SISTEMAS DE ATERRAMIENTO

SISTEMAS DE ATERRAMIENTOHUAN SALCEDO, ANTHONY

INTRODUCCIONPara que un sistema de energa elctrica opere correctamente con una apropiada continuidad de servicio, con un comportamiento seguro de los sistemas de proteccin y para garantizar los niveles de seguridad personal es necesario que el sistema elctrico en su conjunto posea sistema puesta a tierra.

Ms aun cuando se presenta en el hogar aparatos elctricos y electrnicos ; con carcazas metlicas y no metlicas, que producirn fallas debido al deterioro del aislamiento que originaran la aparicin de contactos indirectos

SISTEMA DE PUESTA A TIERRAEs el conjunto de elementos conductores de un sistema elctrico especfico, sin dispositivos de interrupcin, que conectan los equipos elctricos con el terreno o una masa metlica. Comprende la puesta a tierra y la red equipotencial.

OBJETIVOS

Garantizar la seguridad de las personasGarantizar la proteccin de las instalaciones. Garantizar la compatibilidad electromagntica.

FUNCIONES

Brindar condiciones de seguridad a los seres vivosPermitir a los equipos de proteccin despejar rpidamente las fallas.Servir de referencia al sistema elctricoConducir y disipar con suficiente capacidad, las corrientes de falla.Servir como conductor de retorno en transmisin de seales de RF en onda media.

REQUISITOS MNIMOS El valor de la resistencia debe ser el adecuado para cada tipo de instalacin.La variacin de la resistencia debida a cambios ambientales debe ser mnima.Su vida til debe ser mayor de 20 aos.Debe ser resistente a la corrosin.Su costo debe ser el ms bajo posible, sin que se comprometa la seguridad.Debe permitir su mantenimiento peridico.Debe cumplir los requerimientos de las normas y especificaciones.REGMENES DE CONEXIN A TIERRA (RCT)Los regmenes de conexin a tierra(RCT), tambin llamados regmenes de neutro , tienen una clasificacin acordada internacionalmente para sistemas elctricos de baja tensin, los cuales se consideran equivalentes en cuanto a la seguridad de personas frente a contactos indirectos; cada uno tiene sus ventajas y desventajas. Se dividen en 3:TN, TT E IT cuyo cdigo de letras es aceptado en forma universal.

Tenemos entonces que el punto neutro del transformador de alimentacin puede estar conectado a tierra (letra T ) o estar aislado (letra I de isolement) y las carcazas o masas metlicas expuestas estar conectadas directamente a una puesta a tierra propia del inmueble (letra T) o al conductor neutro (letra N). La combinacin de estas dos letras da tres configuraciones posibles

TT: punto neutro del transformador puesto a tierra slidamente y las masas a otra puesta a tierra.

TN: punto neutro del transformador puesto a tierra slidamente y las masas al conductor puesto a tierra (casi siempre el conductor neutro).

IT: punto neutro del transformador aislado de tierra o por medio de alta impedancia y las masas a una puesta a tierra.Se utilizan letras adicionales para indicar la disposicin del conductor de proteccin o de tierra de equipos (PE), con respecto al conductor neutro , as:

S= si las funciones de neutro y de proteccin, se hacen con conductores separados.

C = si las funciones de neutro y de proteccin, estn combinadas en un solo conducto (conductor PEN)

SISTEMA TN Es el ms simple, eficaz y econmico. Tiene la fuente slidamente conectada a tierra y las partes conductoras expuestas estn conectadas al neutro, es decir, existe una ruta metlica para que las corrientes de falla fluyan hacia el punto neutro de la fuente. El sistema TN se subdivide en :SISTEMA TN-CLas funciones de conductor neutro y conductor de proteccin estn combinadas en uno solo a travs de todo el sistema.

SISTEMA TN-SEl cual tiene conductores neutro y de proteccin separados en todo el sistema

Figura

Los sistemas TN generalmente son los ms econmicos y requieren casi siempre de breakers convencionales.

Una de las desventajas radica en que al primer defecto de aislamiento se dispara la Proteccin.

Adicionalmente en los esquemas TN-C y TN-C-S (los menos recomendables frente a presencia de armnicos o Frente a riesgos de incendios), podran presentarse cadas de voltaje a lo largo del PEN(voltaje existente entre el neutro del transformador y la tierra ), presencia de corrientes parsitas en masas y blindajes, y falta de proteccin frente a defectos de aislamiento de baja corriente conocido tambin como fallo impedante, que podran producir electrocucin de seres humanos incluyendo fibrilacin ventricular (50mA) o incendios (500mA), sin que acten las protecciones convencionales.

Otra desventaja sera las elevadas corrientes de cortocircuito, por lo que es necesario establecer los clculos de corrientes de cortocircuito y la capacidad de los interruptores termo magnticos

Los sistemas TN no estn recomendados para la alimentacin de inmuebles desde la red pblica.

SISTEMA TTSistema cuyo neutro del transformador en baja tensin y las carcazas metlicas de las cargas estn conectadas directamente a tierra de forma independiente. El seccionamiento del neutro es obligatorio. En estos casos se usa un breaker tetrapolar.

VENTAJAS: Entre sus beneficios radica su mejor equipotencialidad para aparatos de comunicacin. Adicionalmente el bajo valor de las corrientes de defecto incrementara la vida til de los conductores y barras debido a la ausencia de mayores esfuerzos trmicos y electrodinmicos durante un corto circuito; lo cual hace de este sistema uno de los mejores cuando existe cargas sensibles a elevadas corrientes de fallo(motores).

DESVENTAJA: la actuacin de las protecciones frente al primer fallo de aislamiento. Este sistema requiere instalacin de proteccin diferencial .

Este sistema es recomendable en alimentacin de baja tensin desde la RED PBLICA

SISTEMA ITSistema donde no existe conexin directa entre el neutro del transformador y tierra. Y las carcazas metlicas de las cargas estn conectadas directamente a tierra.

VENTAJA Sistema Confiable en continuidad de servicio frente al primer defecto de aislamiento. Al estar el sistema activo del transformador flotando, la tierra aparece como un potencial ajeno al sistema elctrico del transformador.Al primer contacto de una fase con tierra, esta fase adquiere potencial de la tierra sin que las protecciones acten manteniendo operativo el servicio elctrico. Bajo esta circunstancia si una fase diferente hace contacto con la tierra deber actuar la proteccin.

DESVENTAJA: se debe instalar supervisores de aislamiento que adviertan del primer fallo y lo localicen.Este tipo de sistemas son utilizados por embarcaciones martimas areas y son obligatorios los limitadores de sobre voltaje.

PROPIEDADES DEL SUELO QUE INFLUYEN EN LAS PUESTAS A TIERRAEl suelo normalmente es un mal conductor de electricidad y se comporta como material semiconductor o un aislante cuando esta totalmente seco. El parmetro mas importante para hacer el diseo de una puesta a tierra es la resistividad.CONDUCTIVIDAD DE CORRIENTE EN EL TERRENO Es el movimiento de una carga elctrica de un lugar a otro.La conduccin en rocas de la superficie terrestre es generalmente electroltica y se da en los poros de las rocas y en un grado muchsimo menor, entre los granos de minerales de la roca. Los iones por los cuales se conduce la corriente resultan de la disociacin de sales; que se produce cuando son disueltas en agua, por lo tanto una solucin que posea una mayor cantidad de iones disueltos tendr mayor conductividad elctrica.

Amortigua interferencias por propagacin area hasta una determinada frecuencia: - Para operar no requiere PT - Baja impedancia del loop

RESISTIVIDAD DEL TERRENO

INFLUENCIA EN EL COMPORTAMIENTO ELCTRICO DEL SUELOLa tierra generalmente es un mal conductor(gran contenido de SiO2 y Al2 O3 que son altamente resistivos, es decir aislantes), ser necesario de la presencia de sales y el agua contenida en ellos, para que se de la conductividad; siendo es un fenmeno un fenmeno esencialmente electroqumico y electroltico, dependiendo de la cantidad de agua depositada y el nivel de humedad, fundamentalmente

LA HUMEDADLa resistividad que presenta un terreno esta en relacin directa a los porcentajes de humedad contenida en l; es decir, depende de su estado hidromtrico, al aumentar la humedad disminuye la resistividad y al disminuir la humedad aumenta la resistividad. En todo caso siempre que se aade agua a un terreno disminuye su resistividad respecto al que tendra en seco.

TEMPERATURA DEL TERRENOLa resistividad de los suelos, tambin depende de la temperatura, esta caracterstica trmica del terreno depende de su composicin, de su grado de compactacin y del grado de humedad.

Es decir este factor influye sobre la velocidad del movimiento de los iones.