Todo lo que necesitas saber sobre la puesta a tierra

Toma de tierra. Los basicos

Toma de tierra — conexión eléctrica de un objeto de material conductor a tierra. La puesta a tierra consta de un cable de tierra (una parte conductora o un conjunto de partes conductoras interconectadas que están en contacto eléctrico con la tierra directamente o a través de un medio conductor intermedio) y un cable de tierra que conecta el dispositivo que se va a poner a tierra con el cable de tierra. El interruptor de puesta a tierra puede ser una barra de metal simple (la mayoría de las veces de acero, con menos frecuencia de cobre) o un complejo complejo de elementos de forma especial.

La calidad de la puesta a tierra está determinada por el valor de la resistencia eléctrica del circuito de puesta a tierra, que puede reducirse aumentando el área de contacto o la conductividad del medio, utilizando muchas varillas, aumentando el contenido de sal en el suelo, etc. dispositivo de puesta a tierra en Rusia, los requisitos para la puesta a tierra y su disposición están regulados Reglamento de Instalación Eléctrica (PUE).

Los conductores de puesta a tierra de protección en todas las instalaciones eléctricas, así como los conductores de protección neutros en instalaciones eléctricas con una tensión de hasta 1 kV con un neutro sólidamente puesto a tierra, incluidas las barras, deben tener la designación de letra PE y una designación de color con franjas longitudinales o transversales alternas. de ancho (para autobuses de 15 a 100 mm) amarillo y verde.

Los cables de trabajo cero (neutro) están marcados con la letra N y azul. Los conductores de protección cero combinados y de trabajo cero deben tener la designación de letra PEN y una designación de color: azul en toda su longitud y franjas de color amarillo verdoso en los extremos.

Fallos en el dispositivo de puesta a tierra

Cables PE incorrectos

A veces, las tuberías de agua o las tuberías de calefacción se utilizan como conductor de puesta a tierra, pero no se pueden utilizar como conductor de puesta a tierra. La línea de agua puede tener insertos no conductores (por ejemplo, tuberías de plástico), el contacto eléctrico entre las tuberías puede romperse debido a la corrosión y, por último, algunas de las tuberías pueden desmontarse para su reparación.

Combinación de cable neutro y PE de trabajo

Otra violación común es la unificación del neutro de trabajo y el conductor PE detrás del punto de su separación (si lo hay) en la distribución de energía. Tal violación puede conducir a la aparición de corrientes bastante significativas a lo largo del cable PE (que no deberían transportar corriente en un estado normal), así como falsos positivos en el dispositivo de corriente residual (si está instalado). Separación incorrecta del cable PEN

La siguiente forma de «crear» un conductor PE es extremadamente peligrosa: se determina un conductor neutro que funcione directamente en el enchufe y se coloca un puente entre él y el contacto PE del enchufe.Por lo tanto, el conductor PE de la carga conectada a esta salida resulta estar conectado al neutro de trabajo.

El peligro de este circuito es que el potencial de fase aparecerá en el contacto de tierra de la toma y por tanto en el caso del aparato conectado si se cumple alguna de las siguientes condiciones:
— Interrupción (desconexión, quemado, etc.) del hilo neutro en la zona entre la salida y el blindaje (y también más allá, hasta el punto de puesta a tierra del hilo PEN);
— Intercambie los cables de fase y neutro (fase en lugar de cero y viceversa) que van a esta salida.

Función de puesta a tierra de protección

El efecto protector de la puesta a tierra se basa en dos principios:

— Reducción a un valor seguro de la diferencia de potencial entre el objeto conductor conectado a tierra y otros objetos conductores que tienen una conexión a tierra natural.

— Flujo de corriente de fuga cuando un objeto conductor conectado a tierra entra en contacto con un conductor de fase. En un sistema correctamente diseñado, la aparición de una corriente de fuga provoca la actuación inmediata de los dispositivos de protección (dispositivos de corriente residual — RCD).

Por lo tanto, la conexión a tierra es más efectiva solo en combinación con el uso de dispositivos de corriente residual. En este caso, con la mayoría de las violaciones de aislamiento, el potencial de los objetos conectados a tierra no excederá los valores peligrosos. Además, la sección defectuosa de la red se desconectará en muy poco tiempo (décimas de segundo: el tiempo de disparo del RCD).

Puesta a tierra en caso de falla del equipo eléctrico Un caso típico de falla del equipo eléctrico es el voltaje de fase que golpea el cuerpo metálico del dispositivo debido a la falla del aislamiento. Dependiendo de qué medidas de seguridad estén implementadas, las siguientes opciones son posibles:

— El caso no está fundamentado, no hay RCD (la opción más peligrosa). El cuerpo del dispositivo estará en fase potencial y esto no será detectado de ninguna manera. Tocar un aparato tan defectuoso puede ser fatal.

— La carcasa está conectada a tierra, no hay RCD. Si la corriente de fuga en el circuito de tierra del cuerpo de fase es lo suficientemente grande (supera el umbral del fusible que protege ese circuito), entonces el fusible se quemará y apagará el circuito. El voltaje efectivo más alto (a tierra) de una caja puesta a tierra será Umax = RGIF, donde RG? resistencia de tierra SI? la corriente a la que se dispara el fusible que protege este circuito. Esta opción no es lo suficientemente segura, ya que con una alta resistencia a tierra y una gran capacidad de los fusibles, el potencial del cable a tierra puede alcanzar valores bastante significativos. Por ejemplo, con una resistencia de tierra de 4 ohmios y un fusible de 25 A, el potencial puede alcanzar los 100 voltios.

— Carcasa sin conexión a tierra, RCD instalado. El cuerpo del dispositivo estará en el potencial de fase y esto no se detectará hasta que haya un camino para que pase la corriente de fuga. En el peor de los casos, se producirá una fuga a través del cuerpo de una persona que toque tanto un dispositivo defectuoso como un objeto que tenga una base natural. El RCD desconecta la parte defectuosa de la red en cuanto se produce una fuga. Una persona recibirá solo una descarga eléctrica a corto plazo (0.010.3 segundos, el tiempo de reacción de un RCD), que, por regla general, no causa daño a la salud.

— La carcasa está conectada a tierra, RCD está instalado. Esta es la opción más segura, ya que las dos medidas de protección se complementan.Cuando el voltaje de fase golpea el conductor de tierra, la corriente fluye desde el conductor de fase a través del defecto de aislamiento en el conductor de tierra y más hacia la tierra. El RCD detecta inmediatamente esta fuga, aunque sea muy pequeña (normalmente el umbral de sensibilidad del RCD es de 10 mA o 30 mA), y rápidamente (0,010,3 segundos) desconecta el tramo de la red con avería. Además, si la corriente de fuga es lo suficientemente grande (supera el umbral de disparo del fusible que protege ese circuito), entonces el fusible también puede fundirse. El dispositivo de protección (RCD o fusible) que activará el circuito depende de su velocidad y corriente de fuga. Es posible que ambos dispositivos se disparen.

Tipos de puesta a tierra

TN-C

El sistema TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) fue propuesto por la empresa alemana AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) en 1913. El neutro de trabajo y el conductor PE (tierra de protección) en este sistema se combinan en un conductor El mayor inconveniente era la formación de tensión de red (1.732 veces superior a la tensión de fase) en las carcasas de las instalaciones eléctricas en caso de interrupción del cero de emergencia.

Sin embargo, hoy puedes encontrar esto. sistema de puesta a tierra en los edificios de los países de la antigua URSS.

TN-S

Para reemplazar el sistema TN-C condicionalmente peligroso en la década de 1930, se desarrolló el sistema TN-S (Terre-Neutre-Separe), en el que el neutro de trabajo y el de protección se separan directamente en la subestación, y el electrodo de tierra es una construcción bastante compleja. de herrajes metálicos.

Así, cuando el cero de trabajo se rompe en medio de la línea, las instalaciones eléctricas no recibían tensión de red.Más tarde, dicho sistema de conexión a tierra hizo posible desarrollar autómatas diferenciales y autómatas que eran accionados por fugas de corriente, capaces de detectar una corriente insignificante. Su trabajo hasta el día de hoy se basa en las leyes de Kirgoff, según las cuales la corriente que fluye a través del conductor de fase debe ser numéricamente igual a la corriente que fluye a través del neutro de trabajo.

También se puede observar el sistema TN-CS, donde la separación de ceros se da en medio de la línea, pero en caso de rotura del hilo neutro hasta el punto de separación, el caso será bajo tensión de red, lo cual representará una amenaza para la vida cuando se toque.