38 • ElectroInstalador • ABRIL 2008

En todo momento hay corrientes posi-tivas y negativas y su suma siemprevale cero.

En un sistema trifásico con neutrosucede lo mismo, pero además sedebe sumar la corriente que fluye porel neutro. También en este caso, encada instante habrá algunas corrientespositivas y otras negativas, y su sumasiempre será cero.

Todo lo mencionado anteriormente esválido si no hay fallas de aislamientoen el cableado de la instalación o en lacarga, es decir, todos los conductoresestán aislados respecto de tierra y latotalidad de la electricidad que sale deltablero de distribución llega a la cargay es consumida en ella.

A la red de nuestro ejemplo (Figura 2)le hemos conectado:• Un motor trifásico M1, de tensiónasignada 3x 400/690 V conectado entriángulo. Esta es la tensión asignada ymodo de conexión habitual de losmotores de potencia mayor a 5,5 kW=7,5 CV;

• Un motor trifásico M2, de tensiónasignada 3x 230/400 V conectado enestrella. Esta es la tensión asignada ymodo de conexión habitual de losmotores de potencia menor a 5,5 kW=7,5 CV;

• Una carga monofásica L1. Lámparade iluminación 220 V;

n un circuito trifásico la suma delas corrientes de las tres fases,

más la corriente de neutro, si es quehay conductor de neutro, siempre esigual a cero.

Eso significa que algunas corrientesfluyen de la fuente hacia la carga yotras desde la carga hacia la fuente.Esto se ve claramente al analizar undiagrama vectorial o un diagrama delas funciones trigonométricas querepresentan a cada corriente.

Para simplificar, veremos solo a larepresentación vectorial de un sistematrifásico sin neutro. (Figura 1)

En el instante 1, las corrientes I1 e I3son positivas (fluyen de la fuente a lacarga) y valen la mitad de su valormáximo; en cambio I2 es negativa(fluye desde la carga hacia la fuente) yestá en su valor máximo.

Se cumple que:I1+I2+I3 = (0,5 – 1 + 0,5) x Imax= 0

En el instante 2, unos 1,67 ms mástarde, las tres corrientes habrán giradoun ángulo de 30° en el sentido de lasagujas del reloj.

La corriente I1 toma el valor “cero”; I2permanece negativa con valor 0,866del valor máximo e I3 tiene el mismovalor, pero positivo.

Entonces será:I1+I2+I3 = (0 – 0,866+ 0,866) x Imax= 0

�

Fallas a tierra en un circuito trifásico,su protección

Existen distintos tipos de

fallas en una instalación

eléctrica. Una de esas

fallas es la puesta a tierra,

o falla de aislamiento.

¿Qué pasa cuando algún

conductor bajo tensión, nor-

malmente aislado, pierde su

aislamiento y se conecta a

tierra o a la masa del apa-

rato consumidor?

¿Cómo nos protegemos?

i “ Si un aparato con una falla de

aislamiento está aislado de tierra,

el potencial de su carcasa puede

llegar hasta al valor de la tensión

de línea. “

E

continúa en página 40 �

Figura 1.

40 • ElectroInstalador • ABRIL 2008

viene de página 38�

Fallas a tierra en un circuito trifásico, su protección��

• Una carga monofásica M3. Motor de220 V, por ejemplo heladera, lavarro-pas, licuadora, etc.;

• Una carga monofásica R1.Resistencia de calefacción de 220 V,por ejemplo tostadora, plancha, estufa,etc.

Las corrientes en los conductores delínea valen:

I1 = I11 + I12 + I13

I2 = I21 + I22 + I23

I3 = I31 + I32 + I33

Y la corriente del conductor de neutroserá:

IN = I13 + I23 + I33

Tener en cuenta que las sumas ante-riores son sumas vectoriales y se cum-ple que:

I1 = I2 + I3 + IN = 0

I11 = I21 + I31 = 0

I12 = I22 + I32 = 0

I13 = I23 + I33 + IN = 0

Si en una red conectada a tierra, comoson las reglamentarias en la RepúblicaArgentina, hay una falla de aislamientoen cualquiera de los conductores, seproduce una corriente de fuga que

retorna al generador por tierra y no porla instalación.

Las ecuaciones anteriores ya no sonválidas, serán:

I1 = I2 + I3 + IN = It

I11 = I21 + I31 = It

I12 = I22 + I32 = It

I13 = I23 + I33 + IN = It

La intensidad de la corriente a tierra “It”depende de la resistencia del punto defalla y de la resistencia de la tierra enel camino de la corriente hacia la cone-xión de la fuente. Variando desde algu-nos microamperios hasta el valor de lacorriente de cortocircuito en el puntode la falla.

Si la falla de aislamiento conecta aalguno de los conductores con la car-casa del aparato consumidor de energía,ésta toma el potencial del conductor.

Si un aparato con una falla de aisla-miento está aislado de tierra, o conec-tado a ella por medio de una resisten-cia de valor elevado, el potencial de sucarcasa puede llegar hasta al valor dela tensión de línea.

Si conectamos a la carcasa del apara-to a un potencial muy cercano a cero,fluirá una corriente de falla a tierra ele-vada, pero el potencial del aparato semantendrá en niveles seguros.

Para lograr esto se tiende un conduc-tor de protección llamado PE al que enun lugar elegido se conecta rígidamen-te a tierra. A ese conductor se conec-tan las masas de todos los aparatosque se deseen proteger. Para comple-mentar la protección de puesta a tierrase han desarrollado las protecciones“por corriente de defecto”, o “porcorriente de falla a tierra”, o “porcorriente residual”, o “por corrientediferencial”. Distintos nombres quedescriben al mismo tipo de falla a pro-teger.

Esta protección puede estar contenida:• en un relé, llamado relé de detecciónde puesta a tierra;

• en el disparador electrónico “G” deun interruptor abierto de potenciasegún IEC60 947-2;

• en un accesorio de un interruptorcompacto de caja moldeada, dispositi-vo RCD;

• en un interruptor por corriente dedefecto (o diyuntor diferencial) segúnIEC60 008 o IEC 60 009.

En los cuatro casos el principio de fun-cionamiento es el mismo.

Figura 3.

continúa en página 42 �

Figura 2.

42 • ElectroInstalador • ABRIL 2008

viene de página 40�

Fallas a tierra en un circuito trifásico, su protección��

Un transformador sumador mide lascorrientes que van hacia la carga y lasque vuelven desde ella (ver Figura 3) ylas suma; si la suma es igual a cero,significa que no hay falla a tierra.

Si esta suma tiene un valor distinto decero significa que hay una falla a tierra.

El transformador es capaz de informara un mecanismo evaluador el valor deesta suma.

El mecanismo de evaluación mide elvalor de esta diferencia y si este supe-ra su valor de corriente de defectoasignado, producirá el disparo del inte-rruptor.

Para poder proteger a una persona, laintensidad “It” no debe superar los30 mA y debe ser cortada antes de los100 mA.

El relé de detección de puesta a tierratiene un contacto auxiliar utilizado paraseñalizar una corriente de falla a tierra. Con este contacto se puede señalizarla falla o actuar sobre un aparato demaniobra, ya sea la bobina de un con-tactor o la bobina de disparo de uninterruptor. Estos relés no son aptospara la protección de personas.

El disparador G de un interruptor depotencia se regula entre la mitad y elvalor asignado del interruptor (cientosde amperios). Se utiliza para evitarincendios.

Los relés y dispositivos RCD suelenregularse entre 0,03 y 3 A. Se utilizanbásicamente como protecciones con-tra incendios. Un aparato de éstos sólopuede proteger a una persona cuandoestá regulado a 0,03 A.

Pero como son aparatos de elevadacorriente asignada, al ser regulados auna corriente de pérdida tan baja sue-len traer problemas por desconexionesintempestivas.

Los interruptores diferenciales tetrapo-lares según IEC60 008 ó IEC 60 009no se pueden regular. Se comerciali-zan con su corriente de defecto asig-nada ajustada fija en 30, 100, 300 ó500 mA.

Sólo el primero puede proteger a unapersona, los otros sólo se pueden ins-talar para proteger a una instalacióncontra incendios.

AAlleejjaannddrroo FFrraanncckkeeEspecialista en productos eléctricos de

baja tensión, para la distribución deenergía; control, maniobra y protec-ción de motores y sus aplicaciones.

�

Pioneros de la electricidad - Samuel MorseCélebre pintor e inventor del telégrafo y del código que lleva su nombre.

(27 de abril de 1791, Charlestown, Massachusetts - 2 de abril de 1872, Nueva York)

SSaammuueell MMoorrssee

esde joven sintió pasión por la pin-tura, a la cual se dedicó en formaprofesional, mientras que al mismo

tiempo, sentía gran atracción por losrecientes descubrimientos y experimentosrespecto a la electricidad.

Ya en 1825, era uno de los retratistas másimportantes del país y formaba parte delos grupos intelectuales más distinguidos.En 1826 fue uno de los fundadores y pri-mer presidente de la Academia Nacionalde Dibujo.

De regreso de un viaje a Europa en 1832,después de escuchar una charla en elbarco en que viajaba acerca del inventodel electroimán, concibió la idea de crearun telégrafo eléctrico que sirviera paraenviar mensajes a largas distancias a tra-vés de un cable.

El 6 de enero de 1833, Morse realiza suprimera demostración pública con su telé-grafo. A partir de allí, se internó en la tareade construir un telégrafo práctico y des-pertar el interés del público y del gobiernoen el aparato.

En 1835 apareció el primer modelo telegrá-fico que desarrolló Morse. Dos años mástarde abandonó la pintura para dedicarsecompletamente a sus experimentos.

En 1838 había perfeccionado ya su códigode señales, que a base de puntos y rayasllegó a conocerse y usarse mundialmentecomo "Código Morse".

Intentó implantar líneas telefónicas primeroen Estados Unidos y luego en Europa peroambos intentos fracasaron.

Por fin, Morse consiguió que ante elCongreso de su país se presentara un pro-yecto de ley para proporcionarle 30.000dólares designados a construir una líneatelegráfica de 60 km de longitud. Variosmeses después el proyecto fue aprobado, yla línea se extendería a lo largo de 37 millasentre Baltimore y Boston.

El 24 de mayo de 1844, Morse transmitió elmensaje: "Qué nos ha forjado Dios" (unacita bíblica, Números 23:23) desde laSuprema Corte de los EE.UU. EnWashington, D.C. a su asistente, Alfred Vail,en Baltimore, Maryland.

Con su invento, Morse ganó una gran for-tuna con la que compró una extensa pro-piedad, y en sus últimos años se dedicó ahacer obras filantrópicas, aportandosumas considerables a escuelas comoVassar College y la Universidad de Yaleademás de otras asociaciones misionerasy de caridad.

D