Artículo técnico sobre el nuevo detector digital de fuga a tierra escrito por Thomas Bolz, Product Sales Manager Analog, Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH
Los interruptores magnetotérmicos se pueden encontrar en todas las instalaciones eléctricas actuales y están diseñados para proteger sistemas completos o dispositivos individuales. Su uso queda regulado por el estándar internacional IEC 60601-1, de acuerdo a DIN EN 62020 / VDE 0663.
Suelen trabajar según el principio de medida de corriente diferencial entre los conductores externos de corriente alterna o sistemas trifásicos. Si la corriente de fuga a través de los conductores de protección (PE y N) es demasiado elevada, “disparan” una alarma o desconectan inmediatamente los circuitos afectados en todos los polos.
Generalmente, la corriente se distribuye por igual a todos los conductores. En caso de fallo por una distribución de carga asimétrica en los conductores o daño en el aislante, se puede producir un problema o corrientes de fuga AC, incluyendo armónicos hasta la tercera onda armónica (para cargas con fuentes de alimentación no lineales, lámparas de descarga de gas, etc.) y / o como secuencias de pulso DC. Un magnetotérmico debe detectar con seguridad esta condición de fallo con el objetivo de disparar el cierre o una alarma.
Soluciones de alta precisión
Para dichas aplicaciones, New Japan Radio (NJR), fabricante japonés de circuitos integrados ahora ofrece el detector digital de fuga a tierra NJU9102/90102A. Opera de acuerdo al principio de medida de corriente diferencial y “percibe” corrientes residuales AC y DC.
Además, su convertidor AD de alta precisión procesa digitalmente la señal de medida de corriente diferencial desde un transformador de corriente de secuencia de fase cero (ZCT). Cuando se supera el límite de la alarma establecido para la corriente de fuga del circuito monitorizado, el NJU9102 emite un pulso DC corto en un SCRT de salida (contador de muestra), que se puede usar para activar un tiristor externo (SCR) y así la reacción deseada.
Funcionamiento del detector digital de fuga a tierra
Dicho componente NJU9102 posee una característica exclusiva: alcanza el pulso de disparo sólo 60 ms después de medir una diferencia de cinco veces el valor límite. Con el NJU9102A, la señal de salida se demora 1,75 ms y el límite de disparo queda establecido en ±8,4 mV. Su convertidor AD comienza la conversión tras la señal PORb (power on reset), según el cierre de sistema, hasta que una señal de error (H) sale al terminal SRC.
Para una medición de alta precisión, ambos modelos usan un filtro de bajo paso digital Sinc3 con una ratio de diezmado de 64. Su frecuencia límite de 3 dB es de 150 Hz con la intención de detectar con exactitud una interferencia AC hasta la tercera onda armónica. El convertidor AD aplicado es un delta-sigma de14 bits con una frecuencia de muestra de 146,6 kHz.
Cuando el circuito monitorizado se enciende por primera vez, el detector ignora cualquier corriente inrush con una caída de tensión de 9,6 V medida vía una resistencia. El módulo opera con tensiones de alimentación de 4 a 5,5 V. Su rango de temperatura operativa se sitúa entre -40 y +105 °C. Ambos modelos se encuentran disponibles en un encapsulado DMP8 de 8 puertos (libre de halógenos y compatible con RoHS II) y resultan ideales para soldadura por reflujo. Gracias a la combinación de precisión y pequeño tamaño, el detector digital de fuga a tierra NJU9102/90102A está especialmente indicado allí donde se requiera protección local (in situ), como sucede en mesas de laboratorio.
