La red eléctrica es la base mundo moderno. Casi todo moderno Accesorios Alimentado por electricidad, es una fuente conveniente de energía. Pero también hay reverso medallas - alto riesgo de descarga eléctrica. Sin el enfoque correcto para el diseño de equipos y el diseño de redes eléctricas, la electricidad hará más daño que bien. La conexión a tierra es una forma de garantizar la seguridad.
En palabras simples sobre puesta a tierra
La puesta a tierra es un conjunto de soluciones y dispositivos para la protección contra descargas eléctricas y garantizar el funcionamiento de los equipos de protección.
Las redes eléctricas domésticas tienen. Qué significa eso? Si consideramos este problema de manera simplificada, los generadores trifásicos se instalan en las centrales eléctricas. Sus devanados están conectados según el esquema de estrella. El punto de conexión de los devanados es neutro.
Si conecta a tierra el punto de conexión en estrella, como se muestra en la figura anterior, obtendrá una línea eléctrica con un neutro sólidamente conectado a tierra. El potencial de este punto y el cable neutro será igual al potencial de tierra.
El dispositivo de puesta a tierra se llama. Por lo general, estos son tres pasadores de metal clavados en el suelo a la misma distancia entre sí, estando, por así decirlo, en los vértices de un triángulo, mientras que están conectados entre sí por una tira de acero mediante soldadura. La longitud de los pasadores y su sección transversal se calcula para condiciones y requisitos específicos para este objeto.
El conductor de tierra se inserta en el panel eléctrico de la casa o apartamento y se conecta al bus de tierra. Es una tira de metal con bloques de terminales. Los conductores de tierra de cada aparato o tomacorriente conectado a tierra están conectados a él. Si el dispositivo no está conectado a través de un enchufe, se le coloca su propio conductor de conexión a tierra y se conecta a un terminal especial conectado a la caja.
Todos los conductores de tierra y las barras colectoras están aislados o coloreados con franjas alternas de verde y amarillo.
Por tipo, la puesta a tierra es protectora y funcional. Como puede suponer, la conexión a tierra de protección realiza las funciones de protección contra descargas eléctricas, y la de trabajo es necesaria para el funcionamiento normal de los equipos eléctricos.
Por lo tanto, la conexión a tierra se denomina conexión eléctrica de la carcasa de los aparatos eléctricos con un electrodo de tierra.
Para entender para qué sirve la conexión a tierra, primero entenderemos en qué casos y por qué nos sorprendemos. Lo principal que se necesita para el flujo de corriente eléctrica es la diferencia de potencial.
Esto significa que si te paras en el piso y tomas un cable pelado u otra parte que lleva corriente con tus manos, la corriente a través de tu cuerpo y el piso se drenará hacia el suelo.
Atención:
Una corriente alterna con una potencia de solo 50 mA ya es peligrosa para los humanos.
Y si toma la parte que transporta corriente con ambas manos y se cuelga de ella sin tocar el suelo, lo más probable es que no suceda nada, por supuesto, no debe verificar esto. Por lo tanto, las aves no se electrocutan en los cables. Pero volvamos a hablar de conexión a tierra. Como ya hemos dicho, las carcasas de los electrodomésticos están conectadas a tierra. ¿Para qué sirve?
El cableado y otros componentes del equipo, como motores eléctricos, elementos calefactores, etc., en estado normal, no tienen contactos de fase con la carcasa del dispositivo, la manguera metálica o la armadura del cable. Pero en caso de mal funcionamiento, la fase puede terminar en el caso. Esto puede suceder cuando se daña el aislamiento de los devanados de motores y transformadores, se rompe la capa dieléctrica de los elementos calefactores, se daña el aislamiento de los cables de conexión dentro del dispositivo y las líneas de cable.
Como resultado, un potencial peligroso aparecerá en el caso, lenguaje simple: el caso estará "en fase". Cuando lo tocas mientras estás parado descalzo sobre azulejos, concreto e incluso suelo de madera- Serás electrocutado. En el peor de los casos, puede conducir a la muerte.
La mayoría de las veces, esta situación ocurre como resultado de tanques de calentamiento de agua, calentadores de flujo. Y esto se siente especialmente brillante cuando se toca al mismo tiempo. lavadora y tuberías de fontanería y calefacción, o en el caso de un depósito de agua, cuando te duchas o te bañas, te sorprendes.
El último problema lo resuelve la organización (conexión a tierra del baño y otras partes metálicas del suministro de agua).
Si el cuerpo del dispositivo dañado está conectado a tierra, un voltaje peligroso se drenará a tierra y (o) funcionará un dispositivo de protección: un dispositivo de corriente residual (RCD) o un disyuntor de corriente diferencial (difavtomat). Ya hemos considerado qué son estos dispositivos y cómo funcionan en artículos anteriores:
Si el cuerpo se pone a cero, funcionará, ya que esto será un cortocircuito al cuerpo (cero en este caso). Los Difautomats y los RCD determinan la fuga de corriente comparando las corrientes de los cables de fase y neutro; si la corriente en la fase es mayor que cero, entonces la corriente fluye a tierra, a través del cable de tierra o a través del cuerpo humano. Estos dispositivos funcionan con una corriente diferencial (diferencia de corriente), normalmente de 10 mA o más.
Por lo tanto, es un dispositivo complejo con un gran conjunto de dispositivos de protección de conmutación, y la presencia de puesta a tierra es obligatoria en todos los edificios construidos o renovados después de 2003. Es decir, se debe tender un cableado eléctrico monofásico de 3 hilos o trifásico de 5 hilos. Si desea expresar su opinión sobre cuestiones de conexión a tierra, escriba los comentarios al respecto.
La presencia de un contacto de puesta a tierra en los enchufes eléctricos modernos se ha convertido en un lugar común. Corresponde al contacto en el enchufe de cualquier aparato eléctrico. Tratemos de averiguar por qué se necesita conexión a tierra.
que es poner a tierra
La conexión a tierra es la conexión de elementos conductores que normalmente no están energizados a un electrodo de tierra, una estructura metálica enterrada en el suelo con baja resistencia eléctrica. Como los elementos conductores mencionados, la carcasa metálica de la instalación eléctrica, los cuerpos de trabajo de las máquinas o electrodomésticos etc
Las trenzas de blindaje de los cables eléctricos también están conectadas a tierra.
¿Para qué sirve la puesta a tierra?
Dependiendo del propósito, hay varios tipos de puesta a tierra:- funcional;
- para protección contra rayos.
La protección garantiza el funcionamiento seguro de las instalaciones eléctricas.
El funcional se utiliza para operar el dispositivo o circuito; desempeña el mismo papel que el conductor neutro en la red eléctrica.
En los sistemas de protección contra rayos, el electrodo de tierra está conectado al pararrayos.
Principio de funcionamiento
El bucle de tierra funciona debido a la capacidad del suelo para absorber una carga eléctrica. Si la carcasa del equipo recibe energía como resultado de una ruptura del aislamiento, la carga se drenará a tierra. Cuando el usuario toca la carcasa, la corriente seguirá el camino de menor resistencia, es decir, a través de tierra y no a través del cuerpo humano. Sin conexión a tierra, en tal situación, el usuario recibiría una lesión eléctrica.
La condición para el funcionamiento normal de la puesta a tierra es una baja resistencia del conductor de puesta a tierra. Este valor depende de los parámetros del suelo:
- densidad;
- humedad;
- salinidad;
- área de contacto con el suelo.
La capacidad del suelo para absorber la carga cae bruscamente cuando se congela. Por lo tanto, las clavijas de conexión a tierra se introducen a una profundidad por debajo de la marca de congelación, que depende de la latitud del área. Datos sobre la profundidad de congelación del suelo para diferentes regiones Federación Rusa se dan en SNiP "Climatología de la construcción".
Demostración visual de puesta a tierra
En suelos rocosos, arenosos y de permafrost, que son difíciles de penetrar, se utilizan electrodos de tierra electrolíticos de una tubería perforada en forma de L. En su interior contiene un reactivo que forma un ambiente salino. Este último se caracteriza por una alta conductividad y un bajo punto de congelación. La parte larga del electrodo de tierra se entierra en una zanja poco profunda, la parte corta se saca a la superficie. Se utiliza de tres formas:
- para rellenar un nuevo reactivo;
- para verter agua (provoca reacción química durante la estación seca).
Otro versión moderna electrodo de tierra - . Se compone de muchas secciones conectadas por rosca o de otra manera. A medida que se introducen en el suelo, se atornillan más y más secciones. Entonces, dicho electrodo de tierra, a diferencia del clásico de varios pines, se puede instalar a cualquier profundidad. Las secciones se conectan según reglas especiales y utilizando pasta conductora. Cuando se obstruye, se usa una boquilla especial que protege el hilo contra daños. Los módulos están fabricados en acero y recubiertos de cobre o zinc, lo que reduce su resistencia y aumenta su vida útil.
Las puestas a tierra electrolíticas y modulares son costosas porque sus contrapartes tradicionales siguen teniendo demanda. Los pines en este diseño están dispuestos de manera diferente:
- en los vértices de un triángulo equilátero cerca del objeto;
- en las esquinas del objeto;
- alrededor del perímetro del objeto.
El número de varillas y la distancia entre ellas se determinan mediante cálculo.
La resistencia del electrodo de tierra se comprueba periódicamente. El valor máximo permitido es de 30 ohmios.
Protección combinada de dispositivos de puesta a tierra y fusibles
La conexión a tierra no solo elimina la corriente peligrosa, sino que, en presencia de un dispositivo de protección, hace que el equipo de emergencia se apague. Cuando un conductor de fase entra en contacto con una caja conectada a tierra, la red funciona en un modo cercano a un cortocircuito (cortocircuito), acompañado de un fuerte aumento en la intensidad de la corriente en el circuito. A esto reacciona un interruptor automático (VA), que debe instalarse en la entrada de la línea eléctrica al objeto.
Es cierto que esto solo es posible con una resistencia muy baja del electrodo de tierra, lo cual es extremadamente raro. En la mayoría de los casos, la probabilidad de que se dispare un VA es bastante baja. Por ejemplo, con una resistencia a tierra de 10 ohmios, la corriente en el circuito será I \u003d 220 / 10 \u003d 22 A. Las máquinas automáticas, de acuerdo con los requisitos de GOST, pueden soportar una corriente que es 1,42 veces el valor nominal por una hora. Es decir, una máquina de 16 A con una corriente de 22 A no se apagará durante casi 60 minutos (16 * 1,42 = 22,72 A).
esquema de puesta a tierra
Protección automática más confiable - o. Este dispositivo compara las corrientes en los conductores de fase y neutro y, si se detecta una diferencia, lo que indica una fuga, desconecta el circuito. Por sensibilidad, es decir, la cantidad mínima de fuga de corriente que provoca el funcionamiento, los RCD se dividen en varias categorías:
- Protección contra descargas eléctricas: 10 mA - instalado en habitaciones con alta humedad y 30 mA - en secas.
- Contra incendios - para 100, 300 y 500 mA.
Los RCD de protección contra incendios se utilizan en instalaciones donde un cortocircuito puede provocar un incendio. Protegen secciones de la red donde prácticamente se excluyen descargas eléctricas, por ejemplo, circuitos de iluminación.
No son intercambiables. VA protege contra cortocircuitos y sobrecargas, RCD, contra descargas eléctricas. Idealmente, la entrada y cada grupo de consumidores deberían estar protegidos tanto por VA como por RCD.
Equipo no eléctrico conectado a tierra
Las construcciones que no están conectadas con electricidad de ninguna manera también están conectadas al sistema de electrodos de tierra:
- Cercas y otras estructuras en pasos elevados y galerías, en las que se induce una diferencia de potencial peligrosa en una descarga de rayo a corta distancia. Lo mismo puede ocurrir con una tubería o contenedor que contenga una sustancia combustible. Debido a la tensión inducida, es posible que se produzcan chispas, seguidas de una explosión, por lo que dichas estructuras también están conectadas a tierra.
- Productos en los que se acumula carga estática durante el funcionamiento. Básicamente, se trata de tuberías y contenedores: la electricidad estática se forma debido a la fricción de las partículas del medio transportado. Por esta razón, la tasa de suministro de combustible a los aviones comerciales es limitada.
- Tuberías de considerable longitud. De acuerdo con la ley de inducción electromagnética, en tales tuberías, cuando el campo magnético de la Tierra cambia y siempre es inestable bajo la influencia del viento solar, se forman las llamadas corrientes vagabundas. Por lo tanto, están conectados con un cierto paso a los electrodos de tierra.
Diferencia de la reducción a cero
La puesta a cero es la conexión de las partes conductoras de una instalación eléctrica a un neutro puesto a tierra de una fuente de corriente (a un conductor neutro). Su resistencia es mucho menor que la resistencia del electrodo de tierra. Por lo tanto, cuando la fase se cierra en la caja puesta a cero del dispositivo, se garantiza que ocurrirá una corriente de cortocircuito, lo que conducirá a la operación del interruptor automático.
En el sistema de puesta a tierra más común del tipo TN, tanto la puesta a tierra como la puesta a tierra se realizan simultáneamente.
La conexión al núcleo neutro se realiza por encima del RCD. De lo contrario, las corrientes en los conductores de fase y neutro después de que la fase se cierre a la carcasa permanecerán iguales y el dispositivo de protección no funcionará.
Sobre los sistemas de puesta a tierra
Se utilizan varios sistemas de puesta a tierra, indicados por una combinación de letras. Las letras tienen el siguiente significado:
- I: conductor aislado;
- N: hay una conexión a un neutro sólidamente puesto a tierra;
- T: hay una conexión al cable de tierra.
Hay tres tipos principales de sistemas de puesta a tierra:
- tipo de TI- sistema con hilo neutro aislado. En este sistema, está aislado o en contacto con el neutro a través de una resistencia de alto valor o un espacio de aire. No aplica para edificios residenciales. Diseñado para conectar dispositivos con requisitos especiales de seguridad y estabilidad. Se utiliza principalmente en laboratorios e instituciones médicas.
- Tipo TT- sistema con puesta a tierra independiente. La mejor opción. Prevé el uso de dos conductores de puesta a tierra: para la fuente de corriente eléctrica y elementos metalicos sistemas desprotegidos. El cable de tierra (PE) en este sistema es independiente y se mejora su desempeño en la zona entre el equipo y el transformador. Puede haber dificultades para seleccionar el diámetro de su propio electrodo de tierra. Esta desventaja se compensa con la instalación de un sistema de apagado de protección.
- tipo TN. El cable de tierra en dicho sistema se combina con el neutro, por lo tanto, cuando se rompe una fase en la caja, se produce un cortocircuito y la máquina desconecta el circuito. Esto garantiza un alto nivel de seguridad.
Varios sistemas de puesta a tierra.
Los sistemas TN son los más utilizados. Hay tres subespecies:
- TN-S: Opción con conductor de trabajo cero y dividido. Para aumentar la seguridad, en lugar de un cable neutro, se usan dos: uno se usa como protector, el segundo se usa como neutro con una conexión a un neutro sólidamente conectado a tierra. Tal sistema proporciona la mejor protección contra descargas eléctricas.
- TN y TN-C-S: opción con PEN-wire y un par de ceros. Un cable neutro está conectado al equipo, dividido en conductores PE y N.
- En TN-C-S después de la separación, se instala un segundo conductor de puesta a tierra, lo que garantiza el funcionamiento ininterrumpido del sistema.
Ventajas del sistema TN:
- el dispositivo es bastante simple;
- protección contra descargas de rayos;
- para proteger el cableado, es suficiente instalar interruptores automáticos.
Defectos:
- existe la posibilidad de cero desgaste desde el exterior con la posterior ruptura de las cajas metálicas del equipo;
- Se requiere equipo de ecualización de potencial.
El sistema TN no es muy adecuado para las zonas rurales.
La vida de las personas a veces depende de la correcta organización de la puesta a tierra. Organización significa no solo el dispositivo, sino también el control oportuno de la resistencia del electrodo de tierra. Debido a la oxidación o cambios en los parámetros del suelo, puede sobreestimarse, como resultado de lo cual se perderá el efecto protector de la puesta a tierra.
El funcionamiento de los equipos eléctricos modernos es inaceptable sin una protección bien organizada contra descargas eléctricas accidentales. Para estos fines, se utilizan dispositivos especiales, que se denominan puesta a tierra. Por lo tanto, la puesta a tierra es un sistema deliberadamente organizado que proporciona condiciones normales funcionamiento de equipos eléctricos.
Acerca de la conexión a tierra en palabras simples
El concepto mismo de "puesta a tierra" proviene de la palabra "tierra", es decir, suelo o tierra, cuyo propósito es servir como drenaje para corrientes peligrosas que fluyen a través de un circuito especialmente organizado. Para su formación, es necesaria una conexión inseparable de todas las partes del sistema de protección, que comienza desde el punto de contacto del cuerpo del elemento de puesta a tierra y termina con el elemento del dispositivo de puesta a tierra (GD) sumergido en el suelo.
Bucle de tierra externo de una casa privada (izquierda). Conexión a tierra interior (derecha), el conductor de conexión a tierra se indica con una línea de puntos.
De acuerdo con las definiciones dadas en la documentación técnica, la puesta a tierra es una conexión eléctrica deliberada de las carcasas metálicas de las unidades con un bucle de puesta a tierra especial. Con base en los hechos considerados, se puede concluir que la puesta a tierra es el contacto eléctrico intencional del equipo protegido con la tierra.
Requisitos de puesta a tierra
Una vez que haya descubierto cuál es la definición del concepto mismo de puesta a tierra, puede pasar a las categorías y normas que introducen los estándares actuales. De acuerdo con el PUE, los siguientes requisitos se imponen principalmente al dispositivo de puesta a tierra:
- el propósito del cargador es desviar efectivamente las corrientes peligrosas a tierra, para lo cual su diseño prevé un conjunto completo de conductores y varillas metálicas;
- todas las partes de la instalación eléctrica están sujetas a puesta a tierra, incluidas las puertas metálicas de los escudos;
- la resistencia de contacto total de los contactos en el sistema de puesta a tierra no debe exceder los 4-30 ohmios;
- cuando se dispone en cargas distribuidas, es necesario utilizar un sistema de ecualización de potencial (su finalidad es eliminar la distribución desigual de tensiones).
Información adicional: Dado que el objetivo principal de la conexión a tierra es garantizar la seguridad del personal que trabaja con el equipo, se presta especial atención a la confiabilidad de la operación durante su operación.
La calidad de su trabajo está garantizada por toda una gama de medidas preventivas y pruebas periódicas organizadas.
Para responder a esta pregunta, deberá familiarizarse con las fallas que ocurren periódicamente en los equipos eléctricos existentes. El caso es que en el proceso operación a largo plazo posible destrucción del aislamiento y aparición de contacto del hilo desnudo de la fuente de alimentación con el cuerpo de la instalación eléctrica.
Las partes de los espacios en blanco de acero que sobresalen del suelo entre 10 y 15 cm se sueldan con placas de metal de 40 mm de ancho (al menos 4 mm de espesor). En la parte superior de uno de los electrodos verticales, se dispone una zona de contacto en forma de perno roscado soldado sobre ella. En él, por medio de una tuerca, se fija el extremo de un bus de cobre que sale del cuerpo del dispositivo conectado a tierra, cuya sección transversal no debe ser inferior a 6 mm cuadrados.
Información adicional: Para reducir la resistencia del circuito de drenaje de corriente de emergencia, esta conexión a veces se suelda.
Una vez finalizada la obra principal, la zanja con la estructura colocada en ella se cubre con tierra previamente arrojada, de la que se retiran piedras y escombros innecesarios.
De acuerdo con los requisitos del PUE, cualquier sistema de puesta a tierra debe cumplir con las normas técnicas en cuanto a la resistencia máxima permisible a la corriente de fuga. Su valor debe ser:
- menos de 8 ohmios en redes industriales con tensión de fase de 220/127 Voltios;
- menos de 4 ohmios para voltajes de línea de 380 voltios;
- no más de 30 ohmios en redes domésticas (esta cifra se considera la máxima permitida).
El núcleo de cobre colocado desde la estructura del cargador se fija con su segundo extremo en una barra especial montada en el tablero de distribución del objeto (en casa, en particular). Se llama bus de tierra principal (GZSH) y está destinado a ensamblar todos los conductores de protección en un solo lugar. Los conductores de cobre se separan de él directamente a los consumidores (a través de enchufes a las cajas de instrumentos).
Puesta a tierra natural y artificial
La puesta a tierra natural es un objeto o estructura que tiene un contacto fiable con el suelo debido a sus funciones. Esta categoría incluye:
- tuberías de agua y calefacción colocadas directamente en el suelo;
- ningún construcciones metalicas y que sus elementos tengan buen contacto con el suelo;
- fundas de cables de soldadura y similares;
- hipotecas de metal y lenguas, etc.
¡Vale la pena notar! En este caso, la disposición de la puesta a tierra funcional no requerirá esfuerzos especiales, ya que los elementos del conductor de puesta a tierra natural ya están listos para conectar los conductores de puesta a tierra.
En una situación en la que no se pueden encontrar dichos sistemas, debe lidiar con la instalación de una memoria casera.
La puesta a tierra artificial se considera un contacto eléctrico deliberadamente organizado de dos cuerpos, uno de los cuales es el dispositivo protegido y el segundo es el llamado "bucle de tierra". Este componente es una estructura especial distribuida (a veces puntual) basada en varillas de metal colocadas profundamente en el suelo.
Como regla general, las barras de acero con un diámetro de hasta 12 mm y una longitud de al menos 2,5 metros se utilizan como electrodos martillados verticalmente. Para equipar puentes horizontales que proporcionen contacto eléctrico entre dos cuerpos, tomar esquinas metalicas 50x50x6 mm y 2,5-3 metros de largo (se pueden sustituir por tubos de un diámetro de unos 6 mm o más).
¿Para qué sirve la puesta a tierra?
Para comprender por qué necesita conexión a tierra en la casa, deberá familiarizarse con su propósito principal. Como se señaló en la sección presentada anteriormente, la conexión a tierra sirve para proteger a una persona de un potencial peligroso que apareció accidentalmente en el cuerpo del equipo operativo. La forma más fácil de familiarizarse con el orden de su trabajo y propósito es con los numerosos ejemplos presentados en los videos.
En conclusión, notamos que comprender el propósito de la puesta a tierra ayudará a preservar la salud de las personas que trabajan con equipos eléctricos.
Tierra de protección es un sistema diseñado para prevenir los efectos de la corriente eléctrica en una persona al conectar deliberadamente a tierra la carcasa y las partes del equipo que no conducen corriente que pueden ser energizadas. Los sistemas de puesta a tierra pueden ser naturales o artificiales.
¿Qué es la puesta a tierra y por qué es necesaria?
Los dispositivos de puesta a tierra son conexiones intencionales mediante conductores. tipo eléctrico varios enchufes eléctricos.
El propósito de la conexión a tierra es prevenir los efectos de la corriente eléctrica en una persona. Otro propósito de la conexión a tierra de protección es desviar el voltaje del cuerpo de la instalación eléctrica a través de un dispositivo de conexión a tierra.
El objetivo principal de la conexión a tierra es reducir el nivel potencial entre el punto que está conectado a tierra y la tierra. Esto reduce la intensidad de la corriente al nivel más bajo y reduce la cantidad de factores dañinos en contacto con las piezas. electrodomésticos e instalaciones en las que hubo avería en el casco.
¿Qué es neutro?
El neutro es un conductor de protección cero que conecta los neutros de las instalaciones eléctricas en redes de corriente eléctrica trifásica. Ámbito de uso: puesta a cero de instalaciones eléctricas.
La subestación reductora, donde se encuentra la instalación del transformador, está equipada con su propio bucle de tierra. Este circuito consta de un neumático de acero y varillas enterradas en el suelo de forma especial. Se tiende un cable de 4 hilos a las fuentes de consumo en el cuadro eléctrico de la subestación. Cuando el consumidor de electricidad necesita energía de un circuito de tipo trifásico, los 4 núcleos deben estar conectados. Cuando se conecta una carga diferente a los conductores, se produce un desplazamiento del neutro en el sistema, para evitar este desplazamiento se utiliza un conductor neutro. Ayuda a distribuir simétricamente la carga en todas las fases.
¿Qué son los conductores PE y PEN?
Un conductor PEN es un conductor que combina las funciones de un conductor de protección cero y de trabajo cero. Procede de la subestación y se divide en conductores PE y N, directamente en el consumidor.
El conductor PE es una tierra de protección que usamos, por ejemplo, en un apartamento en un enchufe con tierra. El conductor PE se utiliza para poner a tierra dispositivos, instalaciones y dispositivos donde el nivel de tensión no supera 1 kV.
Este tipo de conexión a tierra se utiliza únicamente con fines de seguridad. Esta puesta a tierra asegura una conexión continua de todas las partes expuestas y externas. El mecanismo asegura que la corriente drene hacia el suelo, que apareció como resultado de la entrada de corriente eléctrica en el cuerpo de un dispositivo.
El conductor PEN (combinación de conductor de protección cero y conductor de trabajo cero) se usa cuando se usa un sistema de puesta a tierra tipo TN-C.
Tipos de sistemas de puesta a tierra artificial
En la clasificación de los sistemas de puesta a tierra, existen tipos de puesta a tierra naturales y artificiales.
Sistemas de puesta a tierra de tipo artificial:
- TN-S;
- TN-C;
- TNC-S;
Tipos de puesta a tierra - decodificación del nombre:
- T - puesta a tierra;
- N - conexión del conductor al neutro;
- I - aislamiento;
- C - combinar las opciones de un cable funcional y neutro de tipo protector;
- S -- uso separado de cables.
Mucha gente está interesada en la cuestión de lo que se llama puesta a tierra de trabajo. De otra manera, se llama funcional. La respuesta a esta pregunta está dada por el párrafo 1.7.30 del PUE. Esta es la conexión a tierra de los puntos de las partes que llevan corriente. instalacion electrica. Se utiliza para garantizar el funcionamiento de aparatos o instalaciones eléctricas, y no con fines de protección.
Además, muchos están preocupados por la cuestión de qué es la puesta a tierra de protección. Este es el proceso de puesta a tierra de los dispositivos para garantizar la seguridad eléctrica.
Sistemas con neutro sólidamente puesto a tierra del sistema de puesta a tierra TN
Estos sistemas incluyen:
- TN-C;
- TN-S;
- TNC-S;
De acuerdo con la cláusula 1.7.3 del PUE, un sistema TN es un sistema en el que el neutro de la fuente de alimentación está conectado a tierra y las partes conductoras abiertas de la instalación eléctrica están conectadas al neutro conectado a tierra de la fuente por medio de cero conductores de protección.
TN incluye elementos tales como:
- puesta a tierra de punto medio, que está relacionada con la fuente de alimentación;
- partes conductoras externas del dispositivo;
- conductor de tipo neutro;
- conductores combinados.
El neutro de la fuente está conectado a tierra y los conductores externos de la instalación están conectados al punto medio de la fuente conectado a tierra utilizando conductores de tipo protector.
Es posible hacer un bucle de tierra solo en instalaciones eléctricas, cuya potencia no exceda 1 kV.
sistema TN-C
En este sistema, los conductores cero de protección y cero de trabajo se combinan en un conductor PEN. Se combinan en todo el sistema. El nombre completo es Terre-Neutre-Combine.
Entre las ventajas de TN-C, solo se puede distinguir la fácil instalación del sistema, que no requiere mucho esfuerzo y dinero. La instalación no requiere la mejora del cable ya instalado y las líneas eléctricas aéreas, que tienen solo 4 dispositivos conductores.
Defectos:
- aumenta la probabilidad de recibir una descarga eléctrica;
- la tensión de línea puede aparecer en el cuerpo de la instalación eléctrica durante un circuito abierto;
- alta probabilidad de pérdida del circuito de puesta a tierra en caso de daño al dispositivo conductor;
- tal sistema solo protege contra cortocircuitos.
sistema TN-S
La peculiaridad del sistema es que la electricidad se suministra a los consumidores a través de 5 conductores en red trifásica ya través de 3 conductores en una red monofásica.
En total, de la red parten 5 fuentes conductoras, 3 de las cuales realizan la función de fase de potencia, y las 2 restantes son conductores neutros conectados al punto cero.
Diseño:
- PN es un mecanismo neutral que está involucrado en el circuito de equipos eléctricos.
- PE es un conductor sólidamente puesto a tierra que realiza una función de protección.
ventajas:
- facilidad de instalación;
- bajo costo de compra y mantenimiento del sistema;
- alto grado de seguridad eléctrica;
- no se requiere creación de contornos;
- la capacidad de utilizar el sistema como un dispositivo de protección contra fugas de corriente.
sistema TN-C-S
El sistema TN-C-S implica la división del conductor PEN en PE y N en algún tramo del circuito. Por lo general, la separación se lleva a cabo en el escudo de la casa, y antes de eso se combinan.
ventajas:
- un dispositivo simple de un mecanismo de protección contra rayos;
- protección contra cortocircuito.
Contras de usar:
- bajo nivel de protección contra la combustión del conductor neutro;
- la posibilidad de tensión de fase;
- alto costo de instalación y mantenimiento;
- el voltaje no se puede apagar automáticamente;
- no hay protección de corriente exterior.
sistema TT
TT está diseñado para proporcionar un alto nivel de seguridad. Instalado en centrales eléctricas nivel bajo condición técnica, por ejemplo, donde se utilizan cables desnudos, instalaciones eléctricas que se encuentran al aire libre o fijadas sobre soportes.
TT se monta según el esquema de cuatro conductores:
- La tensión de alimentación de 3 fases se desplaza en un ángulo de 120 ° entre sí;
- 1 cero común realiza las funciones combinadas de un conductor de trabajo y protección.
Beneficios de TT:
- alto nivel de resistencia a la deformación del cable que conduce al consumidor;
- protección contra cortocircuitos;
- Se puede utilizar en instalaciones eléctricas de alta tensión.
Defectos:
- sofisticado dispositivo de protección contra rayos;
- imposibilidad de rastrear las fases del cortocircuito del circuito eléctrico.
Sistemas con neutro aislado
Durante la transmisión y distribución de corriente eléctrica a los consumidores, se utiliza un sistema trifásico. Esto permite garantizar la simetría y la distribución uniforme de la carga actual.
Dicho dispositivo crea un régimen que implica el uso de una caja de transformadores y generadores. Sus puntos neutros no están equipados con bucle de tierra.
El tipo aislado de neutro se utiliza en el circuito de potencia cuando se conectan los devanados secundarios de las instalaciones de transformadores de acuerdo con el circuito triangular y en ausencia de energía durante emergencias. Tal red es una cadena de reemplazo.
Un neutro aislado contribuye a la penetración del revestimiento aislante durante un cortocircuito y la aparición de un cortocircuito en otras fases.
sistema de TI
El sistema IT hasta 1000 V proporciona puesta a tierra a través de un alto nivel de resistencia y está equipado con una fuente de alimentación neutra.
Todos los elementos externos de la instalación eléctrica, que sean de materiales conductores, están puestos a tierra. Entre las ventajas, se pueden distinguir bajas tasas de fuga de corriente durante un cortocircuito monofásico. red eléctrica. Una instalación con un mecanismo de este tipo puede funcionar durante mucho tiempo incluso en situaciones de emergencia. No hay diferencia entre los potenciales.
Desventaja: la protección actual no funciona en caso de falla a tierra. Durante el funcionamiento en modo de cortocircuito monofásico, la probabilidad de descarga eléctrica aumenta al tocar la segunda fase de la instalación.
La conexión eléctrica de un objeto hecho de material conductor a tierra. La puesta a tierra consta de un conductor de puesta a tierra (una parte conductora o un conjunto de partes conductoras interconectadas que están en contacto eléctrico con la tierra directamente o a través de un medio conductor intermedio) y un conductor de puesta a tierra que conecta el dispositivo puesto a tierra con el conductor de puesta a tierra. El conductor de puesta a tierra puede ser una barra de metal simple (la mayoría de las veces de acero, con menos frecuencia de cobre) o un conjunto complejo de elementos de forma especial.
La calidad de la puesta a tierra está determinada por el valor de la resistencia eléctrica del circuito de puesta a tierra, que se puede reducir aumentando el área de contacto o la conductividad del medio - usando muchas varillas, aumentando el contenido de sal en el suelo, etc. en Rusia, los requisitos para la puesta a tierra y su dispositivo están regulados.
Los conductores de puesta a tierra de protección en todas las instalaciones eléctricas, así como los conductores de protección cero en instalaciones eléctricas con tensión de hasta 1 kV con neutro sólidamente puesto a tierra, incluidos los neumáticos, deben tener la designación de letra PE y la designación de color con franjas longitudinales o transversales alternas de la misma. ancho (para neumáticos de 15 a 100 mm) amarillo y verde.
Los conductores de trabajo cero (neutro) se indican con la letra N y azul. Los conductores de protección cero combinados y de trabajo cero deben tener la designación de letra PEN y la designación de color: azul en toda su longitud y franjas de color amarillo verdoso en los extremos.
Errores en el dispositivo de puesta a tierra.
Conductores PE incorrectos
A veces se utiliza como conductor de puesta a tierra. tuberías o tuberías de calefacción, pero no se pueden utilizar como conductor de tierra. Puede haber insertos no conductores en las tuberías (por ejemplo, tubos de plastico), el contacto eléctrico entre las tuberías puede romperse debido a la corrosión y, finalmente, una parte de la tubería puede desmontarse para su reparación.
Combinación de un cero de trabajo y un conductor PE
Otra violación común es la unión del cero de trabajo y el conductor PE más allá del punto de su separación (si lo hay) a lo largo de la distribución de energía. Tal violación puede conducir a la aparición de corrientes bastante significativas en el conductor PE (que no debería conducir corriente en el estado normal), así como a disparos falsos del dispositivo de corriente residual (si está instalado). Separación incorrecta del conductor PEN
La siguiente forma de "crear" un conductor PE es extremadamente peligrosa: se determina un conductor neutro que funcione directamente en el enchufe y se coloca un puente entre él y el contacto PE del enchufe. Por lo tanto, el conductor PE de la carga conectada a esta salida está conectado al cero de trabajo.
El peligro de este circuito es que aparecerá un potencial de fase en el contacto de puesta a tierra de la toma, y por tanto en la carcasa del aparato conectado, si se cumple alguna de las siguientes condiciones:
- Ruptura (desconexión, quemado, etc.) del conductor neutro en la zona entre la toma y el blindaje (y más allá, hasta el punto de puesta a tierra del conductor PEN);
- Intercambiar los conductores de fase y cero (fase en lugar de cero y viceversa) que van a esta salida.
Función protectora de puesta a tierra.
El efecto protector de la puesta a tierra se basa en dos principios:
Reducción a un valor seguro de la diferencia de potencial entre un objeto conductor conectado a tierra y otros objetos conductores que tienen una conexión a tierra natural.
Eliminación de la corriente de fuga cuando un objeto conductor puesto a tierra hace contacto con un conductor de fase. En un sistema correctamente diseñado, la aparición de una corriente de fuga conduce a la operación inmediata de los dispositivos de protección ().
Por lo tanto, la conexión a tierra es más efectiva solo en combinación con el uso de dispositivos de corriente residual. En este caso, para la mayoría de las fallas de aislamiento, el potencial de los objetos conectados a tierra no excederá los valores peligrosos. Además, la sección defectuosa de la red se desconectará en muy poco tiempo (décimas de centésimas de segundo: el tiempo de disparo del RCD).
Operación de puesta a tierra en caso de mal funcionamiento de equipos eléctricos Un caso típico de mal funcionamiento de equipos eléctricos es una tensión de fase que golpea la carcasa metálica del dispositivo debido a una falla en el aislamiento. Dependiendo de qué medidas de protección se implementen, son posibles las siguientes opciones:
El caso no está conectado a tierra, no hay RCD (la opción más peligrosa). La carcasa del dispositivo estará bajo potencial de fase y esto no se detectará de ninguna manera. Tocar un dispositivo que funciona mal puede ser fatal.
El caso está fundado, no hay RCD. Si la corriente de fuga a lo largo del circuito de puesta a tierra de la carcasa de fase es lo suficientemente grande (supera el umbral de disparo del fusible que protege este circuito), el fusible se disparará y apagará el circuito. El voltaje operativo más alto (en relación con la tierra) en una caja con conexión a tierra será Umax=RGIF, donde RG ? resistencia del electrodo de tierra, SI ? la corriente a la que opera el fusible que protege este circuito. Esta opción no es lo suficientemente segura, ya que con una alta resistencia del electrodo de tierra y valores nominales de fusibles grandes, el potencial en el conductor puesto a tierra puede alcanzar valores bastante significativos. Por ejemplo, con una resistencia de puesta a tierra de 4 ohmios y un fusible de 25 A, el potencial puede alcanzar los 100 voltios.
El caso no está conectado a tierra, el RCD está instalado. La carcasa del dispositivo estará en fase potencial y esto no se detectará hasta que haya un camino para que pase la corriente de fuga. En el peor de los casos, se producirá una fuga a través del cuerpo de una persona que haya tocado tanto un dispositivo defectuoso como un objeto que tenga una conexión a tierra natural. El RCD desconecta la sección de la red con un mal funcionamiento tan pronto como se produce una fuga. Una persona recibirá solo una descarga eléctrica a corto plazo (0.010.3 segundos, el tiempo de operación del RCD), que, por regla general, no causa daño a la salud.
El caso está conectado a tierra, el RCD está instalado. Esta es la opción más segura ya que las dos medidas de protección se complementan. Cuando un voltaje de fase golpea un conductor puesto a tierra, la corriente fluye desde el conductor de fase a través de una falla de aislamiento hacia el conductor de tierra y más hacia la tierra. El RCD detecta inmediatamente esta fuga, aunque sea muy pequeña (normalmente el umbral de sensibilidad del RCD es de 10 mA o 30 mA), y rápidamente (0,010,3 segundos) desconecta la sección de la red con mal funcionamiento. Además, si la corriente de fuga es lo suficientemente alta (superior al umbral del fusible que protege ese circuito), el fusible también puede fundirse. Cuál dispositivo de protección(RCD o fusible) apagará el circuito, depende de su velocidad y corriente de fuga. También es posible que ambos dispositivos funcionen.
Tipos de suelo
TN-C
Sistema TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) propuesto preocupación alemana AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) en 1913. El cero de trabajo y el conductor PE (tierra de protección) en este sistema se combinan en un solo cable. El mayor inconveniente fue la formación de una tensión lineal (1,732 veces mayor que la tensión de fase) en las carcasas de las instalaciones eléctricas durante un cero de emergencia.
A pesar de esto, hoy puedes encontrar esto en los edificios de los países de la antigua URSS.
TN-S
Para reemplazar el sistema TN-C condicionalmente peligroso en la década de 1930, se desarrolló el sistema TN-S (Terre-Neutre-Separe en francés), en el que el cero de trabajo y el cero de protección se separaron directamente en la subestación, y el electrodo de tierra era bastante Estructura compleja herrajes metálicos.
Así, cuando se interrumpía el cero de trabajo en medio de la línea, las instalaciones eléctricas no recibían tensión de línea. Posteriormente, dicho sistema de conexión a tierra hizo posible desarrollar autómatas diferenciales y autómatas que se disparan por fugas de corriente, capaces de detectar una pequeña corriente. Su trabajo hasta el día de hoy se basa en las leyes de Kirghof, según las cuales la corriente que fluye a través del cable de fase debe ser numéricamente igual a la corriente que fluye a través de la corriente cero de trabajo.
También se puede observar el sistema TN-CS, donde la separación de ceros se da en la mitad de la línea, sin embargo, en caso de rotura del hilo neutro, hasta el punto de separación de la caja, quedarán bajo voltaje de línea, que representará una amenaza para la vida si se toca.
