Los dispositivos eléctricos en funcionamiento deben estar conectados a tierra. Dependiendo del propósito, puede ser funcional o protector. El primero es para el correcto funcionamiento de los dispositivos y el segundo es para la protección de las personas. El principio de funcionamiento de uno y el segundo es diferente.
- Las principales metas y objetivos de la puesta a tierra.
- Principio de puesta a tierra de protección
- Protección contra rayos
- Protección contra sobretensiones
- Protegiendo a las personas
- La diferencia entre trabajo de puesta a tierra y protección.
- Requisitos de puesta a tierra de protección
- Conexión a tierra del hogar
- Operación de puesta a tierra en caso de fallas eléctricas
- Cómo se calculan los parámetros de los principales elementos de puesta a tierra
- Instalación de seccionadores de puesta a tierra
Las principales metas y objetivos de la puesta a tierra.
El suelo puede neutralizar la corriente eléctrica, ya que el grado de su voltaje es cero. La resistencia es el principal indicador de un dispositivo de puesta a tierra, mediante el cual se puede juzgar su calidad y capacidad para cumplir su propósito. La resistividad depende de la composición del suelo, la presencia de productos químicos en él: ácidos o alcalinos, humedad, flojedad. Dependiendo de la composición del suelo, puede ser necesario utilizar un kit de puesta a tierra especial o reemplazar completamente el suelo para el correcto funcionamiento de los dispositivos de puesta a tierra.
La puesta a tierra es la conexión de cualquier dispositivo, instalación eléctrica o parte de la red a un dispositivo de puesta a tierra. Es un electrodo de tierra y conductores de tierra a través de los cuales la corriente fluye hacia el suelo y se neutraliza.
Puede haber varios seccionadores de puesta a tierra. En un esquema distribuido, se ubican a lo largo del perímetro del objeto, cuya red eléctrica debe asegurarse. La parte conductora (seccionadores de puesta a tierra) suele estar hecha de metal. Se les suministran electrodos de puesta a tierra, que tienen contacto directo con el suelo.
El dispositivo de puesta a tierra está montado a lo largo del bucle. Un bucle de tierra es una serie de conductores de electrodos que se introducen en el suelo. Su longitud es de 3 metros, se encuentran a poca distancia entre sí. Se utiliza una tira de metal horizontal como conexión, que se coloca en el suelo a poca profundidad, hasta 1 metro. La conexión a los electrodos se realiza mediante soldadura convencional. En los kits especiales de puesta a tierra, las partes del equipo están conectadas por un hilo, lo que no afecta las propiedades de trabajo de ninguna manera.
La conexión a tierra de trabajo es necesaria en los siguientes casos:
- Protección del equipo contra la acumulación de electricidad estática. Los procesos naturales, como los rayos, pueden afectar la corriente que fluye en un circuito, causando daños al equipo. Los electrodos instalados en el suelo drenan el exceso de corriente.
- Protección de la red contra cortocircuitos.
- Proteccion al sobrevoltaje.
Un ejemplo de un terreno de trabajo es un pararrayos que está conectado a los electrodos. Especialmente importante en generadores, transformadores.
Principio de puesta a tierra de protección
La puesta a tierra de protección es un conjunto de medidas que tienen como objetivo proteger los equipos y las personas que trabajan con ellos. Se utiliza para eliminar la interferencia electromagnética que surge de un dispositivo cercano, así como para neutralizar la interferencia durante la conmutación en el circuito de potencia.
Protección contra rayos
El ambiente de aire es una sección con alta resistencia, pero la descarga tiene una potencia que excede esta resistencia, por lo que la atraviesa.En su camino desde las capas superiores de la atmósfera hasta el suelo, los rayos seleccionan las áreas con menor resistencia: áreas húmedas, paredes, árboles y gotas de agua. Esto explica el hecho de que las descargas a menudo caen en el árbol: tiene menos resistencia que el aire que lo rodea. Cuando ingresa a un edificio, la corriente también pasa por las áreas con menor resistencia: estas son tuberías metálicas, electrodomésticos o sus partes metálicas, paredes húmedas. Si el dispositivo no está conectado a tierra, tocarlo mientras se carga puede ser fatal.
Cuando se instala un pararrayos en el techo, la carga entra en él y luego se mueve hacia el suelo y se neutraliza. Es importante que las corrientes no se propaguen hacia el objeto, por lo tanto, los materiales utilizados para disponer la conexión a tierra tienen baja resistencia. Según las reglas, no debe exceder los 4 ohmios. El pararrayos en sí debe estar conectado a los electrodos en el suelo.
Protección contra sobretensiones
Los equipos electrónicos son sensibles a sobretensiones o potentes instalaciones eléctricas que operan en su radio. Un rayo repentino en las inmediaciones puede dañar la electrónica.
A modo de ejemplo: durante una tormenta, puede producirse una sobrecarga en el cable de cobre que conecta las casas y por el que fluye la corriente. La carga, a medida que aumenta su tamaño, puede destruir el cable. En este caso, se instala un SPD en la línea de alimentación, un dispositivo de protección contra sobretensión de impulso para que el exceso de carga se libere al suelo.
Protegiendo a las personas
Cajas de instrumentos, todos los elementos metálicos son capaces de conducir corriente. Si toca un aparato sin conexión a tierra que ha acumulado electricidad estática, puede recibir una descarga severa. Esto afectará principalmente al sistema cardiovascular y nervioso. Los zapatos de goma, los guantes de goma y una habitación absolutamente seca ayudan a reducir el impacto, pero la gente rara vez camina por un apartamento u oficina con botas de goma. Conectar el tercer cable al cuerpo de los dispositivos y luego conectarlo a los electrodos permite que el exceso de corriente se elimine al suelo.
En viejos edificios privados y de apartamentos, no se llevaron a cabo medidas de puesta a tierra, por lo que todos los aparatos eléctricos representan un peligro potencial para las personas.
Los dispositivos de fabricación propia pueden tener este aspecto: se conecta un cable al cuerpo del dispositivo, que se saca a la calle y se conecta a un producto metálico clavado en el suelo (tubería, esquina, cubo, accesorios). Estos productos son buenos conductores de corriente, a diferencia del cuerpo humano, por lo que la corriente selecciona el metal y va al suelo.
La diferencia entre trabajo de puesta a tierra y protección.
En el esquema de puesta a tierra funcional (en funcionamiento), todas las estructuras portadoras de corriente están conectadas a electrodos instalados en el suelo. Para el correcto funcionamiento de la puesta a tierra de trabajo, también se utilizan fusibles, que toman la tensión por sí mismos y fallan.
Se proporciona una conexión a tierra funcional si las instrucciones y los requisitos del fabricante se adjuntan a los dispositivos que protegen el dispositivo.
Se imponen más requisitos a un dispositivo de puesta a tierra de protección, ya que tiene tareas más importantes: salvar la vida de las personas.
| Propósito del dispositivo de puesta a tierra de trabajo | Propósito de la puesta a tierra de protección |
| Gran potencia de instrumento | Aparatos trifásicos de menos de 1 kW |
| Equipos electrónicos sensibles | Dispositivos monofásicos y bifásicos que no están en contacto con el suelo |
| Dispositivos médicos | Equipos con una potencia superior a 1 kW. |
| Tecnología electrónica, que es portadora de información importante. | En circuitos con fusibles y conductor de protección neutro |
La conexión a tierra más confiable se proporciona en el circuito eléctrico de la casa. Los cables que encajan en cada tomacorriente deben ser de tres hilos. El tercer conductor está conectado a tierra y conduce la electricidad estática, y también evita que los cortocircuitos y los rayos entren en el edificio.
Requisitos de puesta a tierra de protección
Matices que afectan la funcionalidad:
- Resistencia del suelo por sus características físicas y químicas. La arcilla húmeda, las astillas de grafito, la turba, las marismas o el agua de mar conducen mejor la corriente. Peor: arena seca o rocas duras: granito, piedra triturada, cuarzo, asfalto, hormigón.
- El área de contacto del electrodo de tierra con el suelo. Cuanto mayor sea el área, se crean las condiciones más favorables para el flujo de corriente, más rápido sucede. Puede aumentar el área instalando más electrodos a lo largo del contorno del edificio. En este caso, se unen con una placa de acero en una sola unidad. Si aumenta el tamaño de un electrodo, el área total también aumentará. La instalación de un contorno metálico vertical ayuda a aumentar el área, si las capas inferiores del suelo tienen más resistencia que las superficiales.
Dado que es difícil lograr una resistencia ideal del suelo, los dispositivos se diseñan en función de sus características. Cada instalación eléctrica tiene sus propios estándares para la resistencia de los dispositivos de puesta a tierra. Por ejemplo, para una subestación eléctrica con un voltaje de más de 100 kW, la resistencia no debe ser más de 0.5 Ohm, y para una red doméstica con un sistema TT, así como el uso de apagado automático, hasta 500 Ohm.
Los seccionadores de puesta a tierra metálicos no deben cubrirse con pinturas y barnices. A veces, una parte subterránea de un edificio con estructuras metálicas se utiliza como dispositivo de conexión a tierra: hormigón eléctricamente conductor con refuerzo en el interior. Las tuberías metálicas de gas no se pueden utilizar para resolver el problema de la conexión a tierra.
De acuerdo con las Reglas para la Instalación de Instalaciones Eléctricas, las siguientes están sujetas a conexión a tierra:
- Redes con tensiones superiores a 380 V.
- Instalaciones al aire libre y extremadamente peligrosas.
Partes del equipo que deben conectarse a tierra y conectarse a tierra:
- Cerramientos para equipos eléctricos.
- Devanado secundario del transformador.
- Accionamientos de dispositivos eléctricos.
- Cuadros de distribución, marcos de armarios.
- Equipo de estructuras metálicas.
- Funda de cable de hierro.
Si el voltaje no supera los 42 VCA o 110 VCC, no se requiere conexión a tierra.
Conexión a tierra del hogar
La mayoría de los accidentes en el entorno doméstico están asociados con tocar el dispositivo, que tiene daños en el aislamiento. El cuerpo humano en este caso es un conductor de corriente. Placas eléctricas, lavadoras y lavavajillas, radiadores de calefacción, hornos microondas, calderas, PC, lavavajillas: todas estas son estructuras metálicas que conducen bien la electricidad y pueden ser perjudiciales para la salud sin conexión a tierra.
Un cortocircuito es un contacto entre los cables de fase y neutro en la red, que conduce al funcionamiento de la protección de emergencia y la desconexión del dispositivo de la fuente de alimentación. Muy a menudo, lo que ocurre no es un cortocircuito, sino una fuga de corriente que se acumula en la carcasa de los equipos domésticos. Hacerlo puede provocar una descarga eléctrica.
Por seguridad humana, es necesario instalar enchufes con contactos de puesta a tierra. Se debe conectar un cable de tres hilos al tomacorriente. Con un sistema de dos y tres cables, la conexión a tierra está equipada de diferentes maneras: desde una caja de conexiones o un panel eléctrico.
Las tuberías de gas, agua o calefacción urbana no se pueden utilizar como electrodo de tierra.
Operación de puesta a tierra en caso de fallas eléctricas
En la segunda opción, la fuga de corriente puede no ser significativa, el dispositivo de protección del equipo no reaccionará al voltaje y no apagará el dispositivo. La persona puede recibir un golpe menor.
Si la carcasa no está conectada a tierra, pero el RCD está instalado, funcionará en 0,02 segundos después de que una persona toque la carcasa del dispositivo. Este tiempo no es suficiente para dañar la salud.
El circuito más efectivo desde el punto de vista de la seguridad es la presencia de conexión a tierra y un RCD. En caso de una fuga de corriente y su transición a tierra, el RCD reacciona y apaga el dispositivo.
Cómo se calculan los parámetros de los principales elementos de puesta a tierra
- resistencia del suelo en esta área;
- longitud, espesor, diámetro de los electrodos, así como su número.
En la práctica, en todos los casos existen discrepancias con el plan de trabajo planificado, ya que el indicador de suelo debe analizarse con mayor precisión. Es casi imposible hacer esto: en 100 metros cuadrados, es necesario perforar alrededor de 100 mini minas de hasta 10 m de profundidad para evaluar las capas del suelo, su composición y la inclusión de elementos: arcilla, piedra caliza, arena y otros. componentes.
La instalación de dispositivos de conexión a tierra se lleva a cabo de acuerdo con el principio principal de conexión a tierra: la presencia de un factor de seguridad, con valores promediados de los parámetros. Cuanto menor sea la resistencia obtenida, mejor para todos los aparatos eléctricos y las personas.
Instalación de seccionadores de puesta a tierra
Los electrodos verticales realizan sus funciones de manera más eficiente, ya que pueden instalarse a mayores profundidades. Cuando se coloca horizontalmente a poca profundidad, la resistencia aumenta, especialmente en invierno, cuando las capas superiores del suelo se congelan.
Para los electrodos, se utilizan clavijas, cuya longitud es de más de 1 metro (generalmente 1,5 m). Es fácil clavar estas estructuras en el suelo con un martillo convencional; la conexión se realiza en un plano horizontal de al menos 0,5 m de profundidad.
