Seguridad eléctrica: puesta a tierra
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El proceso de transferir energía eléctrica involuntaria directamente a tierra a través de un cable de baja resistencia se llama conexión a tierra eléctrica. Se refiere a la conexión a tierra de una parte del equipo que no lleva corriente o del neutro del sistema eléctrico, que es de potencial cero. La corriente de fuga toma un camino simple y de baja resistencia para fluir. Por lo tanto, el sistema eléctrico y el equipo están protegidos contra daños.
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.
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.
Cuando la estructura metálica del equipo está 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 está protegido.
La conexión a tierra es necesaria por las siguientes razones:
Para proteger al usuario de descargas eléctricas.
El sistema de puesta a tierra muestra el camino más fácil para la corriente de cortocircuito incluso después de una falla de aislamiento.
Protege los equipos eléctricos utilizados en el circuito contra corrientes de cortocircuito, sobretensiones y descargas de rayos.
Ahora entenderemos la necesidad de conexión a tierra, dadas las siguientes condiciones:
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 –
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 –
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.
No hay un efecto apreciable sobre la resistencia de E si C está a una distancia suficiente de E. Dado que la corriente en el electrodo P es muy pequeña, el electrodo también 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 –
En la figura, parte de la curva está 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.
El sistema de puesta a tierra debe cumplir con las reglas y regulaciones de mitigación de riesgos de acuerdo con las siguientes normas.
Estándares indios: IS 3043 – Código de puesta a tierra (más reciente)
Código Nacional de Electricidad (NEC): BIS 1985
Tutorial de seguridad IEEE para subestaciones de CA con conexión a tierra N. ° Norma ANSI / IEEE, 80-1986.
Se requiere una inspección y un estudio de campo adecuados antes de la instalación. En diferentes etapas, debe seguir el diagrama de flujo: Inspección y reconocimiento – Diseño – Pruebas – Instalación – Mantenimiento – Preparación de informes…
Mida periódicamente la resistencia de los electrodos, la resistividad del suelo y realice la prueba con un megóhmetro.
No use alambre de cobre o aluminio en lugar de pintura, esmalte o grasa para electrodos. Proteja el cable del electrodo de la tensión mecánica y la corrosión.
La formación y la gestión adecuadas pueden reducir el factor de riesgo.
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