Instalación del bucle de tierra: principio de funcionamiento y cálculo.

La conexión a tierra en bucle se instala para proteger los edificios de los incendios y las personas de las descargas eléctricas. Al realizar el trabajo, es necesario cumplir con los requisitos del PUE, calcular correctamente, montar el circuito y verificar el nivel de su resistencia.

El dispositivo y el principio de funcionamiento de la puesta a tierra.

En locales residenciales, a menudo se instala un sistema TN, cuyo neutro está sólidamente conectado a tierra. El cable de tierra conecta todos los consumidores eléctricos al circuito de protección. Este último tiene una resistencia baja y la corriente siempre fluye en el circuito donde la resistencia es menor. En comparación con un dispositivo de conexión a tierra, el cuerpo humano se distingue por una alta resistencia, por lo tanto, el circuito le permite resolver las tareas que se le asignan.

La puesta a tierra de contorno es un sistema en forma de triángulo equilátero, rectángulo o cuadrado, ensamblado a partir de electrodos de tierra verticales: varillas o esquinas de acero, que se conectan mediante soldadura en los puntos superiores con tiras de acero horizontales. Se conecta al equipo a conectar a tierra con un cable. El tipo de construcción más común es triangular.

El contorno exterior está enterrado en el suelo. El nivel de resistencia a la propagación de corrientes del dispositivo de protección difiere según el tipo de suelo, su estructura.

Los mejores indicadores se registran al instalar el circuito de tierra en suelos turbosos, arcillosos y arcillosos. En este último caso, siempre que el agua subterránea esté cerca de la superficie. Si el suelo está formado por densas inclusiones rocosas, el rendimiento se deteriora.

Puede montar el circuito usted mismo o utilizar un kit listo para usar.

Variedades de bucles de tierra.

Hay varios tipos de estructuras que se utilizan para la puesta a tierra.

Sistemas tradicionales de puesta a tierra

Un sistema de este tipo consta de un mínimo de elementos: dos electrodos verticales de refuerzo metálico y uno horizontal en forma de tira que conecta los dos anteriores. Las secciones y dimensiones de los elementos deben cumplir con las normas. Se recomienda instalar la puesta a tierra en el lado sombreado norte del sitio, en un lugar húmedo. Sin embargo, debido al hecho de que el circuito a menudo está hecho de acero y no se puede pintar con pintura, se corroe rápidamente. Además, la resistencia de dicho dispositivo está influenciada por la temperatura y el nivel de humedad del suelo, ya que el circuito se coloca en las capas superiores.

Sistemas de puesta a tierra profunda

Un sistema de este tipo se fabrica utilizando un método de clavija modular. En comparación con la versión anterior, difiere:

• larga vida útil;
• cálculos sencillos;
• no se ve afectado por la influencia del medio ambiente;
• falta de necesidad de mantenimiento;
• facilidad de instalación.

La medición de la resistencia de los equipos instalados debe ser realizada por especialistas.

El bucle de tierra exterior consta de electrodos verticales y elementos de conexión a tierra horizontales. Está hecho de cuatro tiras con un grosor de 40-50 mm y se instala a una distancia de al menos 1 m del edificio.La franja horizontal debe ubicarse a una profundidad de 50 a 70 cm de la superficie.

Cálculo del contorno de protección

Para realizar un cálculo preciso del bucle de tierra, debe tener en cuenta:

• la humedad del suelo;
• temperatura media en invierno y verano en la zona de instalación;
• resistencia del suelo y salinidad;
• sección transversal y longitud de conductores y electrodos de puesta a tierra;
• la distancia de la casa al contorno.

El cálculo se realiza de acuerdo con las fórmulas, este procedimiento es difícil para una persona que no tiene una educación en ingeniería. Sin embargo, incluso si se realizan los cálculos correctos, la resistencia real del bucle diferirá de la calculada debido a una gran cantidad de factores dinámicos que influyen.

De hecho, muchos tienen en cuenta solo la lejanía del contorno desde la base y luego ajustan la resistencia midiendo este indicador de la estructura ya montada.

Tamaños recomendados de seccionadores de puesta a tierra:

• tiras - ancho - 40-50 mm, grosor - 4-5 mm, al menos 2,5 m de longitud;
• esquinas - grosor del estante - 4-5 mm, ancho del estante 40-50 mm, al menos 2,5 m de largo;
• varillas (necesariamente lisas) - sección 16-20 mm, no menos de 2,5 m de largo;
• tubería: espesor de pared de 3,5 mm, diámetro no inferior a 32 mm, longitud: no menos de 2,5 m.

Se deben realizar cálculos precisos que tengan en cuenta todos los parámetros si es necesario conectar a tierra grandes edificios comerciales e industriales.

Objetos que requieren equipamiento con contorno.

Debe estar conectado a tierra sin falta:

• Salas donde operan máquinas, dispositivos y fuentes de luz con carcasas y carcasas metálicas;
• subestaciones transformadoras completas, así como edificios que albergan equipos eléctricos con carcasas de acero;
• devanado secundario del transformador de medida;
• Tuberías metálicas para cables, salas donde se ubican estructuras metálicas y cables al mismo tiempo, alambres.

No es necesario conectar a tierra dispositivos que estén instalados en equipos ya conectados a tierra, disyuntores en paneles eléctricos, dispositivos de medición eléctrica.

Diagramas de conexión

Los esquemas de conexión más comunes son triangulares cerrados y lineales. Un sistema cerrado es más estable en funcionamiento, porque incluso si uno de los seccionadores de puesta a tierra horizontales está dañado, seguirá cumpliendo su función. Lineal en este sentido pierde frente a un diseño cerrado. Deja de funcionar si el puente está dañado.

Además de los diseños lineales y triangulares, se pueden hacer protectores ovalados y rectangulares, pero estos son menos populares.

Bucle de tierra dentro de la instalación

El circuito de tierra se encuentra tanto en el exterior como en el interior de las instalaciones. Al crearlo en interiores, debe seguir las reglas:

• No utilice calefacción central, alcantarillado y tuberías similares, cables de transporte, fundas metálicas, cables blindados como conductores de protección cero.
• Los conductores neutros y de puesta a tierra se colocan de forma abierta, ya que deben ser accesibles para su inspección y están pintados con franjas amarillo verdosas.
• Los pasos a través de paredes y techos se realizan con tuberías ignífugas no metálicas.
• Los neumáticos de acero están pintados, las juntas soldadas se tratan con pintura al óleo.
• En habitaciones húmedas, los conductores se sueldan a los soportes.

Estas son las reglas básicas, pero hay otras que son relevantes a la hora de colocar el circuito interno en salas con un ambiente agresivo, en los talleres de empresas industriales.

Instalación del bucle de tierra

De acuerdo con el procedimiento clásico para instalar el bucle de tierra, primero se realiza el trabajo preparatorio, luego se instala el dispositivo directamente y se mide la resistencia.

Preparándose para la instalación

Para la instalación, debe preparar las herramientas:

• pala;
• amoladora o sierra para metales;
• inversor de soldadura;
• pegador;
• llaves para 8, 10;
• metros de corriente, voltaje, resistencia.

Materiales necesarios:

• Ángulos de acero resistente a la corrosión, 40 × 40 × 4/50 × 50 × 5 cm y una longitud de al menos 2,5 m. O varillas redondas de acero con un diámetro de 20 mm.
• Tres tiras de metal de 250 cm de largo, 40 a 60 mm de ancho y unos 5 mm de grosor. Cuanto mayor sea la distancia entre los electrodos, mejor será la propagación de las corrientes, ya que los campos electromagnéticos interactúan menos entre sí. Idealmente, la distancia entre los electrodos debería corresponder a su longitud o aumentar en múltiplos de este parámetro.
• Tira de acero inoxidable para conectar el circuito a la cimentación 40 × 4 o 50 × 5 mm o cable de alimentación.
• Pernos М8, М10.
• Conductor de cobre.

La ubicación para la instalación del circuito debe estar ubicada cerca de la base y el cuadro de distribución.

Montaje del dispositivo de protección

El primer paso es realizar zanjas de unos 80 cm de profundidad debajo del bucle de tierra y una tira que conecte el sistema a la cimentación. La configuración de las trincheras debe coincidir con la forma del bucle de tierra. En este caso, la puesta a tierra se realiza en forma de triángulo con lados de 2,5 m cada uno.

Las esquinas de metal deben afilarse para facilitar su entrada al suelo. Se introducen en el suelo, en lugar de cavar agujeros. Los electrodos deben penetrar firmemente en el suelo. Los puentes están soldados a los electrodos. Las costuras de soldadura se tratan con masilla bituminosa para protección contra la corrosión. El cable se conduce a través de la zanja hacia la casa, hasta la centralita. Para ello, mediante tornillos y tuercas, el cable empaquetado en el contacto final se fija al seccionador de tierra vertical. Para ello, utilice neumáticos de cobre (10 mm2), aluminio (16 mm2) o metal (75 mm2). El contorno se cubre primero con arena, luego con tierra.

Medición de la resistencia del dispositivo de protección.

Para comprobar el rendimiento del dispositivo, se recomienda medir su resistencia a la propagación de la corriente de acuerdo con todas las reglas. El trabajo se realiza mejor en invierno o verano cuando la resistencia del suelo es máxima. La norma de resistencia del circuito de protección se toma como indicadores de 15, 30, 60 Ohm o 2, 4 y 8 Ohm cuando se mide con electrodos de tierra natural y electrodos de tierra repetidos de líneas salientes para una red de 660-380, 380-220. o 220-127 V, respectivamente.

Comprobación de la resistencia de bucle

Para medir la conexión a tierra correctamente, se deben utilizar dispositivos de medición especiales - "MS-08" o "MS-416" y electrodos de prueba. La técnica es la siguiente:

1. Se coloca un electrodo de potencial entre el circuito y la casa a una distancia de al menos 20 m, otro en línea recta con el primer dispositivo de protección, a una distancia no mayor de 40 m.
2. Después de conectar el voltaje, mida la resistencia.
3. La medición de puesta a tierra se lleva a cabo varias veces, acercando gradualmente el electrodo remoto, pero no más cerca de 5 m.

La determinación del valor de resistencia se realiza de acuerdo con el peor resultado obtenido.

Los errores mas comunes

Al instalar un dispositivo de conexión a tierra, los siguientes errores se cometen con mayor frecuencia:

• El circuito está conectado al punto equivocado de la instalación eléctrica, por ejemplo, directamente al equipo. Debe estar conectado al bus de tierra principal.
• En lugar de un circuito, se utiliza un suministro de agua, calefacción u otra tubería. Pueden ser estructuras de puesta a tierra con algunas reservas y no siempre.
• Falta de conexión del conductor neutro en el dispositivo de puesta a tierra, así como la instalación de disyuntores separados en el conductor neutro.
• Utilizar como seccionadores de puesta a tierra de accesorios, objetos metálicos enterrados, cero de trabajo, vallas.
• Utilización de bucles de tierra de elementos de pequeña sección.
• Costura de soldadura de menos de 10 cm.
• Las costuras soldadas no se tratan contra la corrosión con masillas bituminosas.
• La franja de contorno que ha salido del suelo no está coloreada. Debe pintarse con pintura negra o amarillo-verde.
• Longitud insuficiente de los electrodos de tierra horizontales y verticales.
• Penetración insuficiente de elementos horizontales.
• Establecen un circuito de tierra, pero no conectan a tierra las comunicaciones principales, que consisten en elementos metálicos: suministro de agua, calefacción, suministro de gas, alcantarillado.

Debe ser posible desconectar el dispositivo de puesta a tierra de la instalación eléctrica para las medidas, es decir, se debe desconectar la regleta que sale del dispositivo de puesta a tierra. Esta posibilidad es proporcionada por la conexión atornillada de los elementos.

Si la instalación se realiza de acuerdo con todas las reglas, fue posible medir correctamente la resistencia y los indicadores corresponden a la norma, el edificio está protegido de manera confiable contra cortocircuitos y sus consecuencias.