Aislamiento en tierra para prevenir la corrosión galvánica en embarcaciones

Cada vez que una embarcación se conecta a una toma de corriente de CA, se establece un circuito galvánico que puede provocar la corrosión de la embarcación y de los componentes de su sistema de propulsión. Cuando existe una unión directa entre metales distintos en un electrolito, se establece una célula de corrosión galvánica. En esta aplicación, la unión directa es el conductor de puesta a tierra del cable de alimentación del barco a tierra, el electrolito es tierra y agua, y los metales del puerto deportivo y del sistema eléctrico de puesta a tierra del puerto deportivo son normalmente diferentes de los metales de una embarcación.

Una forma sencilla de eliminar este circuito causante de corrosión es instalar un dispositivo de desacoplamiento, como un aislador galvánico Dairyland, en serie con el conductor de puesta a tierra de seguridad en el circuito de alimentación del barco a tierra. Esto se puede hacer de dos maneras. Un dispositivo de desacoplamiento puede ser instalado por la marina o el operador del puerto en el lado de tierra del circuito, o puede ser instalado en el barco por el propietario. Cualquiera de los dos lugares de instalación impedirá el flujo de la corriente galvánica causante de la corrosión, conservando al mismo tiempo las características de seguridad del conductor de puesta a tierra, siempre que se utilice un dispositivo de desacoplamiento debidamente clasificado y certificado. La siguiente guía de aplicación trata específicamente de las medidas preventivas que puede adoptar el operador del puerto deportivo o portuario.

 

Toma de tierra efectiva

Cuando se utiliza un desacoplador en el conductor de puesta a tierra de seguridad de un equipo eléctrico, debe cumplir determinados requisitos del código. En EE.UU., el código aplicable es el Código Eléctrico Nacional (NFPA 70). Las secciones más importantes del código son 250.4(A)(5), que define el requisito de "una ruta de puesta a tierra de CA efectiva", y 250.6(E), que permite el uso de un dispositivo de desacoplamiento certificado para "bloquear el flujo de corriente continua objetable". Otros países tienen códigos similares. Un requisito clave de la sección 250.4(A)(5) es que si un desacoplador falla, debe fallar como "cortocircuito". En el modo de cortocircuito, debe seguir siendo capaz de cumplir todos los valores nominales de corriente publicados. Si no se cumple este requisito, no es "una vía de puesta a tierra eficaz". Los productos de Dairyland recomendados para esta aplicación cumplen y exceden este criterio. Es decir, cuando el desacoplador de Dairyland recomendado para esta aplicación se prueba a niveles de corriente que causarán falla, el producto fallará en el modo de cortocircuito y será capaz de transportar corriente muy por encima de cada clasificación de corriente (es decir, corriente de estado estacionario, corriente de falla y corriente de rayo).

En una nota relacionada, los desacopladores que se instalan en una embarcación deben cumplir los requisitos que se definen en la norma A-28 del American Boat and Yacht Council (ABYC). La norma ABYC no exige ni hace referencia a las secciones de la NFPA 70. Sin embargo, ABYC A-28 define una clase de aisladores galvánicos que se consideran "a prueba de fallos" y que, cuando se prueban para garantizar un funcionamiento a prueba de fallos, proporcionan la conexión a tierra efectiva necesaria. El uso en un sistema eléctrico en tierra dependería de la certificación del dispositivo del fabricante y de si permite dicho uso. Dairyland tiene una certificación específica para el uso del producto en sistemas eléctricos en tierra cubiertos por el NEC. Otros dispositivos definidos en A-28 que no se consideran a prueba de fallos deben tener un sistema de supervisión que indique si la unidad funciona, y estos tipos de dispositivos no cumplirían los códigos de conexión a tierra en tierra y no podrían utilizarse.

 

Aplicación típica

En la figura 1 se ilustra esquemáticamente la instalación típica de un dispositivo de desacoplamiento en el lado de tierra de un circuito de corriente alterna de barco a tierra para un servicio monofásico. Criterios similares se aplican a otros tipos de servicios monofásicos o trifásicos que utilizan un conductor de puesta a tierra de seguridad. El dispositivo típico utilizado es uno de los modelos de aislador galvánico de Dairyland elegido para la clasificación de corriente de cable de tierra adecuada, que también selecciona indirectamente la clasificación de corriente de falla de CA. Cuando se coloca en serie en el conductor de puesta a tierra que alimenta el receptáculo del cable de tierra, el Aislador Galvánico de Dairyland bloqueará la corriente de corrosión, permitirá que fluya cualquier corriente alterna y cambiará al modo de cortocircuito según sea necesario para tratar fallas de corriente alterna o conducir corriente de rayos.

 

Corriente de defecto CA

El valor nominal clave de un aislador galvánico utilizado para esta aplicación es la corriente de fallo de CA. La norma ABYC relaciona los valores nominales de corriente alterna en estado estacionario con los valores nominales de corriente alterna de fallo, pero lo más importante es el valor nominal de fallo. Si se selecciona un Aislador Galvánico Dairyland basado en su capacidad de corriente en estado estacionario a la capacidad del cable de tierra, y un usuario siente que hay una mayor corriente de falla de CA disponible en este punto en el sistema, un Aislador Galvánico de mayor capacidad de falla puede ser necesario. La clasificación de falla del producto Dairyland debe exceder la corriente de falla disponible en el sistema, considerando la magnitud de la corriente y el tiempo de duración de la falla. Hay tres métodos típicos para determinar la corriente de falla si este valor no ha sido proporcionado.

1. La corriente de defecto de CA puede controlarse mediante la característica corriente-tiempo de despeje del disyuntor para el circuito de interés y seleccionando un dispositivo con valores nominales que superen los ajustes de la curva del disyuntor. Si se elige correctamente, el disyuntor se disparará antes de que se superen los valores nominales del dispositivo.

2. La corriente de falla puede determinarse indirectamente examinando la capacidad de corriente-tiempo del tamaño del conductor de puesta a tierra en el cual se insertará el dispositivo de Dairyland y seleccionando un dispositivo que tenga valores nominales que excedan los valores nominales de capacidad del cable. Estos datos pueden determinarse a partir de las tablas de capacidad de cortocircuito de los cables, como la de ICEA en la norma P-32-382-2007.

3. El enfoque más conservador es determinar la máxima corriente de falla disponible en las terminales del transformador aguas arriba y clasificar el dispositivo de Dairyland para cumplir con ese valor. Los datos de la placa de características del transformador contienen la información adecuada para calcular este valor.

Si necesita ayuda con cualquiera de estos métodos, o con otros aspectos de clasificación y aplicación con respecto a los aisladores galvánicos o desacopladores de Dairyland, por favor contáctenos.

 

 

Notas:

1. Desacoplador: Dispositivo de aislamiento CC/acoplamiento CA. Recomendado: Modelos de aisladores galvánicos de Dairyland. Listado según NFPA 70, Artículo 250.4(A)(5), 250.6(E).
2. No instale el desacoplador en serie con el neutro secundario.
3. Observe las marcas de polaridad al instalar el desacoplador.
4. No puede haber ninguna unión entre el conductor neutro y el conductor de puesta a tierra aguas abajo del dispositivo de desacoplamiento porque esto puentearía el desacoplador.
5. Se recomienda un dispositivo de desacoplamiento por recipiente, (para evitar la unión de los recipientes entre sí a través de los conductores de puesta a tierra, lo que establecería una célula de corrosión galvánica de recipiente a recipiente). Sin embargo, esto dependerá de si este panel de alimentación da servicio a varios recipientes y de si el desacoplador puede situarse en un pedestal o caja de conexiones de modo que el recipiente de interés quede aislado de todas las demás tomas de tierra/recipientes.
6. Se aplican procedimientos de instalación similares a otros servicios monofásicos y trifásicos que utilizan un conductor de puesta a tierra de seguridad.
7. Si tiene alguna duda sobre los procedimientos de instalación adecuados, póngase en contacto con Dairyland para obtener ayuda.