Seguridad eléctrica: puesta a tierra

El proceso de transferir energ√≠a el√©ctrica involuntaria directamente a tierra a trav√©s de un cable de baja resistencia se llama conexi√≥n a tierra el√©ctrica. Se refiere a la conexi√≥n a tierra de una parte del equipo que no lleva corriente o del neutro del sistema el√©ctrico, que es de potencial cero. La corriente de fuga toma un camino simple y de baja resistencia para fluir. Por lo tanto, el sistema el√©ctrico y el equipo est√°n protegidos contra da√Īos.

Tipos de puesta a tierra eléctrica

El equipo eléctrico tiene dos partes no conductoras, como el neutro del sistema y el marco del equipo. El sistema de puesta a tierra también se clasifica en dos tipos.

Tierra neutral

El proceso de conectar el neutro de un sistema a tierra a través de un cable de tierra se conoce como tierra neutral o tierra del sistema. Se utiliza en sistemas de bobinado en estrella, incluidos generadores, transformadores, etc.

Puesta a tierra del equipo

Cuando la estructura met√°lica del equipo est√° conectada a tierra con un cable conductor, se denomina tierra del equipo. En el caso de una falla en el aparato, una corriente de cortocircuito fluye a tierra y el sistema est√° protegido.

La necesidad de conexión a tierra

La conexión a tierra es necesaria por las siguientes razones:

  • Para proteger al usuario de descargas el√©ctricas.

  • El sistema de puesta a tierra muestra el camino m√°s f√°cil para la corriente de cortocircuito incluso despu√©s de una falla de aislamiento.

  • Protege los equipos el√©ctricos utilizados en el circuito contra corrientes de cortocircuito, sobretensiones y descargas de rayos.

Explicación

Ahora entenderemos la necesidad de conexión a tierra, dadas las siguientes condiciones:

Condicion normal

La puesta a tierra del sistema se realiza en la instalación para conectar las partes correspondientes a conductores eléctricos o electrodos. El electrodo se coloca junto al suelo o por debajo del nivel del suelo, que tiene un elevador de hierro plano subterráneo. Las partes no conductoras están conectadas a la plancha.

La siguiente figura muestra flujo de corriente de cortocircuito sin sistema de puesta a tierra

Flujo de corriente de cortocircuito sin sistema de puesta a tierra

Condición de falla

En una situación de emergencia, una corriente de cortocircuito fluye desde el equipo a tierra a través del sistema de puesta a tierra. Por lo tanto, el dispositivo está protegido contra cortocircuitos o corrientes de cortocircuito. Durante un cortocircuito, el voltaje del electrodo aumenta y se vuelve igual a la resistencia del electrodo y la falla a tierra.

La siguiente figura muestra flujo de corriente de cortocircuito con sistema de puesta a tierra

Condición de falla

Medición de la resistencia de tierra

La resistencia a tierra del electrodo se mide mediante el método de caída de potencial. La configuración completa se muestra en la imagen a continuación, donde:

  • E – electrodo de puesta a tierra probado

  • P y C son dos electrodos auxiliares colocados a una distancia adecuada de E.

  • I es la cantidad de corriente que pasa entre E y C

  • V es el voltaje medido entre E y P

La siguiente figura muestra una configuración para medir la resistencia de tierra.

Resistencia de la tierra

No hay un efecto apreciable sobre la resistencia de E si C est√° a una distancia suficiente de E. Dado que la corriente en el electrodo P es muy peque√Īa, el electrodo tambi√©n tiene poco efecto sobre la resistencia. Ahora, cambiando la distancia entre el electrodo P y E, mida la resistencia.

La siguiente figura muestra la verdadera resistencia de la curva R vs d –

Curva de resistencia

En la figura, parte de la curva est√° marcada como R de E, que es una pendiente casi horizontal de la curva. Una pendiente ascendente indica el efecto de la resistencia C. Se usa un factor directamente para calibrar el probador de tierra de campo.

Reducir riesgos

El sistema de puesta a tierra debe cumplir con las reglas y regulaciones de mitigación de riesgos de acuerdo con las siguientes normas.

  • Est√°ndares indios: IS 3043 – C√≥digo de puesta a tierra (m√°s reciente)

  • C√≥digo Nacional de Electricidad (NEC): BIS 1985

  • Tutorial de seguridad IEEE para subestaciones de CA con conexi√≥n a tierra N. ¬į Norma ANSI / IEEE, 80-1986.

  • Se requiere una inspecci√≥n y un estudio de campo adecuados antes de la instalaci√≥n. En diferentes etapas, debe seguir el diagrama de flujo: Inspecci√≥n y reconocimiento – Dise√Īo – Pruebas – Instalaci√≥n – Mantenimiento – Preparaci√≥n de informes

  • Mida peri√≥dicamente la resistencia de los electrodos, la resistividad del suelo y realice la prueba con un meg√≥hmetro.

  • No use alambre de cobre o aluminio en lugar de pintura, esmalte o grasa para electrodos. Proteja el cable del electrodo de la tensi√≥n mec√°nica y la corrosi√≥n.

  • La formaci√≥n y la gesti√≥n adecuadas pueden reducir el factor de riesgo.

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