Els dispositius elèctrics en funcionament han d’estar connectats a terra. Segons la finalitat, pot ser útil o protectora. La primera és per al correcte funcionament dels dispositius i la segona és per a la protecció de les persones. El principi de funcionament d'un i del segon és diferent.
- Els principals objectius i objectius de la base
- Principi de posada a terra de protecció
- Protecció contra llamps
- Protecció contra sobretensions
- Protegir les persones
- La diferència entre la posada a terra i la protecció
- Requisits de posada a terra de protecció
- Posada a terra de la llar
- Funcionament a terra en cas d’avaries elèctriques
- Com es calculen els paràmetres dels principals elements de terra
- Instal·lació d’interruptors de terra
Els principals objectius i objectius de la base
El sòl és capaç de neutralitzar el corrent elèctric, ja que el grau de la seva tensió és nul. La resistència és l'indicador principal d'un dispositiu de connexió a terra, pel qual es pot jutjar la seva qualitat i la seva capacitat per complir el seu propòsit. La resistivitat depèn de la composició del sòl, de la presència de productes químics al seu interior: àcids o alcalins, humitat, soltesa. Segons la composició del sòl, pot ser necessari utilitzar un kit de connexió a terra especial o substituir completament el sòl per al correcte funcionament dels dispositius de connexió a terra.
La posada a terra és la connexió de qualsevol dispositiu, instal·lació elèctrica o part de la xarxa a un dispositiu de posada a terra. És un elèctrode de terra i conductors de terra a través dels quals el corrent flueix al terra i es neutralitza.
Hi pot haver diversos interruptors de terra. En un esquema distribuït, es troben al llarg del perímetre de l'objecte, la xarxa elèctrica de la qual s'ha de protegir. La part conductora (interruptors de terra) solen ser de metall. Se'ls subministren elèctrodes de terra que tenen un contacte directe amb el sòl.
El dispositiu de connexió a terra es munta al llarg del bucle. Un bucle de terra és una sèrie de conductors d’elèctrodes que s’accionen cap a terra. La seva longitud és de 3 metres, es troben a poca distància l’un de l’altre. Com a connexió s’utilitza una tira metàl·lica horitzontal que es col·loca al sòl a poca profunditat, fins a 1 metre. La connexió als elèctrodes es realitza mitjançant soldadura convencional. En els kits de connexió a terra especials, les parts de l’equip estan connectades mitjançant un fil que no afecta de cap manera les propietats de treball.
La connexió a terra és necessària en els casos següents:
- Protecció dels equips contra l’acumulació d’electricitat estàtica. Processos naturals com els llamps poden afectar el corrent que circula en un circuit, causant danys als equips. Els elèctrodes instal·lats a terra eliminen l’excés de corrent.
- Protecció de la xarxa contra curtcircuits.
- Protecció contra sobretensions.
Un exemple de terra de treball és un parallamps que està connectat als elèctrodes. Especialment important en generadors, transformadors.
Principi de posada a terra de protecció
La connexió a terra de protecció és un conjunt de mesures destinades a protegir els equips i les persones que hi treballen. S'utilitza per eliminar les interferències electromagnètiques derivades d'un dispositiu proper, així com per neutralitzar les interferències quan es commuta el circuit d'alimentació.
Protecció contra llamps
L’ambient aeri és una secció amb alta resistència, però la descàrrega té una potència que supera aquesta resistència, per tant, la travessa.En el seu camí des de l’atmosfera superior cap al terra, els llamps seleccionen zones amb menys resistència: zones humides, parets, arbres i gotes d’aigua. Això explica el fet que les descàrregues sovint caiguin a l’arbre: té menys resistència que l’aire que l’envolta. Quan entra a un edifici, el corrent també passa per les zones amb menys resistència: es tracta de canonades metàl·liques, aparells elèctrics o les seves parts metàl·liques, parets humides. Si el dispositiu no està connectat a terra, tocar-lo mentre es carrega pot ser fatal.
Quan s’instal·la un parallamps al terrat, la càrrega hi entra i després es mou cap al terra i es neutralitza. És important que els corrents no es propaguen a l’objecte, per tant, els materials que s’utilitzen per organitzar la posada a terra tenen una resistència baixa. Segons les normes, no ha de superar els 4 ohms. El parallamps en si mateix han d’estar connectats als elèctrodes del terra.
Protecció contra sobretensions
Els equips electrònics són sensibles a les sobretensions o a les potents instal·lacions elèctriques que funcionen al seu radi. Un raig sobtat als voltants pot danyar l’electrònica.
Com a exemple: durant una tempesta, es pot produir una sobrecàrrega al cable de coure que connecta les cases i per on circula el corrent. La càrrega, a mesura que augmenta la seva mida, pot destruir el cable. En aquest cas, s’instal·la un SPD a la línia elèctrica: un dispositiu de protecció contra sobretensió d’impulsos perquè l’excés de càrrega s’alliberi a terra.
Protegir les persones
Casos d’instruments, tots els elements metàl·lics són capaços de conduir el corrent. Si toqueu un electrodomèstic sense connexió a terra que hagi acumulat electricitat estàtica, és possible que rebeu xocs greus. Això afectarà principalment el sistema cardiovascular i el sistema nerviós. Sabates de goma, guants de goma i una habitació absolutament seca ajuden a reduir l’impacte, però poques vegades la gent camina al voltant d’un apartament o oficina amb botes de goma. Si connecteu el tercer cable al cos dels dispositius i, a continuació, connecteu-lo als elèctrodes, podeu eliminar l'excés de corrent a terra.
Als edificis privats i d’apartaments antics no es van dur a terme mesures de connexió a terra, per tant, tots els aparells elèctrics representen un perill potencial per a les persones.
Els dispositius de fabricació pròpia poden tenir aquest aspecte: es connecta un cable al cos del dispositiu, que es treu al carrer i es connecta a un producte metàl·lic conduït a terra (canonada, cantonada, galleda, accessoris). Aquests productes són bons conductors del corrent, a diferència del cos humà, de manera que el corrent selecciona el metall i entra al terra.
La diferència entre la posada a terra i la protecció
En l’esquema de connexió a terra funcional (de treball), totes les estructures que transporten corrent estan connectades a elèctrodes instal·lats a terra. Per al correcte funcionament de la connexió a terra de treball, també s’utilitzen fusibles que prenen la tensió i fallen.
Es proporciona una connexió a terra funcional si les instruccions i requisits del fabricant s’adjunten als dispositius que protegeixen el dispositiu.
S’imposen més requisits a un dispositiu de terra de protecció, ja que té tasques més importants: salvar la vida de les persones.
| Finalitat del dispositiu de connexió a terra | Propòsit de la posada a terra de protecció |
| Gran potència de l’instrument | Aparells trifàsics de menys d’1 kW |
| Equips electrònics sensibles | Dispositius monofàsics i bifàsics que no estan en contacte amb el terra |
| Aparells mèdics | Equips amb una potència superior a 1 kW |
| Tecnologia electrònica, que és el portador d'informació important | En circuits amb fusibles i un conductor de protecció neutre |
La connexió a terra més fiable es proporciona al circuit elèctric de la casa. Els cables que s’adaptin a cada sortida han de ser de tres fils. El tercer conductor està connectat a terra i condueix electricitat estàtica i també impedeix l’entrada de curtcircuits i llamps a l’edifici.
Requisits de posada a terra de protecció
Matisos que afecten la funcionalitat:
- Resistència del sòl per les seves característiques físiques i químiques. L’argila humida, les estelles de grafit, la torba, les maresmes salades o l’aigua de mar condueixen millor el corrent. Pitjor: sorra seca o roques dures: granit, pedra triturada, quars, asfalt, formigó.
- Zona de contacte de l’elèctrode de terra amb el sòl. Com més gran sigui la zona, més condicions favorables es creen per al flux de corrent, més ràpid passa. Podeu augmentar la superfície instal·lant més elèctrodes al llarg del contorn de l’edifici. En aquest cas, s’uneixen amb una placa d’acer en una sola unitat. Si augmenteu la mida d’un elèctrode, també augmentarà la superfície total. La instal·lació d’un contorn metàl·lic vertical ajuda a augmentar la superfície si les capes inferiors del sòl tenen més resistència que les superficials.
Com que és difícil aconseguir una resistència ideal del sòl, els dispositius es dissenyen en funció de les seves característiques. Cada instal·lació elèctrica té els seus propis estàndards per a la resistència dels dispositius de terra. Per exemple, per a una subestació elèctrica amb una tensió superior a 100 kW, la resistència no ha de ser superior a 0,5 Ohm, i per a una xarxa domèstica amb un sistema TT, així com l’ús d’aturada automàtica, de fins a 500 Ohm.
Els interruptors de terra metàl·lics no s’han de cobrir amb pintures i vernissos. De vegades, una part subterrània d’un edifici amb estructures metàl·liques s’utilitza com a dispositiu de terra: formigó conductor elèctric amb reforç a l’interior. No es poden utilitzar canonades metàl·liques de gas per resoldre el problema de connexió a terra.
Segons les Normes per a la instal·lació d’instal·lacions elèctriques, la posada a terra està subjecta a:
- Xarxes amb tensions superiors a 380 V.
- Instal·lacions extremadament perilloses i exteriors.
Parts de l’equip a connectar i posar a terra:
- Tancaments per a equips elèctrics.
- Bobinatge secundari del transformador.
- Accionaments de dispositius elèctrics.
- Taulers de distribució, marcs d’armaris.
- Equips estructures metàl·liques.
- Funda de cable de ferro.
Si la tensió no supera els 42 VCA o els 110 V CC, no es necessita connexió a terra.
Posada a terra de la llar
La majoria dels accidents a l’entorn domèstic s’associen a tocar l’aparell, que té danys a l’aïllament. El cos humà en aquest cas és un conductor actual. Fogons elèctrics, rentadores i rentavaixelles, radiadors de calefacció, forns de microones, calderes, ordinadors, rentaplats: tot això és una estructura metàl·lica que condueix bé l’electricitat i pot ser perjudicial per a la salut sense connexions a terra.
Un curtcircuit és un contacte entre els cables de fase i neutre de la xarxa, que condueix al funcionament de la protecció d'emergència i la desconnexió del dispositiu de la font d'alimentació. Molt sovint no es produeix un curtcircuit, sinó una fuita de corrent que s’acumula a la carcassa de l’equipament domèstic. Si ho feu, podeu provocar descàrregues elèctriques.
Per seguretat humana, cal instal·lar endolls amb contactes de terra. Cal connectar un cable de tres fils a la presa de corrent. Amb un sistema de dos i tres fils, la connexió a terra s’equipa de diferents maneres: des d’una caixa de connexions o un quadre elèctric.
Les canonades de gas, aigua o calefacció urbana no es poden utilitzar com a elèctrode de terra.
Funcionament a terra en cas d’avaries elèctriques
A la segona opció, pot ser que les fuites actuals no siguin significatives, el dispositiu de protecció de l’equip no reaccionarà a la tensió i no l’apagarà. La persona pot rebre un cop lleu.
Si la carcassa no està connectada a terra, però el RCD està instal·lat, trencarà en 0,02 segons després que una persona toqui la carcassa del dispositiu. Aquest temps no és suficient per perjudicar la salut.
El circuit més eficaç des del punt de vista de la seguretat és la presència de connexió a terra i un RCD. En cas de fuites de corrent i la seva transició cap a terra, el RCD reacciona i apaga el dispositiu.
Com es calculen els paràmetres dels principals elements de terra
- resistència del sòl en aquesta zona;
- longitud, gruix, diàmetre dels elèctrodes, així com el seu nombre.
A la pràctica, en tots els casos hi ha discrepàncies amb el pla de treball previst, ja que s’ha d’analitzar amb més precisió l’indicador del sòl. És gairebé impossible fer-ho: en 100 metres quadrats, cal perforar prop de 100 mines de fins a 10 m de profunditat per avaluar les capes del sòl, la seva composició i la inclusió d’elements: argila, pedra calcària, sorra i altres components.
La instal·lació de dispositius de connexió a terra es realitza segons el principi principal de connexió a terra: la presència d’un factor de seguretat, amb valors mitjans dels paràmetres. Com més baixa sigui la resistència obtinguda, millor serà per a tots els electrodomèstics i persones.
Instal·lació d’interruptors de terra
Els elèctrodes verticals realitzen les seves funcions de manera més eficient, ja que es poden instal·lar a majors profunditats. Quan s’estableix horitzontalment a poca profunditat, la resistència augmenta, sobretot a l’hivern, quan les capes superiors del sòl es congelen.
Per als elèctrodes s’utilitzen pins que tenen una longitud superior a 1 metre (normalment 1,5 m). És fàcil martellar aquestes estructures al terra mitjançant un martell convencional; la connexió es realitza en un pla horitzontal amb una profunditat mínima de 0,5 m.
