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El voltaje extrabajo ( ELV ) es un voltaje de suministro de electricidad y forma parte de la banda de bajo voltaje [1] en un rango que conlleva un bajo riesgo de descarga eléctrica peligrosa . [2] [3] [4] [5] Existen varios estándares que definen el voltaje extra bajo. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y el IET del Reino Unido (BS 7671:2008) definen un dispositivo o circuito ELV como aquel en el que el potencial eléctrico entre dos conductores o entre un conductor eléctrico y tierra (tierra) no excede los 120 voltios (V ) para corriente continua (CC) sin ondulaciones o 50 V RMS ( media cuadrática de voltios) para corriente alterna (CA).
IEC e IET continúan definiendo tipos reales de sistemas de muy baja tensión, por ejemplo, muy baja tensión separada (SELV), muy baja tensión protegida (PELV), muy baja tensión funcional (FELV). Estos pueden suministrarse utilizando fuentes que incluyen motores/generadores de combustibles fósiles, transformadores, fuentes de alimentación conmutadas o baterías recargables. SELV, PELV, FELV se distinguen por diversas propiedades de seguridad , características de suministro y voltajes de diseño.
Algunos tipos de iluminación de jardines utilizan sistemas SELV / PELV (voltaje extra bajo). Las herramientas manuales modernas que funcionan con baterías se incluyen en la categoría SELV. En condiciones más difíciles, se puede especificar corriente alterna de 25 V RMS o CC de 60 V (sin ondulaciones) para reducir aún más el peligro. Se puede aplicar un voltaje más bajo en condiciones húmedas o conductivas donde existe un potencial aún mayor de descarga eléctrica. Estos sistemas aún deben cumplir con las especificaciones de seguridad SELV / PELV (ELV).
IEC define un sistema SELV como "un sistema eléctrico en el que el voltaje no puede exceder el ELV en condiciones normales y en condiciones de falla única, incluidas fallas a tierra en otros circuitos". Generalmente se acepta que el acrónimo: SELV significa tensión extrabaja separada (separada de tierra) como se define en las normas de instalación (por ejemplo, BS 7671 ), aunque la BS EN 60335 se refiere a ella como tensión extrabaja de seguridad .
Un circuito SELV debe tener:
La seguridad de un circuito SELV es proporcionada por
El diseño de un circuito SELV normalmente implica un transformador de aislamiento , distancias mínimas garantizadas entre conductores y barreras de aislamiento eléctrico . Los conectores eléctricos de los circuitos SELV deben diseñarse de manera que no coincidan con conectores comúnmente utilizados para circuitos que no son SELV.
Ejemplos típicos de un circuito SELV: iluminación exterior decorativa, cargador de batería Clase III , alimentado desde una fuente de alimentación Clase II . Las herramientas manuales inalámbricas modernas se consideran equipos SELV.
IEC 61140 define un sistema PELV como "un sistema eléctrico en el que el voltaje no puede exceder el ELV en condiciones normales y en condiciones de falla única, excepto fallas a tierra en otros circuitos".
Un circuito PELV solo requiere separación protectora de todos los circuitos que no sean SELV y PELV (es decir, todos los circuitos que puedan transportar voltajes más altos), pero puede tener conexiones a otros sistemas PELV y tierra.
A diferencia de un circuito SELV, un circuito PELV puede tener una conexión a tierra de protección . Un circuito PELV, al igual que un SELV, requiere un diseño que garantice un bajo riesgo de contacto accidental con un voltaje más alto. Para un transformador, esto puede significar que los devanados primario y secundario deben estar separados por un aislamiento reforzado, o por un blindaje conductor con una conexión a tierra protectora, o que el devanado secundario en sí tenga un terminal puesto a tierra, de modo que cualquier falla de primario a secundario se producirá. provocar la desconexión automática. (El principio de doble falla ante el peligro requiere que falle el aislamiento básico y adicional o que falle el aislamiento básico y la conexión a la tierra de protección simultáneamente antes de que surja el peligro).
Un ejemplo típico de un circuito PELV es una computadora con carcasa metálica y una fuente de alimentación de Clase I.
El término voltaje funcional extrabajo (FELV) describe cualquier otro circuito de voltaje extrabajo que no cumple con los requisitos para un circuito SELV o PELV. Aunque la parte FELV de un circuito utiliza un voltaje extra bajo, no está adecuadamente protegida contra el contacto accidental con voltajes más altos en otras partes del circuito. Por lo tanto, los requisitos de protección para el voltaje más alto deben aplicarse a todo el circuito.
Los ejemplos de circuitos FELV incluyen aquellos que generan un voltaje extra bajo a través de un dispositivo semiconductor , un potenciómetro o un autotransformador . Un ejemplo típico es una tostadora controlada electrónicamente en la que el circuito del temporizador electrónico funciona con un voltaje muy bajo derivado de un grifo en el elemento calefactor . Otra podría ser la señalización ELV entre alarmas de humo alimentadas por la red eléctrica, con el voltaje de señalización referido al suministro neutro. En tales casos, las partes de muy baja tensión deben estar encerradas o aisladas según el estándar de tensión de la red.
El IET/BSI (BS 7671) también define el bajo voltaje reducido (RLV), que puede ser CA monofásico o trifásico. Este sistema se ha utilizado durante muchos años en obras de construcción, tanto en configuraciones monofásicas como trifásicas. La tensión monofásica es de 110 V CA aunque tiene una "toma de tierra central" que reduce la tensión a tierra a 55 V CA. El sistema trifásico es de 110 V fase a fase y 63 V a neutro/tierra. Este voltaje del sistema está ligeramente por encima del límite ELV, pero todavía se usa con mucha frecuencia para herramientas manuales alimentadas por cable e iluminación temporal en áreas peligrosas. Como se deriva de un transformador, el voltaje expuesto durante una falla a tierra se reduce por debajo del nivel ELV.
El cableado para sistemas ELV, como los sistemas de energía de área remota (RAPS), está diseñado para minimizar las pérdidas de energía y maximizar la seguridad. Los voltajes más bajos requieren una corriente más alta para la misma potencia. La corriente más alta da como resultado mayores pérdidas resistivas en el cableado. Por lo tanto, el dimensionamiento del cable debe considerar la demanda máxima, la caída de voltaje sobre el cable y la capacidad de transporte de corriente . La caída de voltaje suele ser el factor principal que se considera, pero la capacidad de transporte de corriente es igualmente importante cuando se consideran recorridos cortos y de alta corriente, como entre un banco de baterías y un inversor.
La formación de arcos es un riesgo en los sistemas ELV de CC, y algunos tipos de fusibles que pueden causar arcos no deseados incluyen los tipos de fusibles semicerrados, recableables y automotrices . En cambio, el tipo recomendado para RAPS son fusibles de alta capacidad de ruptura y disyuntores con la clasificación adecuada. La terminación y las conexiones del cable deben realizarse correctamente para evitar también la formación de arcos y no se recomienda soldar .
Las definiciones precisas de "voltaje extra bajo" se dan en las normas de cableado aplicables en una región.
Según DIN EN 61140:2016 capítulo 4.2 Tabla 1 (versión alemana de la norma de la UE EN 61140), la tensión extrabaja (≤ 50 V ca o ≤ 120 V dc) se define como una subcategoría de baja tensión (≤ 1000 V ca o ≤ 1500 V CC). Esto es similar a la definición proporcionada en IEC 61140:2016. [6]
Las directivas de la Unión Europea, por el contrario, no definen la tensión muy baja. Lo más cerca que se acercan a este concepto está en la Directiva de Baja Tensión (2014/35/UE), [7] que se aplica al rango entre 50 V AC / 75 V DC y 1.000 V AC / 1.500 V DC. La Directiva sobre seguridad general de los productos (2001/95/CE) cubre los bienes de consumo con una tensión inferior a 50 V para corriente alterna o inferior a 75 V para corriente continua. [8] La directiva sólo cubre los equipos eléctricos y no las tensiones que aparecen en el interior de los equipos ni las tensiones en los componentes eléctricos.
IEC 61140:2016, publicación de seguridad básica, define ELV como ≤ 50 V RMS CA y ≤ 120 V CC sin ondulaciones.
IEC 60364-4-41:2017, publicación de seguridad del grupo, define ELV como ≤ 50 V RMS CA y ≤ 120 V CC sin ondulaciones.
Las reglas de cableado AS/NZS 3000 definen "voltaje extra bajo" como "que no excede 50 V CA o 120 V CC sin ondulaciones". Sin embargo, la cláusula 3.1.78.1 de voltaje extra bajo (ELV) de AS/ACIF S009 establece: "un voltaje no superior a 42,4 V pico o 60 V CC [AS/NZS 60950.1:2003]" y agrega una nota: "Esta definición difiere de la definición ELV contenida en AS/NZS 3000:2000", que está más estrechamente alineada con el voltaje de la red de telecomunicaciones ( TNV) límites... es decir, 120 V CC o 70,7 V CA pico (50 V RMS CA)" que se adapta al voltaje de timbre del teléfono en el suministro de batería nominal de −48 V CC que podría encontrarse en una línea telefónica y no se consideraba peligroso. mientras que 120 V CA sin limitación de corriente en su fuente puede inyectar 115 mA en individuos, provocando fibrilación del corazón.
En Brasil, ELV ( Extra-baixa tensão o EBT en portugués ) se define oficialmente en la Norma Regulatoria no. 10 del Ministerio de Trabajo y Empleo de Brasil como cualquier voltaje "que no exceda los 50 voltios CA o 120 voltios CC". [9] Aunque esa norma define reglas de seguridad para la electricidad, la Norma Reguladora núm. 12 requiere un voltaje aún más bajo para los dispositivos de arranque y parada en máquinas y equipos fabricados a partir de marzo de 2012 en adelante, indicando que no debe exceder los 25 voltios CA o 60 voltios CC [10]