalación
  • Mantenimiento, tiempos de inactividad
  • Compatibilidad electromagnética

Sistema TT

En los sistemas TT existe un punto puesto a tierra directamente (puesta a tierra de servicio). Las masas de la instalación eléctrica están conectadas a tomas de tierra independientes eléc­tricamente de las tomas de tierra para la puesta a tierra del sistema.

Dispositivos de protección autorizados:

  • Dispositivo de protección de sobreintensidad
  • Dispositivos de protección contra corrientes de fallo (RCD)
Imagen: Sistema TT
Sistema TT

Sistema TN

En los sistemas TN existe un punto puesto a tierra directamente y las masas de la instalación eléctrica están conectadas a este punto mediante conductores de protección.

Podemos diferenciar tres tipos de sistemas TN en función de la asignación del conductor­ neutro y el conductor de protección:

  • TN-S: Se utiliza un conductor de protección separado en todo el sistema.
  • TN-C: Las funciones del conductor neutro y del conductor de protección están combinadas en un único conductor en todo el sistema.
  • TN-C-S: En una parte del sistema, las funciones del conductor­ neutro y del conductor de protección están combinadas en un único conductor.
Imagen: Sistema TN
Sistema TN
Imagen: Sistema TN-C
Sistema TN-C

Sistema IT

En los sistemas IT, todos los conductores activos están separados de tierra o un punto está puesto a tierra con una impedancia. Esto hace que, en caso de fallo de­ aislamiento, solo pueda circular una corriente de fallo pequeña, originada principalmente por la capacidad de derivación de la red. Los fusibles conectados en serie no se disparan. Asimismo, se conserva el suministro de corriente incluso en caso de contacto a tierra unipolar y directo.

Las masas de la instalación eléctrica están

  • puestas a tierra individualmente o
  • puestas a tierra de forma conjunta o
  • conectadas conjuntamente con la puesta a tierra del sistema.

Se permiten los siguientes dispositivos de protección:

  • Vigilante del aislamiento o IMD (del inglés Insulation monitoring device)
  • Dispositivos de protección de sobreintensidad
  • Dispositivos de protección contra corriente de fallo o RCD (del inglés Residual current protective device), conocidos también como interruptores diferenciales (interruptores FI, por sus siglas en inglés)

Características distintivas

  • El primer fallo de aislamiento no causa la activación de un fusible ni de un interruptor de corriente de fallo RCD (RCCB por sus siglas en inglés).
  • Un vigilante del aislamiento detecta un deterioro no admisible del aislamiento y la notifica.

Los fallos de aislamiento deben subsanarse de inmediato para evitar que se produzca un segundo fallo en otro conductor activo, que causaría un fallo de red.

Imagen: Sistema IT
Sistema IT

Ventajas e inconvenientes de los diferentes esquemas de red

Tipo de red Ventajas Inconvenientes
Baja tensión de protección/funcional (SELV o PELV) • No representa un peligro en caso de contacto • Potencia limitada para los consumidores • Exigencias especiales a los circuitos eléctricos
Aislamiento de protección • Máximo nivel de seguridad
• Combinable con otros esquemas de red
• Doble aislamiento en los consumidores
• Rentable solo con consumidores pequeños
• Con consumidores térmicos, peligro de incendio de los materiales aislantes
Sistema IT • Conforme con las normativas de CEM
• Alta disponibilidad: El primer fallo solo se notifica, el segundo fallo causa la desconexión
• Corriente de derivación a tierra limitadas en redes pequeñas
• Pocas interferencias en las instalaciones vecinas gracias a instalaciones de puesta a tierra sencillas
• Reducción del tendido de cables y conductores
• Localización sencilla de los fallos con los dispositivos correspondientes
• Los consumidores deben estar bien aislados contra la tensión entre los conductores exteriores
• Es necesario un dispositivo de protección de sobreintensidad para el conductor neutro
• Puede haber problemas con la desconexión con un segundo fallo a tierra
Sistema TT • Conforme con las normativas de CEM
• Medidas de protección independientes de la potencia de cortocircuito de la red
• Reducción del tendido de cables y conductores
• Diferente tensión de contacto permitida por zonas
• Combinable con redes TN
• Solo para baja potencia debido al uso de RCD (interruptores diferenciales)
• Requiere una comprobación de funcionamiento periódica
• Laboriosa puesta a tierra de servicio (≤ 2 Ω)
• Conexión equipotencial obligatoria para cada edificio
Sistema TN-C • Fácil de montar
• Requiere poco material
• No conforme con las normativas de CEM
• No adecuado para edificios con instalaciones de TI (tecnologías de la información) debido a las corrientes de fuga y los campos magnéticos de baja frecuencia
• Peligro de muerte en caso de rotura del conductor PEN
• Mayor riesgo de quemaduras eléctricas
Sistema TN-C-S •Solución económica para edificios sin tecnologías de la información • No conforme con las normativas de CEM
• Posibilidad de campos magnéticos de baja frecuencia
Sistema TN-S • Conforme con las normativas de CEM • Bajo aumento de tensión en las fases sanas
• Mayor inversión en protecciones en caso de acometidas múltiples remotas
• Riesgo de puestas a tierra accidentales involuntarias

Análisis de la comparación

Criterio TT TN-C TN-S IT
Protección de las personas *** *** *** ***
Protección contra incendios *** * ** ***
Protección de la instalación (máquinas) *** * * ***
Disponibilidad ** ** ** ****
Compatibilidad electromagnética ** * ** ***
Mantenimiento ** **** **** ***
Instalación * ** ** ***
Total * 16 * 14 * 16 * 22

Leyenda

*Bajo
**Medio
***Bueno
****Excelente

El sistema IT convence por sus numerosas ventajas.