Medida
de corrientes de fuga. Conceptos básicos
En
cualquier instalación eléctrica, por el conductor de protección circula cierta
corriente a tierra, conocida también como corriente de fuga. Estas fugas de
corriente se producen normalmente a través del aislamiento que rodea a los
conductores y por los filtros que protegen los equipos electrónicos tanto en
oficinas como en el propio hogar. En los circuitos protegidos por un DCR
(Dispositivo de Corriente Residual), la corriente de fuga puede disparar estas
protecciones diferenciales de forma intermitente e innecesaria. En casos
extremos, puede provocar una tensión elevada en los elementos y partes
conductoras accesibles.
Las causas de las corrientes de fuga
El aislamiento, a nivel eléctrico, presenta
ciertas características de resistencia y capacidad, y en consecuencia pueden
circular corrientes a su través por ambos motivos. Dado que el valor de
resistividad del aislamiento es elevado, la fuga de corriente debería ser mínima.
Sin embargo, si el aislamiento ha envejecido o está dañado, su resistencia es
menor y puede fluir una corriente significativa. Además, los conductores más
largos tienen mayor capacidad, lo que se traduce en una mayor corriente de
fuga.
Los equipos electrónicos, por su
parte, incorporan filtros diseñados para proteger
contra sobretensiones y otras perturbaciones eléctricas. Estos filtros
normalmente incorporan condensadores en la entrada, los cuales añaden más
capacidad a la propia del sistema de distribución, favoreciendo de esta forma
el incremento de las corrientes de fuga.
Soluciones para minimizar los efectos de las corrientes de fuga. ¿Cómo se
pueden eliminar o minimizar los efectos de las corrientes de fuga?
Cuantifique la corriente de fuga y
luego identifique el origen de la misma. Uno de los métodos para hacerlo es
mediante una pinza miliamperimétrica, o pinza para medida de corrientes
de fuga.
Este instrumento, de apariencia muy
similar a una pinza amperimétrica para medida de corrientes de carga, proporciona
una alta precisión a la hora de medir corrientes pequeñas, inferiores a 5mA. La
mayoría de las pinzas amperimétricas simplemente no registran corrientes tan
pequeñas.
Una vez colocada la mordaza de la
pinza amperimétrica alrededor del conductor, el valor de corriente que mide
dependerá de la intensidad del campo electromagnético alterno que rodea a los
conductores. Para medir de forma precisa corrientes pequeñas, es
esencial que los extremos de la mordaza no presenten ningún daño o deformación,
que se mantengan limpios y ajusten perfectamente cundo se cierre la mordaza.
Procure no doblar la mordaza de la pinza amperimétrica ya que esta situación
puede dar lugar a medidas incorrectas.
La pinza amperimétrica detecta el
campo magnético que rodea los conductores, por ejemplo, un cable
individual, un cable blindado, una tubería de agua, etc.; o el par de cables,
fase y neutro, de una instalación monofásica; o todos los conductores activos
(3 o 4 hilos) en una instalación trifásica (como en un diferencial o DCR
trifásico).
Cuando se mide en varios conductores
activos agrupados, los campos magnéticos producidos por las corrientes de carga
de cada conductor se anulan unos con otros. Cualquier desequilibrio o
diferencia de corriente es consecuencia de las fugas que se producen por los
conductores a tierra u otros caminos alternativos. Para medir esta
corriente, una pinza amperimétrica de corriente de fuga debería ser capaz de
medir corrientes inferiores a 0,1mA.
Por ejemplo:
·
Si medimos
en un circuito de 230 Vca, con todas las cargas desconectadas, se puede obtener
como resultado un valor de fuga de 0,02mA (20µA). Este valor representa una
impedancia de aislamiento de: 230V / (20 x 10-6)A = 11,5 MΩ. (Ley de
Ohm R=V/I)
·
Si se lleva
a cabo una prueba de aislamiento en un circuito desconectado, el resultado
estará en torno a los 50MΩ o superior. Esto se debe a que el comprobador de
aislamiento utiliza tensión CC para la comprobación, situación que no tiene en
cuenta los efectos capacitivos en la instalación. Sin embargo, el valor real de
la impedancia de aislamiento sería el valor actual que se mediría en
condiciones de funcionamiento normales.
·
Si se
midiese el mismo circuito cargado con los equipos de una oficina (ordenadores,
monitores, fotocopiadoras, etc.), el resultado sería bastante diferente, debido
a la capacidad de los filtros de entrada de estos dispositivos. El efecto es
acumulativo, cuantos más equipos estén conectados a la instalación,
mayor será la corriente total de fuga pudiendo estar en el orden de los
miliamperios. Si se añaden nuevos equipos a un circuito protegido por un DCR o
diferencial, podría producirse, en un momento determinado, el disparo de dicha
protección.
Como la cantidad de corriente de
fuga varía dependiendo del estado de funcionamiento de los sistemas, los
diferenciales o DCR podrían dispararse de forma aleatoria, siendo este tipo
de problemas, uno de los más difíciles de diagnosticar.
Una pinza amperimétrica detectará y
medirá una amplia gama de corrientes alternas o variables que pasen por el
conductor que se está comprobando. Cuando existan equipos de
telecomunicaciones, el valor de la fuga indicado por la pinza amperimétrica
puede ser considerablemente superior al resultante como consecuencia de la
impedancia de aislamiento a 50Hz. Esto se debe a que los equipos de
telecomunicaciones normalmente incorporan filtros que producen corrientes
funcionales a tierra y otros equipos que producen armónicos, etc.
La fuga característica a 50Hz sólo
se puede medir usando una pinza amperimétrica, que incorpore un filtro pasa
banda de ancho reducido, para de esta forma eliminar corrientes a otras
frecuencias.
Medida de la corriente de fuga a tierra
Cuando las cargas están conectadas,
la corriente de fuga medida incluye también a las corrientes de fuga en los
propios equipos conectados. Si la corriente de fuga es aceptablemente baja con
la carga conectada, la corriente de fuga del cableado de la instalación será
todavía más baja.
Si se precisa medir solamente la
corriente de fuga del cableado de la instalación, desconecte la carga.
Compruebe los circuitos monofásicos pinzando simultáneamente los
conductores de fase y neutro. El valor medido reflejará cualquier corriente que
fluya a tierra. (Véase la figura 1)
Compruebe los circuitos trifásicos rodeando con la pinza todos
los conductores trifásicos. Si el neutro está disponible, la pinza debe
abrazarlo también junto con el resto de los conductores de fase. El valor
medido reflejará cualquier corriente que fluya a tierra. (Véase la figura 2)
Medida de la
corriente de fuga a través del conductor de tierra
Para medir la corriente de fuga
total que fluye por una toma de tierra concreta, coloque la pinza alrededor del
conductor de tierra. (Véase la figura 3)
Medida de la corriente de fuga a tierra a través de rutas a tierra
involuntarias.
Si se abrazan juntos
fase/neutro/tierra, se podrá identificar la corriente de fuga en la toma o en
el cuadro eléctrico a través de rutas a tierra involuntarias (como por ejemplo
en un cuadro eléctrico metálico asentado sobre una base de hormigón). Si existen
otras conexiones eléctricas a tierra (como una conexión a una tubería de agua),
se puede detectar corrientes similares. (Véase la figura 4)
Rastreo del origen de la corriente de fuga
La realización de una serie de
medidas puede identificar las diferentes corrientes de fuga y su origen. La
primera medida puede tomarse en los conductores de acometida del cuadro. A
continuación se realizan las medidas 2, 3, 4, y 5 para identificar las corrientes
de fuga de los diferentes circuitos. (Véase la figura 5)
Resumen
La corriente de fuga puede ser un indicador de la
eficacia del aislamiento de los conductores.
Pueden existir altos niveles de
corriente de fuga en circuitos donde se usan equipos electrónicos con filtros,
las cuales, a su vez, pueden provocar tensiones que perturben el funcionamiento
normal de los equipos.
Es posible localizar el origen de
las corrientes de fuga utilizando una pinza de corriente de fugas, la cual nos
permite medir corrientes muy pequeñas. Para ello deberemos realizar una serie
de medias siguiendo el procedimiento descrito anteriormente.
Si fuera necesario, esto le
permitirá redistribuir las cargas en la instalación de forma más equilibrada.
para todos los agentes sociales afectados dentro de los estados miembros de la UE: los fabricantes, los distribuidores, los instaladores e ingenierías y las Autoridades competentes.
