Dispositivos de puesta a tierra para subestaciones de distribución: propósito, características de diseño, características operativas

Los equipos eléctricos de las subestaciones de distribución en funcionamiento normal se encuentran en buen estado técnico y no representan peligro para las personas. Las partes metálicas de la carcasa están aisladas de las partes vivas del equipo. Pero en caso de accidente en la red eléctrica, que vaya acompañado de rotura del aislamiento del equipo o de cortocircuito a tierra de una de las fases de la red, la persona que entre en contacto con el equipo o está muy cerca de él estará expuesto al golpe de corriente eléctrica.

Una corriente de 90-100 mA y más que actúa sobre el cuerpo humano durante una fracción de segundo es fatal. La severidad de una descarga eléctrica también depende de los caminos de la corriente y de las características fisiológicas del cuerpo humano, por lo que la corriente muchas veces puede ser fatal y de menor magnitud.

Para evitar descargas eléctricas al personal que realiza el mantenimiento de las instalaciones eléctricas, las partes metálicas de las carcasas de los equipos, así como los elementos metálicos en las inmediaciones de los equipos, deben estar conectados a tierra.

La puesta a tierra implica la conexión de elementos metálicos, cajas de equipos con el circuito de puesta a tierra de una instalación eléctrica, en este caso una subestación.

Enumeremos qué elementos del equipo de las subestaciones de distribución están conectados a tierra:

• tanque del transformador de potencia;

• carcasa del motor;

• tanque de alto voltaje;

• elementos metálicos de barras de pórtico que llevan estructuras de seccionadores, separadores y otros equipos de aparamenta;

• puertas, cercas, cerramientos traseros, gabinetes para equipos;

• armadura metálica de líneas de cable independientemente de su propósito (fuente de alimentación, conmutación secundaria), terminales y casquillos de cable de conexión con una carcasa de metal;

• devanados secundarios de transformadores de corriente y transformadores de tensión;

• tubos metálicos de paredes lisas y onduladas en los que se colocan cables eléctricos y otras cajas metálicas de equipos e instalaciones eléctricas existentes.

Características del diseño del dispositivo de puesta a tierra de la subestación.

El dispositivo de puesta a tierra de una subestación consta estructuralmente de dos elementos principales: un electrodo de puesta a tierra y conductores de puesta a tierra (barras colectoras de puesta a tierra).

Seccionador de puesta a tierra Son elementos metálicos que entran en contacto directo con el suelo. Los interruptores de puesta a tierra, a su vez, son de dos tipos: naturales y artificiales.Los conductores de puesta a tierra naturales incluyen varias estructuras metálicas, algunas de las cuales ingresan al suelo, tuberías para diversos fines (excepto para gases y otras tuberías a través de las cuales fluyen líquidos inflamables), cubiertas metálicas (armaduras) de líneas de cable colocadas en el suelo. Los cables de tierra artificiales se fabrican enterrando tubos de acero, varillas, tiras y ángulos de acero en el suelo.

Los hilos de puesta a tierra conectan las partes metálicas del equipo y otros elementos puestos a tierra al electrodo de puesta a tierra, es decir, a través de los hilos de puesta a tierra se produce puesta a tierra del equipo.

Recintos de equipos, estructuras de soporte de equipos, etc. están conectados a tierra mediante barras colectoras de metal rígido. Las barras de puesta a tierra son de color negro. Debe preverse la instalación de puestas a tierra de protección portátiles en determinados lugares a lo largo de las barras de puesta a tierra y en los elementos metálicos puestos a tierra. Estos lugares se limpian, se cubren con un lubricante para evitar la oxidación del metal, cerca de estos lugares se instalan en forma de letrero prefabricado o se aplica un letrero de tierra con pintura.

Puesta a tierra de protección portátil consisten en cables de cobre flexibles conectados a elementos puestos a tierra y puestos a tierra mediante abrazaderas especiales. Las puestas a tierra portátiles desempeñan el papel de cables de puesta a tierra, se utilizan para poner a tierra secciones de la red eléctrica para garantizar la seguridad durante los trabajos de reparación, para poner a tierra equipos especiales que se utilizan para realizar trabajos dentro de una instalación eléctrica o en las proximidades de líneas eléctricas.

Los elementos móviles del equipo: puertas de gabinetes, cercas, aletas fijas de puesta a tierra de seccionadores, etc., para garantizar un contacto confiable con el cuerpo puesto a tierra del gabinete o estructura de soporte, están conectados con cables de cobre flexibles.

La conexión de las barras de puesta a tierra metálicas a las estructuras de puesta a tierra se realiza mediante soldadura. La conexión de los embarrados de puesta a tierra a las carcasas de los equipos, dependiendo de sus características de diseño, puede realizarse tanto por soldadura como mediante conexiones atornilladas. Los conductores de puesta a tierra de cobre de elementos de equipos móviles se conectan a elementos puestos a tierra mediante conexiones atornilladas o soldadura, si es necesario conectar un conductor de cobre a la cubierta metálica de la línea de cable.

Características del funcionamiento de los dispositivos de puesta a tierra.

Existen valores estandarizados para la resistencia de los dispositivos de puesta a tierra. Dependiendo de la tensión de funcionamiento de la instalación eléctrica, el nivel de las corrientes de defecto a tierra, la resistencia máxima admisible del circuito de puesta a tierra de la subestación puede variar de 0,5 a 4 ohmios.

Durante el funcionamiento, los dispositivos de puesta a tierra deben comprobarse periódicamente. La inspección se lleva a cabo al menos una vez cada 6 años y consta de dos etapas: medir la resistencia del dispositivo de puesta a tierra y verificar aleatoriamente el estado de los cables de puesta a tierra.

Además, durante el funcionamiento de los equipos eléctricos, es necesario limpiar periódicamente los lugares de instalación de puestas a tierra portátiles de protección contra el óxido y cubrirlos con una nueva capa de grasa para evitar la corrosión.