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Seguridad eléctrica: puesta a tierra

flow fault current without earthing system

El proceso de transferir una energía eléctrica involuntaria directamente a la tierra a través de un cable de baja resistencia se denomina conexión a tierra eléctrica. Se refiere a la conexión de una parte no portadora de corriente del equipo o neutro del sistema de alimentación a tierra, lo que representa el potencial cero. La corriente de fuga elige el camino simple de baja resistencia para fluir. Por lo tanto, el sistema eléctrico y el equipo están protegidos contra daños.

Tipos de puesta a tierra eléctrica

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

Conexión a tierra neutra

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

Puesta a tierra del equipo

Cuando el marco metálico del equipo está conectado a tierra con la ayuda de un cable conductor, se denomina Conexión a tierra del equipo. En condición de falla en el aparato, la corriente de falla fluye a tierra y el sistema está protegido.

Necesidad de puesta a tierra

La conexión a tierra es necesaria por las siguientes razones:

  • Para proteger al usuario de descargas eléctricas.

  • El sistema de puesta a tierra muestra la ruta más fácil hacia la corriente de falla incluso después de la falla del aislamiento.

  • Protege el aparato eléctrico utilizado en el circuito de la corriente de cortocircuito, sobretensiones de alto voltaje y descargas de rayos.

Explicación

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

Condicion normal

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

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

Flujo de corriente de falla sin sistema de puesta a tierra

Condición de falla

En una condición de falla, la corriente de falla fluye desde el equipo a tierra a través del sistema de puesta a tierra. Por lo tanto, el aparato está protegido contra cortocircuitos o fallas de corriente. En el momento de la falla, el voltaje del electrodo aumenta y es igual a la resistencia del electrodo y la falla a tierra.

La siguiente figura muestra el flujo de corriente de falla con un sistema de puesta a tierra

Condición de falla

Medición de resistencia de tierra

La resistencia a tierra de un electrodo se mide mediante el método de caída de potencial. La configuración total se muestra en la figura que se muestra a continuación, donde:

  • E es el electrodo de tierra bajo prueba

  • P & 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 la configuración para medir la resistencia de tierra:

Resistencia de tierra

No hay un efecto apreciable sobre la resistencia de E, si C está a una distancia adecuada de E. Como la corriente en el electrodo P es muy pequeña, el electrodo también tiene un efecto insignificante sobre la resistencia. Ahora, variando la distancia del electrodo P de E, se mide la resistencia.

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

Curva de resistencia

En la figura, la parte de la curva está marcada como R de E, que es una pendiente casi horizontal en la curva. La pendiente ascendente indica el efecto de la resistencia de C. Para la calibración del probador de tierra de medición de campo, la relación se usa directamente.

La reducción de riesgos

El sistema de puesta a tierra debe seguir las reglas y regulaciones para la reducción del riesgo de acuerdo con las siguientes normas.

  • Normas indias: IS 3043 – Código de prácticas para la puesta a tierra (más reciente)

  • Código Nacional de Electricidad (NEC): 1985 de BIS

  • Guía IEEE para la seguridad en la conexión a tierra de subestaciones de CA N. ° Norma ANSI / IEEE, 80-1986.

  • Es necesaria una inspección y un estudio de campo adecuados antes de la instalación. Se debe seguir un diagrama de flujo para los diferentes pasos: Inspección y estudio – Diseño – Prueba – Instalación – Mantenimiento – Preparación del informe.

  • La resistencia del electrodo, la resistividad del suelo se mide periódicamente y se debe realizar una prueba de megóhmetro.

  • No utilice alambre de cobre o aluminio como sustituto, pintura, esmalte y grasa en el electrodo. 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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