Un interruptor diferencial no mide la corriente que circula por la toma de tierra. Compara la suma de las corrientes que atraviesan todos los conductores activos del circuito protegido y desconecta cuando aparece una corriente residual que alcanza sus condiciones de actuación.
Esta precisión explica por qué el diferencial y la toma de tierra son elementos diferentes. Pueden trabajar coordinados ante un mismo defecto, pero observan magnitudes distintas y ninguno sustituye al otro.
Qué compara un interruptor diferencial
En un circuito monofásico sencillo, la corriente que va hacia una carga por la fase debe regresar por el neutro. Si adoptamos sentidos de referencia opuestos, sus contribuciones se anulan dentro del sensor:
IΔ = |IL − IN|
En funcionamiento normal, IΔ es muy pequeña o idealmente nula. Si una parte de la corriente regresa a la fuente por un camino exterior al conjunto de conductores que atraviesa el sensor, la suma deja de ser cero. Esa diferencia es la corriente diferencial residual.
La idea se generaliza a circuitos con varias fases y neutro: todos los conductores activos del circuito protegido pasan por el mismo sensor y se considera su suma instantánea o vectorial, según la representación utilizada. No basta con comparar únicamente «fase y neutro» cuando existen más conductores activos.
Cómo funciona el toroide y el mecanismo de disparo
Los conductores activos atraviesan un núcleo magnético toroidal. Cada corriente produce un efecto magnético. Cuando la suma es nula, esos efectos se compensan prácticamente y el arrollamiento de detección no recibe una señal suficiente para disparar.
Si aparece una corriente residual, queda un flujo magnético neto en el toroide. El arrollamiento secundario genera una señal que acciona el relé o mecanismo de disparo y abre los contactos del dispositivo. El diferencial no «absorbe» ni limita la corriente: reduce su duración al desconectar.
Qué significan IΔ e IΔn
- IΔ es el valor de la corriente diferencial residual presente en un momento determinado: el módulo de la suma de las corrientes que atraviesan el sensor.
- IΔn es la corriente diferencial asignada de funcionamiento del dispositivo. Forma parte de sus características nominales y se usa para especificar las condiciones en las que debe actuar conforme a su norma de producto.
No debe interpretarse IΔn como la corriente que el diferencial deja pasar por una persona ni como un limitador. La corriente real depende de la tensión, de las impedancias y del camino de contacto; el dispositivo actúa cuando detecta el desequilibrio y se cumplen sus tiempos y umbrales de funcionamiento.
Puede actuar aunque la corriente no circule por el PE
El conductor PE queda fuera del toroide de medida. Si un defecto fase-carcasa deriva corriente por el PE y la instalación de tierra, esa corriente no regresa por los conductores activos que atraviesan el sensor; aparece IΔ y el diferencial puede actuar.
Pero el camino exterior también podría ser otro. Si una persona establece accidentalmente un camino entre una parte activa y tierra, la corriente que atraviesa su cuerpo tampoco regresa por el neutro del circuito protegido. El diferencial puede detectar el desequilibrio aunque no exista corriente por un PE. Esto no convierte el contacto en seguro ni justifica prescindir de la tierra.
También existe un límite esencial: si una persona toca simultáneamente dos conductores activos aguas abajo y la corriente sale por uno y retorna íntegramente por otro a través del mismo toroide, la suma puede seguir siendo nula. El diferencial no identifica que el cuerpo forma parte del circuito. Del mismo modo, no detecta defectos situados aguas arriba de su punto de medida.
Qué protege y qué no protege
Cuando está correctamente elegido y coordinado, un dispositivo diferencial puede participar en la desconexión automática frente a contactos indirectos y corrientes de defecto. En España, la ITC-BT-24 reconoce los dispositivos con corriente diferencial asignada de funcionamiento igual o inferior a 30 mA como protección complementaria frente al contacto directo cuando falla otra medida o existe imprudencia. La propia instrucción recalca que no constituye una protección completa por sí sola.
En las viviendas españolas, la ITC-BT-25 exige uno o varios diferenciales que protejan todos los circuitos frente a contactos indirectos, con una corriente diferencial residual máxima de 30 mA. Es un requisito específico del REBT para ese ámbito, no un valor universal aplicable sin contexto a cualquier instalación o país.
Un interruptor diferencial convencional sin protección de sobreintensidad no:
- protege los conductores frente a sobrecargas o cortocircuitos;
- detecta todos los contactos eléctricos posibles;
- mide directamente la corriente del PE ni la resistencia de la toma de tierra;
- evita la aparición inicial de la corriente de defecto;
- sustituye el aislamiento, las envolventes, la equipotencialidad o el mantenimiento.
Tipos AC, A, F y B: por qué importa la forma de onda
Las cargas electrónicas pueden producir corrientes residuales que no son una senoide alterna pura. Las familias de dispositivos se diferencian por las formas de onda que son capaces de detectar: el tipo AC está destinado a residuales alternas senoidales; el tipo A añade corrientes continuas pulsantes; los tipos F y B amplían la detección para determinadas cargas con electrónica, frecuencias mixtas y, en el caso B, componentes continuas lisas.
No forman una escala simple en la que baste escoger «el tipo más alto». La selección depende de las cargas, del esquema, de la coordinación, de la inmunidad requerida y de las normas aplicables. Deben consultarse las instrucciones del equipo y la documentación técnica vigente.
Qué comprueba el botón de prueba
El botón marcado habitualmente con una «T» conecta internamente un circuito de prueba que crea un desequilibrio conocido alrededor del toroide. Su finalidad es comprobar que el mecanismo diferencial puede detectar esa condición y abrir los contactos.
Esa prueba no mide la resistencia de tierra, no verifica la continuidad del PE y no sustituye las comprobaciones instrumentales de la instalación. La frecuencia y el procedimiento de ensayo deben seguir las instrucciones del fabricante y las condiciones de mantenimiento aplicables; no deben improvisarse métodos externos ni manipular el cuadro energizado.
Autoevaluación: ¿saltará siempre ante una descarga?
No. Debe existir una corriente residual que no retorne por los conductores activos que atraviesan el sensor, alcanzar las condiciones de actuación y encontrarse aguas abajo. Un contacto entre dos conductores activos puede mantener la suma nula. Por eso el diferencial es una capa complementaria, no una garantía aislada.
El siguiente elemento: protección contra sobrecorrientes
El diferencial observa un desequilibrio, pero una sobrecarga equilibrada puede hacer circular una corriente excesiva por fase y neutro sin producir IΔ. Para proteger los conductores frente a sobrecargas y cortocircuitos hace falta otra función: la del interruptor magnetotérmico.
Fuentes y normativa consultadas
- Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, especialmente ITC-BT-24 e ITC-BT-25.
- Guía técnica de aplicación GUIA-BT-24, protección contra contactos directos e indirectos.
- ABB: Cuaderno de aplicaciones técnicas, interruptores diferenciales, principio de suma vectorial y toroide.
- Schneider Electric: Residual Current Device Types, clasificación AC, A, F y B basada en IEC 60755.
