El tema más escandaloso es el grounding (resetting)

En términos generales, se puede notar que el gran y terrible poder de la electricidad ha sido descrito, calculado e introducido en gruesas tablas durante mucho tiempo. El marco regulatorio, que define los caminos de las señales eléctricas sinusoidales con una frecuencia de 50 Hz, puede asombrar a cualquier neófito con su volumen. Y, sin embargo, todos los visitantes de los foros técnicos saben desde hace tiempo que no hay problema más escandaloso que la puesta a tierra.

La masa de opiniones en conflicto realmente no hace nada para establecer la verdad. Además, este problema es realmente serio y requiere una consideración más cuidadosa.

Conceptos básicos

Si se pierde la introducción de la "biblia del ingeniero eléctrico" (PUE), entonces para comprender la tecnología de puesta a tierra, debe consultar (para empezar) el capítulo 1.7, que se llama «Precauciones de seguridad eléctrica y de puesta a tierra».

En el punto 1.7.2. PUE dice:

Las instalaciones eléctricas en cuanto a las medidas de seguridad eléctrica se dividen en:

• instalaciones eléctricas por encima de 1 kV en redes con neutro efectivamente puesto a tierra (con grandes corrientes de falla a tierra) ,;
• instalaciones eléctricas por encima de 1 kV en redes con neutro aislado (con bajas corrientes de puesta a tierra);
• instalaciones eléctricas hasta 1 kV con neutro puesto a tierra;
• Instalaciones eléctricas hasta 1 kV con neutro aislado.

La mayoría de los edificios residenciales y de oficinas en Rusia utilizan un neutro sólidamente conectado a tierra... Punto 1.7.4. lee:

Un neutro muerto a tierra es el neutro de un transformador o generador conectado a un dispositivo de puesta a tierra directamente oa través de una baja resistencia (por ejemplo, a través de transformadores de corriente).

El término no es del todo claro a primera vista: el dispositivo neutral y de conexión a tierra no se encuentran en todos los sentidos en la prensa científica popular. Por lo tanto, a continuación se explicarán gradualmente todos los lugares incomprensibles.

Introduzcamos algunos términos, para que sea posible hablar al menos un idioma. Quizás los puntos aparecerán "fuera de contexto". Pero PUE no ficción y dicho uso separado debe estar plenamente justificado, como el uso de artículos separados del Código Penal. Sin embargo, el PUE original está fácilmente disponible tanto en librerías como en la web; siempre puede consultar la fuente original.

• 1.7.6. Poner a tierra cualquier parte de una instalación eléctrica u otra instalación es la conexión eléctrica intencional de esa parte a un dispositivo de puesta a tierra.
• 1.7.7. La puesta a tierra de protección es la puesta a tierra de partes de una instalación eléctrica para asegurar Seguridad ELECTRICA.
• 1.7.8. La puesta a tierra de trabajo es la puesta a tierra de cada punto de las partes conductoras de corriente de una instalación eléctrica, que es necesaria para garantizar el funcionamiento de una instalación eléctrica.
• 1.7.9.La puesta a cero en instalaciones eléctricas con tensión de hasta 1 kV es la conexión intencional de partes de una instalación eléctrica que normalmente no están alimentadas con neutro puesto a tierra de un generador o transformador en redes de corriente trifásica, con una salida puesta a tierra muerta de un fuente de corriente monofásica, con un punto central muerto a tierra de la fuente en redes de CC.
• 1.7.12. Un conductor de puesta a tierra se denomina conductor (electrodo) o un conjunto de conductores conectados por metal (electrodos) en contacto con la tierra.
• 1.7.16. Un cable de tierra es un cable que conecta partes que necesitan estar conectadas a tierra a un cable de tierra.
• 1.7.17 El conductor de protección (PE) en instalaciones eléctricas es un conductor utilizado para proteger a personas y animales de descargas eléctricas. En instalaciones eléctricas de hasta 1 kV, el conductor de protección conectado al neutro puesto a tierra del generador o transformador se denomina conductor de protección neutro.
• 1.7.18. El hilo neutro de trabajo (N) en instalaciones eléctricas de hasta 1 kV es un hilo que se utiliza para alimentar receptores eléctricos, conectados al neutro puesto a tierra de un generador o transformador en redes de corriente trifásica, con una salida puesta a tierra de una fuente de corriente monofásica , con punto muerto de la fuente en redes DC de tres hilos. El conductor de protección cero y de trabajo cero combinado (PEN) en instalaciones eléctricas de hasta 1 kV es un conductor que combina las funciones de los conductores de protección cero y de trabajo cero. En instalaciones eléctricas de hasta 1 kV con un neutro sólidamente puesto a tierra, el conductor de trabajo neutro puede realizar las funciones de un conductor de protección neutro.

Arroz. 1. La diferencia entre puesta a tierra de protección y «cero» de protección

Entonces, una conclusión simple se deriva directamente de las condiciones de PUE.Las diferencias entre "tierra" y "cero" son muy pequeñas... A primera vista (cuántas copias se rompen en este lugar). Como mínimo, deberían estar conectados (o incluso se pueden hacer "en una botella"). La única pregunta es dónde y cómo se hace.

En el camino notamos el párrafo 1.7.33.

La puesta a tierra o puesta a tierra de las instalaciones eléctricas debe realizarse:

• a voltajes de 380 V y más corriente alterna y 440 V y más corriente continua — en todas las instalaciones eléctricas (ver también 1.7.44 y 1.7.48);
• con tensión nominal por encima de 42 V pero por debajo de 380 V CA y por encima de 110 V pero por debajo de 440 V CC — solo en habitaciones con mayor peligro, especialmente peligrosas y en instalaciones al aire libre.

En otras palabras, no hay necesidad de conectar a tierra o neutralizar un dispositivo conectado a 220 voltios CA en absoluto. Y no hay nada particularmente sorprendente en esto: el tercer cable en realidad no se observa en los contactos soviéticos ordinarios. Podemos decir que el Euroestándar (o la nueva edición de PUE, que se le aproxima), que se manifiesta en la práctica, es mejor, más fiable y más seguro. Pero según el antiguo PUE, vivieron en nuestro país durante decenas de años... Y lo que es especialmente importante, las casas fueron construidas por ciudades enteras.

Sin embargo, cuando se trata de conexión a tierra, no se trata solo del voltaje de suministro. Un buen ejemplo de esto es VSN 59-88 (Goskomarkhitektura) «Equipos eléctricos de edificios residenciales y públicos. Design Standards» Extracto del Capítulo 15. Puesta a Tierra (Grounding) y Precauciones de Seguridad:

15.4. Para la puesta a tierra (puesta a tierra) de cajas metálicas de acondicionadores de aire domésticos, electrodomésticos estacionarios y portátiles de clase I (sin aislamiento doble o reforzado), electrodomésticos con una capacidad de St.1,3 kW, carcasas de estufas, calderas y otros equipos de calefacción eléctricos trifásicos y monofásicos, así como partes metálicas no conductoras de equipos tecnológicos en salas con procesos húmedos, se debe utilizar un cable separado con una sección transversal igual a fase uno, colocado por la placa de circuito o blindaje al que está conectado este receptor eléctrico, y en las líneas que alimentan el equipo médico, desde la ASU o el tablero de distribución principal del edificio. Este cable está conectado al cable neutro de la red de suministro. Está prohibido el uso de un cable neutro que funcione para este fin.

Resulta ser una paradoja normativa. Uno de los resultados visibles a nivel doméstico fue la finalización de lavadoras automáticas Vyatka con una bobina de alambre de aluminio de un solo núcleo con el requisito de realizar una conexión a tierra (por manos de un especialista certificado).

Y un momento más interesante: 1.7.39. En instalaciones eléctricas de hasta 1 kV con neutro sólidamente puesto a tierra o salida sólidamente puesta a tierra de una fuente de corriente monofásica, así como con punto medio sólidamente puesto a tierra en redes de CC de tres hilos, se debe realizar un reinicio. No se permiten las instalaciones eléctricas de puesta a tierra de las carcasas de los receptores eléctricos sin su puesta a tierra.

En la práctica, esto significa, si desea "conectar a tierra", primero "cero". Por cierto, esto está directamente relacionado con la famosa cuestión de la "carga de la batería", que, por una razón completamente incomprensible, se considera erróneamente mejor que la conexión a tierra (tierra).

Parámetros de puesta a tierra

El siguiente aspecto a considerar son los parámetros numéricos de puesta a tierra. Dado que físicamente no es más que un cable (o conjunto de cables), su principal característica será la resistencia.

1.7.62. La resistencia del dispositivo de puesta a tierra, kA la que se conectan los neutros de los generadores o transformadores o las salidas de una fuente de corriente monofásica, en cualquier época del año no debe ser superior a 2, 4 y 8 ohmios respectivamente a una tensión de línea de 660, 380 y 220 V en fuente de corriente trifásica o 380, 220 y 127 V de fuente de corriente monofásica. Esta resistencia debe ser asegurada teniendo en cuenta el uso de electrodos naturales puestos a tierra, así como electrodos puestos a tierra para puesta a tierra múltiple del conductor neutro de líneas aéreas hasta 1 kV con número de líneas de salida al menos dos. En este caso, la resistencia del electrodo de puesta a tierra ubicado en las proximidades del neutro del generador o transformador o de la salida de la fuente de corriente monofásica no debe ser superior a: 15, 30 y 60 Ohm, respectivamente, en las tensiones de línea. de 660, 380 y 220 V en la fuente de corriente trifásica o fuente de corriente monofásica de 380, 220 y 127 V.

Para un voltaje más bajo, una resistencia más alta es aceptable. Esto es completamente comprensible: el primer propósito de la conexión a tierra es garantizar la seguridad de una persona en el caso clásico de una "fase" que golpea el cuerpo de una instalación eléctrica. Cuanto menor sea la resistencia, menor será el potencial "en el cuerpo" en caso de accidente. Por lo tanto, el primer paso es reducir el peligro de voltajes más altos.

Además, cabe señalar que la puesta a tierra también se utiliza para el funcionamiento normal de los fusibles. Para ello, es necesario que la línea de ruptura «por si acaso» haya cambiado significativamente de propiedades (en primer lugar, la resistencia), de lo contrario no se producirá la activación.Cuanto mayor sea la potencia de la instalación eléctrica (y la tensión consumida), menor será su resistencia de trabajo y, en consecuencia, la resistencia de puesta a tierra debe ser menor (de lo contrario, los fusibles no funcionarán debido a un ligero cambio en la resistencia total del circuito). ).

El siguiente parámetro estandarizado es la sección transversal de los cables.

1.7.76. Los conductores de protección neutros y de puesta a tierra en instalaciones eléctricas de hasta 1 kV deben tener dimensiones no inferiores a las especificadas en la tabla. 1.7.1 (ver también 1.7.96 y 1.7.104).

No es recomendable dar la tabla completa, un extracto es suficiente:

Para cobre desnudo, la sección transversal mínima es de 4 mm2, para aluminio: 6 mm2 Para aislamiento de 1,5 mm2 y 2,5 mm2, respectivamente Si los cables de puesta a tierra entran en el mismo cable que los cables de alimentación, su sección transversal puede ser de 1 mm2 para cobre y de 2,5 mm2 para aluminio.

Puesta a tierra en un edificio residencial

En una situación "doméstica" normal, los usuarios de la red eléctrica (es decir, los residentes) solo tratan con la red grupal (7.1.12 PUE. Red grupal: una red de paneles y puntos de distribución de lámparas, enchufes y otros receptores eléctricos). Aunque en las casas antiguas, donde los paneles se instalan directamente en los apartamentos, tienen que lidiar con parte de la red de distribución (7.1.11 PUE. Red de distribución: red desde VU, VRU, tablero principal hasta puntos de distribución y paneles). Es deseable entender bien esto, porque a menudo "cero" y "tierra" difieren solo en el lugar de conexión a las comunicaciones principales.

A partir de esto, se formula la primera regla de fundamento en PUE:

7.1.36.En todos los edificios, las líneas de la red de grupo, tendidas desde los blindajes de grupo, piso y apartamento hasta las lámparas de la radiación general, los enchufes y los receptores eléctricos estacionarios, deben ser de tres hilos (fase - L, cero de trabajo - N y cero de protección - PE alambres). No está permitido combinar conductores neutros de trabajo y de protección neutros de líneas de diferentes grupos. No está permitido conectar cero conductores de trabajo y cero protectores de pantallas debajo de un terminal común.

Estos.3 (tres) cables deben tenderse desde el piso, apartamento o panel de grupo, uno de los cuales es un cero protector (sin conexión a tierra). Lo que, sin embargo, no impide en absoluto que se utilice para poner a tierra una computadora, un blindaje de cable o una "cola" de protección contra rayos. Todo parece sencillo, y no está del todo claro por qué ahondar en tales dificultades.

Puedes mirar el contacto de tu casa... Y hay un 80% de posibilidades de que no veas el tercer contacto allí. ¿Cuál es la diferencia entre los conductores neutros de trabajo y de protección neutros? En el panel de control, están conectados en el mismo bus (aunque no en el mismo punto). ¿Qué sucedería si usara un cero funcional en esta situación como respaldo?

Supongamos que un electricista descuidado efase y cero fusión en la válvula, esto es difícil. Aunque los usuarios tienen miedo constantemente a esto, no es posible cometer un error en ningún estado (aunque hay casos únicos). Sin embargo, el "neutro de trabajo" pasa a través de múltiples interruptores, probablemente a través de varias cajas de distribución (generalmente pequeñas, redondas, montadas en la pared cerca del techo).

Es mucho más fácil confundir la fase con cero allí (él mismo lo hizo más de una vez).Como resultado, habrá 220 voltios en caso de que el dispositivo esté "conectado a tierra" incorrectamente. O incluso más simple: un contacto se quemará en algún lugar del circuito, y casi el mismo 220 irá a la caja a través de la carga del consumidor eléctrico (si se trata de una estufa eléctrica con una potencia de 2-3 kW, esto no lo hará). parece suficiente).

Para la función de proteger a una persona, francamente, esta situación es inútil. Pero para conectar la protección contra rayos a tierra del tipo APC no es fatal porque hay una desconexión de alto voltaje. Sería inequívocamente incorrecto recomendar tal método desde una perspectiva de seguridad. Aunque hay que reconocer que esta regla se incumple muy a menudo (y normalmente sin consecuencias adversas).

Cabe señalar que las capacidades de protección contra rayos del cero de trabajo y protección son aproximadamente iguales. La resistencia (al bus de conexión) difiere ligeramente, y este es probablemente el principal factor que afecta el flujo de captaciones atmosféricas.

Del texto adicional del PUE, se puede notar que, literalmente, todo en la casa debe estar conectado al cable de protección cero:

7.1.68. En todos los locales, es necesario conectar las partes conductoras abiertas de las lámparas para iluminación general y los receptores eléctricos estacionarios (estufas eléctricas, calderas, acondicionadores de aire domésticos, toallas eléctricas, etc.) al conductor de protección neutro.

En general, es más fácil imaginar la siguiente ilustración:

Arroz. 2. Diagrama de puesta a tierra

La imagen es bastante inusual (lo haré para la vida cotidiana). Literalmente, todo en la casa debe estar conectado a tierra a un bus dedicado.Por lo tanto, puede surgir la pregunta: después de todo, ¿vivimos sin él durante decenas de años y todos están vivos y bien (y gracias a Dios)? ¿Por qué cambiar todo tan en serio? La respuesta es sencilla: cada vez hay más consumidores de electricidad y son más potentes. En consecuencia, los riesgos de derrota también aumentan.

Pero la dependencia de seguridad y coste es un valor estadístico, y nadie anula el ahorro. Por lo tanto, no vale la pena colocar a ciegas alrededor del perímetro del apartamento con una tira de cobre con una sección decente (en lugar de un zócalo), colocando todo sobre él, hasta las patas de metal de la silla. Porque no debes caminar con un abrigo de piel en el verano, sino usar constantemente un casco de motocicleta. Esto ya es una cuestión de adecuación.

También vale la pena atribuir la excavación independiente de trincheras bajo el contorno protector en el área de un enfoque no científico (en una casa de la ciudad, esto ciertamente no traerá más que problemas). Y para aquellos que todavía quieren experimentar todos los placeres de la vida, en el primer capítulo de PUE hay estándares para la producción de esta estructura fundamental (en el sentido absolutamente literal de la palabra).

Resumiendo lo anterior, se pueden extraer las siguientes conclusiones prácticas:

• Si la red del grupo está hecha con tres cables, se puede usar un neutro de protección para la puesta a tierra/neutralización. En realidad fue inventado para esto.
• Si la red del grupo está hecha con dos cables, se recomienda tender un cable neutro protegido desde el blindaje más cercano. La sección transversal del cable debe ser mayor que la fase (más precisamente, puede consultar el PUE).