corriente de falla

Una corriente de falla es el flujo repentino, a menudo masivo, de electricidad que ocurre cuando se forma una ruta eléctrica no deseada en un circuito. Esto sucede cuando el aislamiento se rompe, los cables que no deberían tocarse se tocan, o un conductor entra en contacto con una superficie conductora como un marco metálico o tierra. La corriente sigue el camino de menor resistencia, evitando completamente la carga normal, y puede alcanzar miles de amperios en una fracción de segundo.

La magnitud y duración de una corriente de falla dependen del voltaje de la fuente, la impedancia del circuito hasta el punto de falla y la resistencia del propio camino de falla. Una falla trifásica atornillada en un sistema de alto voltaje puede entregar decenas de miles de amperios; una falla a tierra monofásica de 120 voltios podría ser mucho menor, pero aun así peligrosa. La velocidad a la que aumenta la corriente de falla se rige por la inductancia en el circuito, que limita la tasa de cambio de la corriente. En circuitos de baja impedancia alimentados directamente desde líneas de servicios públicos o grandes generadores, la corriente puede alcanzar su valor máximo en solo unos pocos ciclos de la forma de onda de CA.

Las corrientes de falla generan calor extremo muy rápidamente. El efecto de calentamiento I2R, donde la energía liberada es proporcional al cuadrado de la corriente, significa que incluso unos pocos cientos de amperios fluyendo a través de un conductor pequeño durante milisegundos pueden hacer que el aislamiento humee, se derrita o se incendie. Por eso existen dispositivos de protección como fusibles, disyuntores y relés: para detectar e interrumpir las corrientes de falla antes de que ocurran daños térmicos o incidentes de arco eléctrico.

Detección y protección

Los relés de protección detectan la corriente de falla a través de transformadores de corriente y comparan el valor medido con umbrales preestablecidos. Los relés electromecánicos responden en decenas de milisegundos; los relés digitales modernos pueden detectar fallas y enviar señales de disparo en milisegundos de un solo dígito. La coordinación de los dispositivos de protección en una red de distribución asegura que el dispositivo de protección más pequeño y cercano a la falla se abra primero, aislando solo la sección fallada en lugar de apagar todo el sistema.

Las clasificaciones de los equipos se especifican en términos de capacidad de corriente de falla, que es la corriente de falla máxima que un dispositivo puede soportar sin sufrir daños permanentes cuando se somete a ella durante una duración definida, típicamente de uno a tres segundos. Los interruptores, transformadores y barras colectoras deben estar clasificados para manejar la corriente de falla disponible en su ubicación. Cuando se instala equipo clasificado para una corriente de falla más baja en una ubicación de alta corriente de falla, se requieren dispositivos limitadores de corriente aguas arriba para reducir la corriente de paso a niveles aceptables.