FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LA PUESTA A TIERRA

En Rusia, el documento principal que rige los requisitos para la conexión a tierra y su disposición son las REGLAS PARA EL DISPOSITIVO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS (PUE). Por el momento, las REGLAS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS, séptima edición, son relevantes. Aprobado por la Orden del Ministerio de Energía de Rusia de fecha 08.07.2002 No. 204.

La cláusula 1.7.28 de la edición PUE, 7 establece:

La puesta a tierra es la conexión eléctrica deliberada de cualquier punto de la red, instalación eléctrica o equipo con un dispositivo de puesta a tierra.

El dispositivo de puesta a tierra (puesta a tierra) puede ser un electrodo vertical (por ejemplo, de puesta a tierra modular) sumergido en el suelo a una cierta profundidad (según el valor de resistencia requerido), o puede ser un conjunto de electrodos de puesta a tierra verticales y horizontales

Seccionador de puesta a tierra : una parte conductora o un conjunto de partes conductoras interconectadas que están en contacto eléctrico con el suelo. O en palabras simples, una parte del dispositivo de conexión a tierra ubicado en el suelo, pueden ser esquinas de acero, conexión a tierra modular en forma de varillas de acero recubiertas de cobre, tuberías de calefacción, revestimiento de pozos.

El seccionador de puesta a tierra puede ser una simple varilla metálica (de acero o revestida de cobre) y / o un conjunto de esquinas de acero martillado en forma de una figura geométrica específica (triángulo, cuadrado, línea, etc.)

Los seccionadores de tierra se dividen en artificiales y naturales.

Los seccionadores de puesta a tierra artificiales son seccionadores de puesta a tierra fabricados específicamente con el propósito de ser puestos a tierra por personas.

Los conductores de puesta a tierra naturales son objetos metálicos en contacto con el suelo que se pueden utilizar con fines de puesta a tierra: tuberías de agua, revestimiento de pozos, etc. El uso de conductores de puesta a tierra naturales también está regulado por las Reglas para la Operación de Instalaciones Eléctricas (PUE ed. 7).

Conductor de puesta a tierra : un conductor que conecta la pieza que se va a poner a tierra al conductor de puesta a tierra. Estos pueden ser placas de acero, placas de acero galvanizado, cables de cobre con una sección transversal de acuerdo con los documentos reglamentarios.

A continuación se muestran los párrafos de la edición 7 de PUE que normalizan el tamaño del área de la sección transversal de los conductores de protección en función del área de la sección transversal de los conductores de fase y algunas características:

La calidad de la conexión a tierra está determinada por el valor de la resistencia a la propagación de la corriente eléctrica. Cuanto menor sea la resistencia del dispositivo de puesta a tierra, mejor será la calidad. La resistencia del cargador se puede reducir aumentando la profundidad y / o el número de electrodos en el dispositivo de puesta a tierra, aumentando así el área de propagación de corriente, y también es posible reducir la resistencia del cargador aumentando la concentración de sales en la tierra. El valor de resistencia requerido en un caso particular está estandarizado por los requisitos del PUE o por los fabricantes de equipos que requieren conexión a tierra durante la operación.

VARIEDADES DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

GOST R 50571.2-94 “Instalaciones eléctricas de edificios. Parte 3. Características principales “regula los siguientes sistemas de puesta a tierra: TN – C , TN – S , TN – C – S , TT , IT .

En este material, consideraremos los sistemas TN y TT , como los más comunes en la práctica en nuestro país. El sistema de TI , en el que el neutro de la fuente de alimentación está aislado de tierra o conectado a tierra a través de dispositivos o dispositivos con alta resistencia, se utiliza, por regla general, en instalaciones eléctricas de edificios y estructuras para fines especiales.

Sistema TN – un sistema en el que el neutro de la fuente de alimentación está sólidamente conectado a tierra, y las partes conductoras expuestas de la instalación eléctrica están conectadas al neutro sólidamente conectado a tierra de la fuente por medio de conductores de protección neutrales. Esos. Todos los tipos de sistemas de puesta a tierra con marcado TN implican que el neutro está conectado al dispositivo de puesta a tierra en la subestación, por lo tanto, en el neutro (saliendo de la fuente) las funciones del neutro en funcionamiento y el conductor de protección neutro (designado como PEN ) están conectadas. .

Además, el sistema TN se puede dividir en función de cómo el conductor de trabajo cero ( N ) y el conductor de protección cero ( PE ) se entregan al consumidor en los subsistemas: TN – C , TN – S , TN – C – S ;

Sistema TN – C – Sistema TN , donde la tierra de protección (PE) y el neutro ( N ) se combinan en un solo conductor en toda su longitud. En términos simples, esto significa que en el caso de una conexión trifásica, el consumidor recibe un cable de 4 hilos (3 fases y cero) y un cable de 2 hilos en el caso de una conexión monofásica cero). La principal y peligrosa desventaja del sistema es que, en caso de rotura por cero, puede aparecer una tensión de línea en los envolventes de las instalaciones eléctricas. Todavía se puede encontrar en nuestro país.

Sistema TN – S (sustituye al sistema TN – C en 1930) – sistema TN , en el que los conductores de tierra de protección (PE) y neutro ( N ) están separados en toda su longitud. En términos simples, esto significa que en el caso de una conexión trifásica, un cable de 5 hilos llega al consumidor desde la subestación (3 fases, cero y “tierra”), en el caso de una conexión monofásica, un cable de 3 hilos (fase, cero, “tierra”) – conductor de trabajo neutro ( N ) y conductor de protección neutro ( PE ) se dividieron en subestaciones, y la conexión a tierra en la subestación es una estructura compleja de accesorios metálicos. Con tal sistema, una ruptura en el cerro de trabajo no conduce a la aparición de un voltaje de línea en los gabinetes de las instalaciones eléctricas.

Sistema TN – C – S (se puede llamar un sistema de caja especial TN – S ) – la estación del transformador está conectada directamente con partes conductoras a tierra y neutro conectado a tierra de manera segura, línea (sección de la subestación al cliente) también a alguna porción de los conductores neutro ( N ) y de protección ( PE ) se combinan en el conductor PEN , y a partir de algún punto se dividen en N (conductor de trabajo neutro) y PE (conductor de protección). Por ejemplo: en el tramo de la subestación a la entrada al edificio del consumidor, una combinación de trabajo cero ( N ) y protección (PE ) denotado PEN , es decir, se utiliza el sistema TN – C , y al entrar en el edificio, el PEN se divide en un conductor neutro de trabajo ( N ) y un conductor de protección ( PE ) a lo largo del edificio hasta el cuadro de distribución. ya un conductor-fase, conductor – “limpio” Cero y vivido – tierra “limpia”, es decir Sistema TN – el S . Probablemente debido a dicha transformación se volvió TN – C – S . Hay casos en los que la separación ocurre en el dispositivo de distribución de entrada (ASU) dentro del edificio.

En el caso de organizar TN – C – S para una casa privada, es necesario dividir PEN en N y PE en el tablero de medición (antes de ingresar a la casa, por regla general, estos tableros se ubican en postes si hay un techo línea o parece en el suelo cerca del sitio, en caso de que haya una línea en el suelo) al medidor y al autómata de entrada, y la separación del PEN debe ocurrir sin romper este conductor usando una abrazadera perforada, o use un H -bus en forma para separar PEN en N y PE con conexiones de conductor atornilladas confiables (en este caso, habrá ruptura PEN , pero con tal conexión, la brecha es admisible)

De acuerdo con PUE 7, el sistema TN – C – S es el sistema principal y recomendado. Al organizar el sistema TN-CS, los PUE requieren el cumplimiento de una serie de medidas para evitar la destrucción del PEN, así como volver a conectar a tierra el PEN de la línea aérea a lo largo de los postes a una cierta distancia (de 40 a 200 metros, dependiendo del número de horas de tormenta por año en un área determinada).

Ventajas: la capacidad de detectar una fase de cortocircuito en la caja del equipo con dispositivos automáticos simples y es prácticamente ignífugo.

Desventajas: si un cero en la línea se daña antes de la separación, surge una situación en la que las cajas de los equipos conectados a tierra están bajo voltaje de fase, lo que representa un peligro para los humanos y ninguna automatización puede romper el circuito, ya que PE después de la separación, omite todos los disyuntores. Dentro de la habitación, esto se resuelve mediante el sistema de ecualización de potencial (PFC): todas las partes metálicas del objeto están conectadas al bus de conexión a tierra principal (GZSH), al que también se conecta un conductor del dispositivo de conexión a tierra local. Como resultado, si ocurre una ruptura por cero en la línea y todas las cajas de equipos conectados a tierra en la casa están bajo voltaje de fase, entonces todas las partes metálicas de la casa estarán bajo el mismo voltaje, por lo tanto, no habrá diferencia de potencial entre ellas incluso cuando una persona toca las partes metálicas de la casa y los equipos de las cajas con conexión a tierra, dispositivos bajo voltaje (debido a un accidente en la línea), no habrá descarga eléctrica.

En el caso de que no sea posible cumplir con las condiciones para organizar el sistema TN :C – S indicado arriba, PUE recomienda el sistema de puesta a tierra TT .

·          Sistema TT : un sistema con una subestación transformadora, que tiene una conexión directa entre las partes vivas y la tierra. Todas las partes conductoras abiertas de la instalación eléctrica del consumidor tienen una conexión directa a tierra a través de un electrodo de tierra, independiente del electrodo de tierra neutro de la subestación transformadora. Esos. El consumidor recibe, por ejemplo, el sistema TN – C ( se combinan cero trabajo ( N ) y cero protección (PE)), y la instalación eléctrica del consumidor tiene su propia puesta a tierra independiente (no conectada a PEN ).

Sistema de puesta a tierra TT

Ventajas : la destrucción cero no afecta el PE de ninguna manera , es decir si se destruye cero en la línea de voltaje de línea, no estará en los bastidores del equipo con conexión a tierra;

Desventajas: la principal desventaja del sistema TT es la incapacidad de una máquina convencional para rastrear la fase de cortocircuito hasta la caja del equipo.

PUE recomienda el sistema de puesta a tierra TT sólo como “adicional”, sólo con la condición de que no es posible cumplir con las condiciones para la organización de la TN – C – S sistema .

Sin embargo, en las zonas rurales, los sistemas de puesta a tierra TT son bastante comunes debido a la mala calidad de la mayoría de las líneas aéreas. Si un par de cables sin aislamiento llega a una casa privada desde un poste, este es solo un caso y no será posible hacer el correcto que cumpla con todos los requisitos del PUE TN – C – S.

UN REQUISITO IMPORTANTE PARA LA ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA TT ES EL USO OBLIGATORIO DE RCD. Como regla general, se instala un RCD introductorio con una corriente de fuga de 300-100 mA para rastrear un cortocircuito entre la fase y PE (esto es necesario para evitar un incendio en el escudo y, posteriormente, en la casa), y luego para cada circuito específico de la casa con una fuga de 30-10 mA (para proteger a las personas de descargas eléctricas.