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Regímenes de neutro en Baja Tensión

La correcta elección de los elementos de protección de una instalación eléctrica minimiza o elimina por completo los riesgos de incendio, explosión y electrocución que derivan de su uso.
El llamado régimen de neutro es un aspecto fundamental a tener en cuenta.

La norma IEC 60364 establece la forma en que se ha de conectar a tierra el punto neutro de la alimentación y la forma de puesta a tierra de las masas. Ello condiciona la elección de las medidas de protección para las personas contra contactos indirectos. El Reglamento de Baja Tensión lo dice en su ITC-BT-08.

La elección del esquema por las compañías eléctricas o la exigencia normativa pueden imponer uno determinado. Si no es así, se puede escoger en función de criterios tales como la protección de personas y bienes, situaciones de riesgo de incendios o explosiones, continuidad de suministro o compatibilidad electromagnética.

En cualquier caso, basados en criterios de continuidad de servicio y condiciones de explotación, se pueden elegir 3 tipos de régimen de neutro, que se identifican por 2 letras. La primera indica cómo se conecta el neutro a tierra y la segunda cómo se conectan las masas:

Régimen TT

Neutro y masas conectados a tierra por separado.

Es el utilizado en las redes de distribución pública de Baja Tensión.
En caso de defecto a tierra (contacto entre alguna de las masas y el conductor activo), el circuito de defecto queda formado por el conductor de fase, el conductor de protección que conecta la masa a tierra, la toma de tierra de las masas, la toma de tierra del neutro y el devanado secundario del transformador de alimentación .
Los dispositivos de protección requeridos en este caso son interruptores o relés diferenciales.

La importancia de realizar puestas a tierra distintas para las masas y el neutro se basa en que, si estas masas se interconectan, la corriente de defecto sería una corriente de cortocircuito y eso obligaría a la utilización de un interruptor automático.
El dispositivo diferencial cortará la instalación cuando la corriente llegue a un valor específico IΔn, actuando en un tiempo suficientemente corto (en función de la corriente de defecto) para asegurar la protección de las personas.

Los valores de las tomas de tierra se calculan según esta fórmula:
UL = RA x IΔn

Protección del neutro

- Cuando la sección del neutro es igual a la de las fases, no es necesario prever una protección de sobreintensidad en el neutro.
- En el caso de que la sección del neutro sea inferior a la de las fases, debe contarse con la protección contra sobreintensidades adecuada a la sección.

Debe asegurarse el seccionamiento de todos los conductores activos del sistema, incluido el neutro.

Régimen TN

Neutro conectado a tierra y masas conectadas a neutro.

En estos casos, el defecto que se produce es, en realidad, un cortocircuito.

Tipos de esquema TN:

  • TN-C
en el que el conductor del neutro puede servir a su vez de conductor de protección, por lo que está prohibido el corte del neutro (no se protege). Si se cortara el neutro, no se establecería el cortocircuito, por lo que el interruptor no dispararía y las personas no quedarían protegidas. (ver esquema en documento completo).

La protección contra los contactos indirectos queda asegurada por dispositivos de protección contra sobreintensidades, por interruptores automáticos o por fusibles.

Para asegurar la protección de las personas, se debe verificar que la corriente de defecto haga funcionar estos dispositivos con la suficiente rapidez.
  • TN-S
en el que la distribución del conductor del neutro está separada de la del conductor de protección. En este caso, el corte del neutro es obligatorio.

Este esquema (ver esquema en documento completo) es adecuado cuando:
- la sección de los conductores de fase es inferior a 10mm² en cobre y 16mm² en Al.
- el receptor está alimentado por una canalización móvil.
  • TN-C-S
en el que las funciones de neutro y protección está combinadas en un solo conductor en una parte del esquema (ver esquema en documento completo)
En los casos TN-S y TN-C-S, la protección a utilizar incluye dispositivos contra sobreintensidades e interruptores o relés diferenciales, cuando la corriente de defecto no sea suficiente para hacer disparar los dispositivos contra sobreintensidades.

En ninguno de los casos debe usarse el conductor de protección como retorno a través del diferencial. Y en el caso TNC-S, la conexión del conductor de protección PE con el neutro debe realizarse antes del dispositivo de protección diferencial. El conductor de protección PE no debe conectarse al interruptor diferencial ni debe ser abrazado por el transformador toroidal.

Régimen IT

Neutro aislado y masas interconectadas a través de un conductor de protección.

El neutro no conectado a la tierra o conectado a ella a través de una impedancia muy elevada (“neutro impedante”). Las tomas de tierra de las masas, normalmente interconectadas a través de un conductor de protección.

En caso de producirse un defecto de aislamiento en un conductor activo, la intensidad de defecto será muy débil y, por tanto, no resulta imprescindible su desconexión automática.

La impedancia de aislamiento varía en función del tipo de receptores instalados, de la longitud y el envejecimiento de los cables, de las condiciones higrométricas, etc.
Si se produce un primer defecto, se debe limitar la tensión Uc para que sea menor que 50 V añadiendo una impedancia Z en el circuito de defecto. Cuanto mayor sea Z más se limita Uc.

Con: Uo=230V RA,RB= 10 Ω Z=3200 Ω
Es deseable eliminar el defecto rápidamente, puesto que una situación de doble defecto provocaría el disparo de las protecciones. Si se produce un doble defecto fase-fase, se traduce en un cortocircuito entre fases.
En caso del neutro distribuido, no recomendable en esquemas IT, es necesario proteger el neutro con un interruptor automático con corte omnipolar y neutro protegido y el controlador permanente de aislamiento (CPA) debe conectarse directamente al neutro, lo más cerca posible al origen de la instalación y a la toma de tierra de las masas más cercana
Para la protección contra corrientes de defecto, pueden utilizarse interruptores automáticos. Si se utilizan diferenciales, su sensibilidad debe evitar el disparo al primer defecto.

El neutro aislado es la solución que asegura la mejor continuidad de servicio en la instalación. Por este motivo se utiliza este esquema en hospitales (concretamente en quirófanos), redes eléctricas en pistas de aeropuertos, en minas y locales con riesgo de incendio o explosión, barcos e industrias donde la interrupción de la actividad resulte cara o peligrosa.

Resumen condiciones técnicas de los regímenes

 Régimen TTRégimen TN-C-SRégimen IT
Técnica funcionamiento
Desconexión al primer defecto
Desconexión al primer defecto
Señalización del primer defecto. Desconexión al segundo defecto.
Técnica protección
Interconexión y puesta a tierra de las masas metálicas
Interconexión y puesta a tierra de las masas metálicas. Puestas a tierra uniformemente repartidas.
Interconexión y puesta a tierra de las masas metálicas. Desconexión al segundo defecto.
Desconexión
Por interruptores diferenciales
Por protectores de sobreintensidad
Por protectores de sobreintensidad
Seccionamiento del neutro
Obligatorio
-
-
Limitadores de sobretensión
-
-
Obligatorio
Usos
General. Red de distribución pública
Instalaciones temporales y de emergencia
Quirófanos y procesos industriales con exigencia de continuidad en el servicio
Aplicación
Indicado en locales en riesgo de incendio o explosión
TN-C desaconsejado en presencia de armónicos (tercero y múltiplos de 3), que provocan una falta de equipotencialidad en el PEN y en las estructuras metálicas.
Indicado en locales en riesgo de incendio o explosión
* diferenciales solamente como complemento, cuando el defecto no es suficiente para hacer disparar las protecciones de sobreintensidades.