Elegir el esquema de suministro de corriente correcto es fundamental para la fiabilidad y disponibilidad de una instalación. La seguridad frente a fallos es, junto con la protección de las personas y la protección contra incendios, el factor más importante a la hora de elegir el suministro de energía adecuado. Existen tres esquemas de conexión distintos para diseñar una instalación: el sistema TN, el sistema TT y el sistema IT. Solo en el sistema IT un primer fallo de aislamiento no causa una desconexión del sistema.
En la actualidad, las instalaciones técnicas de todos los sectores se caracterizan por su elevada complejidad y automatización. Desde las sofisticadas cadenas de producción continua hasta los sistemas robotizados, cada vez hay más consumidores cuyo correcto funcionamiento depende de un suministro de corriente fiable. Estos se benefician de las ventajas que ofrece el sistema IT, cuyo uso prescriben las normativas en ámbitos delicados como las unidades de cuidados intensivos en áreas de atención a la salud.
Para la alimentación en sistemas IT sin conexión a tierra se utiliza un transformador o una fuente de corriente independiente, como una batería o un generador. Puesto que no hay ningún conductor activo de baja impedancia conectado a tierra, no circula una elevada corriente de fallo en caso de contacto a masa o tierra. Se produce solo una pequeña corriente de fallo, cuya magnitud depende de las resistencias de aislamiento y de la capacidad del conductor y los componentes del sistema con respecto a tierra.
Las normativas obligan a utilizar un vigilante del aislamiento para los sistemas IT.
En los sistemas IT, todos los componentes activos están aislados de tierra o puestos a tierra mediante una impedancia elevada. La impedancia elevada puede ser necesaria por razones metrológicas, aunque con la condición de que no ponga en riesgo la seguridad eléctrica. La puesta a tierra de las masas de la instalación eléctrica se realiza de forma individual o conjunta.
¿Cuál es la diferencia respecto a los sistemas TN y TT? En los sistemas TN, el punto neutro del transformador de alimentación está puesto a tierra con una impedancia baja y las masas de la instalación eléctrica están conectadas con la puesta a tierra de servicio de la red mediante un conductor de protección. En los sistemas TT, el punto neutro también está puesto a tierra con una impedancia baja, pero las masas de la instalación eléctrica están puestas a tierra de forma independiente a la tierra del sistema.
Veamos un ejemplo: En una red intacta aislada de tierra de 230 V AC con capacidades de derivación a tierra bajas, al tocar una persona una carcasa conductora bajo tensión, no experimenta ninguna descarga eléctrica. En estas condiciones, solo se transmite a la persona una corriente muy pequeña imperceptible. La caída de tensión producida por la corriente de fallo en el conductor de protección conectado a la carcasa, determina la tensión de contacto. Ya que por lo general la corriente de fallo (determinada por la resistencia de aislamiento y la capacidad de derivación de la red) es muy baja y la resistencia del conductor de protección también es muy pequeña, no se producen tensiones de contacto elevadas.
Por el contrario, un sistema puesto a tierra se basa en la idea de que se genere una corriente de fallo suficientemente elevada como para causar una desconexión rápida del suministro de corriente en caso de fallo. En caso de contacto indirecto esto significa que, si una persona toca una parte conductora bajo tensión, la corriente de fallo que se le transmite es más elevada debido a la conexión de baja impedancia con la fuente de corriente. Para proteger a las personas es obligatorio utilizar dispositivos de protección como fusibles e interruptores diferenciales, que desconecten la instalación antes de causar cualquier daño.
La siguiente analogía aclara el principio de funcionamiento de ambos sistemas:
En un sistema con puesta a tierra se asume que el niño caerá en el pozo, pero previamente lo acolchamos.
En el sistema aislado de tierra, se evita a toda costa que el niño caiga en el pozo.
Hasta ahora, el sistema aislado de tierra se utilizaba sobre todo en aplicaciones críticas, como las unidades de cuidados intensivos o los sistemas de señalización ferroviaria, donde un fallo en el suministro de corriente puede tener consecuencias fatales. Fuera de estos ámbitos específicos, el esquema IT es poco utilizado, a pesar de que ofrece numerosas ventajas, no solo en cuanto a la seguridad, sino también en cuanto a la disponibilidad.
Existen tres mitos muy difundidos sobre los inconvenientes de este esquema de red:
En efecto, la instalación de un sistema aislado de tierra es más cara que una red TN o TT, pero las ventajas económicas que ofrece, como el mantenimiento preventivo y la reducción de las revisiones, compensan los costes adicionales en poco tiempo.
Con el uso de sistemas de localización de fallos (IFLS, por sus siglas en inglés), también se pueden localizar rápidamente los fallos en el sistema IT.
Con ayuda de medidas técnicas que no conllevan ningún coste adicional, también pueden utilizarse componentes estándar.
Cada esquema de red tiene sus puntos fuertes y débiles y la elección de la mejor opción debería depender, en última instancia, de la aplicación en la que vaya a utilizarse. En la práctica, la mejor opción ha sido, a menudo, utilizar una combinación de los tres esquemas. El sistema IT tiene, en general, las mejores características, pero solo es adecuado para redes de cierto tamaño y complejidad.
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Productos
Vigilante de aislamiento para redes AC (sistema IT) con rectificadores conectados galvánicamente y para redes DC (sistemas IT)
Localizador de fallos de aislamiento para la localización de fallos de aislamiento en los circuitos principales
Dispositivo portátil para la búsqueda de fallos de aislamiento en redes aisladas de tierra y puestas a tierra (Sistemas IT y TN) con y sin dispositivo de búsqueda de fallos de aislamiento instalado
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