Mi historia constará de tres partes.
1 parte Puesta a tierra informacion generaltérminos y definiciones).
2 parte. Métodos tradicionales de construcción de dispositivos de puesta a tierra (descripción, cálculo, instalación).
3 parte. Métodos modernos de construcción de dispositivos de puesta a tierra (descripción, cálculo, instalación).
En la primera parte (teoría) describiré la terminología, los principales tipos de conexión a tierra (propósito) y los requisitos para la conexión a tierra.
En la segunda parte (práctica) habrá una historia sobre las soluciones tradicionales utilizadas en la construcción de dispositivos de puesta a tierra, que enumeran las ventajas y desventajas de estas soluciones.
La tercera parte (práctica) en cierto sentido continuará la segunda. Contendrá una descripción de las nuevas tecnologías utilizadas en la construcción de dispositivos de puesta a tierra. Como en la segunda parte, enumerar las ventajas y desventajas de estas tecnologías.
Si el lector tiene conocimientos teóricos y está interesado solo en la implementación práctica, es mejor que se salte la primera parte y empiece a leer desde la segunda parte.
Si el lector tiene los conocimientos necesarios y desea conocer solo las novedades, es mejor omitir las dos primeras partes e ir directamente a leer la tercera.
Mi punto de vista sobre los métodos y soluciones descritos es algo parcial. Le pido al lector que comprenda que no estoy presentando mi material para un trabajo objetivo integral y que exprese mi punto de vista, mi experiencia en él.
Parte del texto es un compromiso entre la precisión y el deseo de explicar el "lenguaje humano", tan simplificado, capaz de "cortar el oído" de un lector con conocimientos técnicos.
1 parte Puesta a tierra
En esta parte, hablaré sobre la terminología, los principales tipos de conexión a tierra y las características de calidad de los dispositivos de conexión a tierra.
A. Términos y definiciones
B. Propósito (tipos) de puesta a tierra
B1. Puesta a tierra de trabajo (funcional)
B2. Tierra de seguridad
B2.1. Puesta a tierra en la composición de la protección contra rayos exterior.
B2.2. Conexión a tierra como parte de un sistema de protección contra sobretensiones (SPD)
B2.3. Puesta a tierra en la red
B. Calidad de puesta a tierra. Resistencia a tierra.
B1. Factores que afectan la calidad de puesta a tierra.
B1.1. Zona de contacto con el suelo.
B1.2. Resistencia eléctrica a tierra (específica)
B2 Estándares de resistencia a tierra existentes
B3. Cálculo de resistencia de la tierra
A. Términos y definiciones
Para evitar confusiones y malentendidos en la historia posterior, comenzaré con este punto.
Daré las definiciones establecidas del documento actual "Reglas para el dispositivo de instalación eléctrica (OED)" en la última edición (Capítulo 1.7 de la séptima edición).
E intentaré "traducir" estas definiciones a un lenguaje "simple".
Puesta a tierra - conexión eléctrica deliberada de cualquier punto de red, instalación eléctrica o equipo con un dispositivo de puesta a tierra (ПУЭ 1.7.28).
El suelo es un medio que tiene la propiedad de "absorber" la corriente eléctrica. También es un punto "común" en el circuito eléctrico, con respecto al cual se percibe la señal.
- juego de conductores de puesta a tierra / puesta a tierra y puesta a tierra (ПУЭЭ 1.7.19).
Es un dispositivo / circuito que consiste en un conductor de conexión a tierra y un conductor de conexión a tierra que conectan este conductor de conexión a tierra a la parte conectada a tierra de la red, instalación eléctrica o equipo. Se puede distribuir, es decir, consisten en varias tomas de tierra mutuamente distantes.
En la figura se muestra en líneas rojas gruesas:
- Parte conductora o conjunto de partes conductoras interconectadas que están en contacto eléctrico con el suelo (ПУЭ 1.7.15).
La parte conductora es un elemento / electrodo metálico (conductor) de cualquier perfil y estructura (pasador, tubería, tira, placa, rejilla, cucharón :-), etc.) ubicado en el suelo y a través del cual fluye la corriente eléctrica De instalaciones eléctricas.
La configuración del terreno (el número, la longitud, la ubicación de los electrodos) depende de sus requisitos y la capacidad del suelo para "absorber" la corriente eléctrica que fluye / "fluye" desde la instalación eléctrica a través de estos electrodos.
En la figura se muestra en líneas rojas gruesas:
Resistencia a tierra - la relación de la tensión en el dispositivo de puesta a tierra a la corriente que fluye desde la puesta a tierra a la tierra (ПУЭ 1.7.26).
La resistencia de conexión a tierra es el indicador principal de un dispositivo de conexión a tierra, que determina su capacidad para realizar sus funciones y determina su calidad como un todo.
La resistencia del terreno depende del área contacto electrico toma de tierra (electrodos de puesta a tierra) con la tierra ("drenaje" de la corriente) y la resistividad eléctrica del suelo en el que se monta este interruptor de puesta a tierra ("absorbiendo" la corriente).
- la parte conductora está en contacto eléctrico con la tierra local (GOST R 50571.21-2000 p. 3.21)
Repito: un elemento metálico (conductor) de cualquier perfil y estructura (pasador, tubo, tira, placa, rejilla, cucharón :-), etc.) en el suelo y a través del cual “fluye” puede actuar como parte conductora. Corriente eléctrica de instalaciones eléctricas.
En la figura se muestran en líneas rojas gruesas:
- nombre "popular" del dispositivo de conexión a tierra o conexión a tierra, que consiste en varios electrodos de conexión a tierra (un grupo de electrodos) conectados entre sí y montados alrededor del objeto a lo largo de su perímetro / contorno.
En la figura, el objeto está indicado por un cuadrado gris en el centro,
y el bucle de tierra - líneas rojas gruesas:
Resistividad de tierra - un parámetro que determina el nivel de "conductividad" del suelo como conductor, es decir, qué tan bien se propagará la corriente eléctrica del electrodo de conexión a tierra en dicho entorno.
Es una cantidad medible en función de la composición del suelo, tamaño y densidad.
la adherencia entre sí de sus partículas, humedad y temperatura, la concentración de productos químicos solubles en ella (sales, ácidos y residuos alcalinos).
B. Propósito (tipos) de puesta a tierra
La conexión a tierra se divide en dos tipos principales de acuerdo con el rol a desempeñar: trabajo (funcional) y protector. También en varias fuentes hay tipos adicionales, tales como: “instrumental”, “medición”, “control”, “radio”.
B1. Puesta a tierra de trabajo (funcional)
Esta es la conexión a tierra de un punto o puntos de las partes portadoras de corriente de una instalación eléctrica, que se realiza para garantizar el funcionamiento de una instalación eléctrica (no para fines de seguridad eléctrica) (EIR 1.7.30).
La puesta a tierra de trabajo (contacto eléctrico con la tierra) se utiliza para el funcionamiento normal de las instalaciones o equipos eléctricos, es decir, Por su trabajo en el modo NORMAL.
B2. Tierra de seguridad
Esta es una puesta a tierra realizada con fines de seguridad eléctrica (ПУЭ 1.7.29).
La conexión a tierra de protección proporciona protección para instalaciones y equipos eléctricos, así como la protección de las personas contra la exposición a voltajes y corrientes peligrosas que pueden ocurrir durante las averías, el uso inadecuado del equipo (es decir, en el modo de EMERGENCIA) y durante descargas de rayos.
Además, la conexión a tierra de protección se utiliza para proteger el equipo contra la interferencia con la conmutación en la red de suministro y los circuitos de interfaz, así como contra la interferencia electromagnética inducida por el equipo que opera en paralelo.
Leer más propósito protector La conexión a tierra se puede considerar en dos ejemplos:
como parte de un sistema externo de protección contra rayos en forma de una barra de intercepción conectada a tierra
como parte de un sistema de protección contra sobretensiones
como parte de la red eléctrica del objeto
B2.1. Puesta a tierra como parte de la protección contra rayos
El rayo es una descarga o, en otras palabras, una "descomposición", que surge de una nube a la Tierra, cuando una carga crítica (relativa a la tierra) se acumula en la nube. Ejemplos de este fenómeno en una escala más pequeña son la “descomposición” en un condensador y la descarga de gas en una lámpara.
El aire es un medio con muy alta resistencia (dieléctrico), pero la descarga lo supera, porque tiene un gran poder El camino de la descarga pasa a través de las áreas de menor resistencia, como las gotas de agua en el aire y los árboles. Esto explica la estructura de la raíz del rayo en el aire y el rayo frecuente que ingresa a los árboles y edificios (tienen menos resistencia que el aire en esta brecha).
Cuando llega al techo de un edificio, los rayos continúan su camino hacia el suelo, seleccionando también áreas con la menor resistencia: paredes mojadas, cables, tuberías, aparatos eléctricos, lo que representa un peligro para los humanos y el equipo ubicado en este edificio.
La protección contra rayos está diseñada para desviar la descarga de rayos del edificio / objeto protegido. Un rayo que recorre el camino de menor resistencia se introduce en un pararrayo metálico sobre un objeto, luego desciende sobre un relámpago metálico situado fuera del objeto (por ejemplo, en las paredes) hacia el suelo, donde se aleja de él (le recuerdo: “En sí misma una corriente eléctrica).
Con el fin de hacer que la protección contra rayos sea "atractiva" para los rayos, así como para excluir la propagación de las corrientes de rayos de las partes de protección contra rayos (receptor y salidas) en el objeto, se conecta a tierra a través de un conductor de conexión a tierra que tiene una baja resistencia a tierra.
La conexión a tierra en dicho sistema es un elemento obligatorio, ya que proporciona la transición completa y rápida de las corrientes de rayos al suelo, evitando que se propaguen a través del objeto.
B2.2. Conexión a tierra como parte de un sistema de protección contra sobretensiones (SPD)
Dispositivo de protección contra sobretensiones diseñado para proteger el equipo electrónico de la carga acumulada en cualquier parte de la línea / red como resultado del campo electromagnético (EMF) inducido por una instalación eléctrica cercana (o línea de alto voltaje) o EMF causada por una descarga cercana (a cientos de metros) relámpago
Un ejemplo sorprendente de este fenómeno es la acumulación de carga en el cable de cobre de la red de la casa o en el "reenvío" entre edificios durante una tormenta eléctrica. En algún momento, los dispositivos conectados a este cable (tarjeta de red de computadora o puerto de conmutador) no soportan el "tamaño" de la carga acumulada y se produce una falla eléctrica dentro de este dispositivo, destruyéndolo (simplemente).
Para "purgar" la carga acumulada paralela a la "carga" en la línea frente al equipo pone un SPD.
Un descargador de sobretensiones clásico es un descargador de gas diseñado para un cierto "umbral" de carga, que es menor que el "margen de seguridad" del equipo protegido. Uno de los electrodos de esta chispa está conectado a tierra, y el otro está conectado a uno de los cables de línea / cable.
Cuando se alcanza este umbral, surge una descarga dentro de la chispa :-) entre los electrodos. Como resultado, la carga acumulada se descarga a tierra (a través de la conexión a tierra).
Como en la protección contra rayos, la conexión a tierra en dicho sistema es un elemento esencial, ya que es precisamente esto lo que garantiza la ocurrencia oportuna y garantizada de una descarga en el SPD, evitando que la carga exceda la línea por encima del nivel seguro para el equipo protegido.
B2.3. Puesta a tierra en la red
El tercer ejemplo de la función protectora de la puesta a tierra es garantizar la seguridad de los humanos y los equipos eléctricos en caso de averías / accidentes.
La forma más fácil de realizar una falla de este tipo se describe mediante el cierre del conductor de fase de la red eléctrica al cuerpo del dispositivo (cortocircuito en la unidad de suministro de energía o cortocircuito en el calentador de agua a través del entorno de agua). Una persona que toque tal dispositivo creará un adicional circuito electricoa través de la cual correrá la corriente, causando lesiones en los órganos internos del cuerpo, principalmente el sistema nervioso y el corazón.
Para eliminar tales consecuencias, se utiliza la conexión de edificios con un conductor de conexión a tierra (para desviar las corrientes de emergencia al suelo) y protección dispositivos automáticos, durante una fracción de segundo, desconectando la corriente en una emergencia.
Por ejemplo, la conexión a tierra de todos los recintos, gabinetes y racks de equipos de telecomunicaciones.
B. Calidad de puesta a tierra. Resistencia a tierra.
Para realizar correctamente la puesta a tierra de sus funciones, debe tener ciertos parámetros / características. Una de las propiedades principales que determinan la calidad de la conexión a tierra es la resistencia a la propagación de la corriente (resistencia a la conexión a tierra), que determina la capacidad del dispositivo de conexión a tierra (electrodos de conexión a tierra) para transferir las corrientes que fluyen desde el equipo hasta la tierra.
Esta resistencia tiene valores finitos y, en el caso ideal, es un valor de cero, lo que significa la ausencia de resistencia al pasar corrientes "dañinas" (esto garantiza su absorción COMPLETA por el suelo).
La resistencia depende principalmente de dos condiciones:
Área (S) de contacto de puesta a tierra eléctrica con el suelo.
Resistencia eléctrica (R) del propio suelo, en el que se ubican los electrodos.
B1.1. El área de contacto de la puesta a tierra con el suelo.
Cuanto mayor sea el área de contacto de la puesta a tierra con el suelo, mayor será el área para que la corriente fluya desde esta puesta a tierra (las condiciones más favorables se crean para que la corriente fluya hacia el suelo). Esto puede compararse con el comportamiento de una rueda de automóvil al girar. Un neumático estrecho tiene una pequeña área de contacto con asfalto y puede comenzar a deslizarse fácilmente sobre él, “enviando” el automóvil al patín. Un neumático ancho, e incluso un poco desinflado, tiene un área de contacto con el asfalto mucho mayor, lo que proporciona un agarre confiable y, por lo tanto, un control confiable sobre el movimiento.
Es posible aumentar el área de contacto del conductor de conexión a tierra con el suelo ya sea aumentando el número de electrodos, conectándolos entre sí (sumando las áreas de varios electrodos), o aumentando el tamaño de los electrodos. Cuando se usan electrodos de puesta a tierra verticales, este último método es muy efectivo si las capas de suelo profundo tienen una resistencia eléctrica más baja que las superiores.
B1.2. Resistencia eléctrica a tierra (específica)
Permítame recordarle: este es el valor que determina qué tan bien el suelo conduce la corriente a través de sí mismo. Mientras menos resistencia tenga el suelo, más efectivo / más fácil será "absorber" la corriente del plano de tierra.
Ejemplos de suelos que conducen bien la electricidad son las marismas o la arcilla altamente húmeda. El entorno natural ideal para el paso de la corriente es el agua de mar.
Un ejemplo de un suelo de tierra "malo" es la arena seca.
(Si está interesado, puede ver utilizado en los cálculos de dispositivos de puesta a tierra).
Volviendo al primer factor y método de reducir la resistencia a tierra en forma de aumentar la profundidad del electrodo, podemos decir que en la práctica en más del 70% de los casos, el suelo a una profundidad de más de 5 metros tiene una resistividad eléctrica varias veces menor que la superficie, debido a una mayor humedad y densidad . A menudo hay agua subterránea, que proporciona una resistencia muy baja al suelo. La conexión a tierra en tales casos es de muy alta calidad y confiable.
B2 Estándares de resistencia a tierra existentes
Dado que el ideal (resistencia cero a la dispersión) es imposible de lograr, todos los equipos eléctricos y dispositivos electrónicos creado en base a ciertos valores normalizados de resistencia de tierra, por ejemplo 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 o más ohmios.
Para la orientación, voy a dar los siguientes valores:
para una subestación con un voltaje de 110 kV, la resistencia a la propagación de corrientes no debe ser superior a 0,5 ohmios (ПУЭ 1,7.90)
al conectar equipos de telecomunicaciones, la conexión a tierra generalmente debe tener una resistencia de no más de 2 o 4 ohmios
para una operación segura de los descargadores de gas en dispositivos de protección de líneas aéreas (por ejemplo, una red local basada en cable de cobre o cable de RF) la resistencia a tierra a la que están conectados (descargadores) no debe ser superior a 2 ohmios. Hay casos con un requisito de 4 ohmios.
en la fuente de corriente (por ejemplo, una subestación transformadora), la resistencia de conexión a tierra no debe ser más de 4 ohmios a voltaje de línea Fuente de 380 V corriente trifásica o fuente de 220 V corriente monofásica (PUE 1.7.101)
para la conexión a tierra, utilizada para conectar las barras de intercepción, la resistencia no debe ser superior a 10 ohmios (RD 34.21.122-87, p. 8)
Para casas particulares, con conexión eléctrica de 220 voltios / 380 voltios:
cuando se utiliza el sistema TN-C-S, es necesario tener una conexión a tierra local con una resistencia recomendada de no más de 30 ohmios (me guío por ПУЭ 1.7.103)
al usar el sistema TT (aislamiento de la conexión a tierra desde la fuente neutral de la fuente de corriente) y el uso de un dispositivo de apagado de protección (RCD) con una corriente de respuesta de 100 mA, es necesario tener una conexión a tierra local con una resistencia de no más de 500 Ohm (OLC 1.7.59)
B3. Cálculo de resistencia de la tierra
Para un diseño exitoso de un dispositivo de conexión a tierra que tenga la resistencia de conexión a tierra necesaria, por lo general, las configuraciones de conexión a tierra típicas y las fórmulas básicas se utilizan para los cálculos.
La configuración de la conexión a tierra generalmente es seleccionada por el ingeniero en función de su experiencia y la posibilidad de su uso (configuración) en un objeto en particular.
La elección de las fórmulas de cálculo depende de la configuración de puesta a tierra seleccionada.
Las fórmulas en sí contienen los parámetros de esta configuración (por ejemplo, el número de electrodos de conexión a tierra, su longitud, espesor) y los parámetros del suelo de un objeto en particular donde se colocará el interruptor de puesta a tierra. Por ejemplo, para un solo electrodo vertical, esta fórmula sería:
La precisión del cálculo suele ser baja y depende nuevamente del terreno. En la práctica, las discrepancias en los resultados prácticos se encuentran en casi el 100% de los casos. Esto se debe a su gran falta de homogeneidad (del suelo): varía no solo en profundidad sino también en área, formando una estructura tridimensional. Las fórmulas disponibles para calcular los parámetros de conexión a tierra son difíciles de manejar con la heterogeneidad unidimensional del suelo, y el cálculo en la estructura tridimensional está asociado con una enorme potencia de cálculo y requiere una capacitación extremadamente alta del operador.
Además, para crear un mapa de suelo preciso, es necesario producir una gran cantidad de trabajo geológico (por ejemplo, para un área de 10 * 10 metros, es necesario realizar y analizar unos 100 hoyos de hasta 10 metros de longitud), lo que provoca un aumento significativo en el costo del proyecto y, a menudo, no es posible.
A la luz de lo anterior, el cálculo es casi siempre obligatorio, pero es una medida aproximada y generalmente se lleva a cabo de acuerdo con el principio de lograr la resistencia del suelo "no más que". Las fórmulas se sustituyen por valores promediados. resistividad El suelo, o sus mayores valores. Esto proporciona un "margen de seguridad" y, en la práctica, se expresa en valores de resistencia a tierra deliberadamente más bajos (más bajos significa mejor) de lo que se esperaba durante el diseño.
Tierra de construcción
En la construcción de la puesta a tierra de los electrodos de puesta a tierra verticales más utilizados. Esto se debe al hecho de que los electrodos horizontales son difíciles de enterrar a una mayor profundidad, y cuando estos electrodos son poco profundos, aumentan en gran medida la resistencia a tierra (deterioro de la característica principal) en invierno debido a la congelación de la capa superior del suelo, lo que lleva a un gran aumento en sus características resistencia electrica
Como electrodos verticales, casi siempre se eligen tubos de acero, pasadores / varillas, ángulos, etc. Productos laminados estándar que tienen una longitud mayor (más de 1 metro) con dimensiones transversales relativamente pequeñas. Esta elección está asociada con la posibilidad de una fácil penetración de tales elementos en el suelo, a diferencia, por ejemplo, de una lámina plana.
Más información sobre la construcción - en las siguientes partes.
Alexey Rozhankov, especialista técnico.
En la preparación de este artículo, se utilizaron los siguientes materiales:
Reglas de instalación eléctrica (ПУЭ), parte 1.7, modificada por la séptima edición
GOST R 50571.21-2000 (IEC 60364-5-548-96)
Dispositivos y sistemas de puesta a tierra para igualar potenciales eléctricos en instalaciones eléctricas que contienen equipos de procesamiento de información (google)
Instrucciones para la protección contra rayos de edificios y estructuras RD 34.21.122-87
Publicaciones en el sitio ""
Experiencia y conocimiento propio.
La conexión a tierra es una de las formas más importantes de proteger a una persona de ser golpeada por una corriente perdida de una red eléctrica. Para ello, aplique el sistema de puesta a tierra adecuado. No solo la seguridad humana dependerá de ellos, sino también el correcto funcionamiento de los aparatos eléctricos y otros equipos de protección.
Los sistemas de puesta a tierra suelen estar clasificados. Las normas para determinar el tipo de estructura de puesta a tierra de protección fueron adoptadas por la Comisión Electrotécnica Internacional y el Gosstandart de la Federación Rusa. Por eso es costumbre distinguir entre varios tipos de sistemas.
Sistema TN Este tipo tiene una diferencia característica de los demás: la presencia de un neutro conectado a tierra en el circuito. En TN, todas las áreas conductoras expuestas de cualquier equipo eléctrico están conectadas a un área neutral con conexión a tierra específica de una fuente de alimentación eléctrica separada conectando los conductores de protección ("cero"). En este sistema, un neutro conectado a tierra significa que el “cero” del transformador está conectado al circuito de conexión a tierra. Se utiliza para conectar a tierra equipos eléctricos (televisores, una unidad de sistema de computadora, un refrigerador, una caldera y otros equipos).
Subsistema TN-C. Este es un sistema TN, donde los conductores de protección y neutros en toda la línea se combinan en un PEN. Esto significa que un especial reducción a cero protectora. Este sistema fue relevante en los años 90, pero hoy está desactualizado. Usualmente se usa para iluminación exterior para ahorrar costos. No recomendado para su instalación en modernos edificios residenciales.
Subsistema TN-S. En TN-S protector y cable ceroapodoy separados. Este subsistema se considera el más confiable y seguro, pero generalmente involucra grandes gastos financieros. Se utiliza para proteger las comunicaciones de televisión, lo que eliminará la mayor parte del ruido en una red de bajo voltaje. Subsistema TN-C-S. El sistema de puesta a tierra TN C S es un circuito intermedio. En este caso, los contactos de protección y de trabajo deben combinarse en un solo lugar. A menudo lo hacen en general. centralita complejo
Se combina. Y en todas las demás partes del sistema TN C S, estos conductores deben estar separados unos de otros. Este sistema se considera la mejor solución para la red eléctrica de cualquier edificio (industrial, residencial, público).
Proporción favorable de calidad y precio. Otras formas de conectar las instalaciones de puesta a tierra no permiten una operación confiable en partes individuales. Dependiendo del nivel de resistencia requerido, se selecciona una sección de conductores.
Sistema TT El sistema de este tipo tiene una característica: el conductor neutro de la fuente está conectado a tierra y las partes conductoras abiertas de las instalaciones eléctricas están conectadas a tierra. El bucle de tierra es independiente del neutro a tierra de la fuente de alimentación principal. Esto significa que el equipo utiliza un bucle de tierra separado, no conectado al conductor neutro.
El sistema TT se utiliza para varias estructuras móviles o en lugares donde no es posible equipar un terreno de protección de acuerdo con todas las normas y estándares. Se proporciona una conexión obligatoria de dispositivos de seguridad con una conexión a tierra de calidad (a un voltaje de 380 voltios, la resistencia debe ser de al menos 4 ohmios). El nivel de resistencia debe tener en cuenta el tipo específico de interruptor automático.
Sistema informático Un rasgo característico del circuito: el conductor neutro de la fuente de alimentación se conecta a tierra a través de dispositivos eléctricos o desde tierra. Los dispositivos deben tener una alta resistencia y las partes conductoras de las instalaciones eléctricas deben conectarse a tierra por medio de un equipo de conexión a tierra. Alta resistencia electrodomésticos Aumentará la fiabilidad del sistema.
Se usa con poca frecuencia, generalmente para equipos eléctricos en edificios de propósitos especiales (por ejemplo, suministro de energía ininterrumpido a la unidad del sistema de PC, iluminación de emergencia de hospitales), donde se incrementa el requisito de fiabilidad y seguridad. Cada uno de estos sistemas tiene sus ventajas y desventajas. En este sentido, es necesario seleccionar adecuadamente el esquema de instalación. puesta a tierra protectora Para situaciones específicas.
Como funciona TN
De acuerdo con las reglas del Sistema de Reglas de Instalación Eléctrica (EMP), el sistema TN es el más confiable. El principio de su funcionamiento permite proporcionar una protección confiable de la corriente eléctrica a las personas y al equipo eléctrico conectado.
La condición principal para el funcionamiento seguro y confiable del sistema TN es que el valor de la corriente entre el conductor de fase y la parte no aislada en caso de un cortocircuito en la red eléctrica debe exceder necesariamente el valor de la corriente en la que deben operar los dispositivos de protección. Para este sistema, también es necesario conectar un dispositivo de seguridad y autómatas diferenciales.
Video "Sistema de puesta a tierra avanzado"
Establecemos un sistema de puesta a tierra.
Si decide hacer un circuito de conexión a tierra, entonces para una estructura de conexión a tierra, debe utilizar un metal ferroso normal. Para ello encajan esquinas de hierro, listones de acero, tuberías y otras estructuras. Tal material tiene una resistencia óptima y bajo costo. Antes del comienzo trabajo de montaje necesita hacer un proyecto que contendrá una descripción de la estructura, el material utilizado, el tamaño, la ubicación de la comunicación técnica, el tipo de suelo y otros parámetros.
Asegúrese de saber qué tipo de suelo se instalará bucle de tierra. De esto dependerá el nivel de resistencia. Así que en el suelo arenoso la resistencia es mucho mayor que en la tierra común. La resistencia se verá afectada por la humedad del suelo y la presencia de agua subterránea. La humedad de la tierra variará dependiendo del clima del área donde se llevarán a cabo los trabajos de instalación.
Esquema e instalación
Los expertos en el campo de la ingeniería eléctrica recomiendan encarecidamente el uso de esquemas prefabricados para la instalación de estructuras de puesta a tierra. Los equipos listos se pueden comprar en tiendas especializadas. Se incluye un diagrama de cableado e instalación apropiado con el kit de conexión a tierra. El kit está certificado y tiene una garantía de funcionamiento. Pero este diseño se puede hacer de forma independiente. Las estructuras de puesta a tierra más comunes tienen la forma de un triángulo y un cuadrado. El primer método es más económico.
En el lugar donde se instalará la estructura de protección, debe dibujar un triángulo equilátero condicional. Sus partes superiores deben estar a una distancia de 1,5 m entre sí. Se excavará una zanja con una profundidad de 1 m a lo largo del contorno. En los lugares de los picos, se obstruirán 3 conductores principales: refuerzo redondo (diámetro: de 35 mm, longitud: 2-2,5 m). La armadura está clavada en el suelo, luego deben estar conectadas por un neumático de metal (ancho - 40 mm, espesor - 4 mm). La fijación se realiza mediante soldadura. El cable de tierra se extenderá desde la estructura hasta el tablero de distribución.
Luego se entierra la zanja. Después de completar la instalación, es necesario verificar el circuito de conexión a tierra. Para este propósito, se utiliza equipo especial, que le permite medir la resistencia en parcelas individuales (hasta 15 metros de la estructura de puesta a tierra). Cuando se instala correctamente, la resistencia no excederá de 4 ohmios. A valores más altos, necesita verificar dos veces la unión. El multímetro para verificación no funcionará.
Contenidos:La parte más importante del diseño, la instalación y el funcionamiento posterior de los equipos y las instalaciones eléctricas es un sistema de puesta a tierra correctamente implementado. Dependiendo de las estructuras de puesta a tierra utilizadas, el terreno puede ser natural y artificial. Las bases naturales están representadas por todo tipo de objetos metálicos que están constantemente en el suelo. Estos incluyen accesorios, tuberías, pilotes y otras estructuras capaces de conducir la corriente.
Pero la resistencia eléctrica y otros parámetros inherentes a estos objetos no se pueden controlar y predecir con precisión. Por lo tanto, es imposible operar correctamente cualquier equipo eléctrico con dicha conexión a tierra. Los documentos normativos solo proporcionan conexión a tierra artificial utilizando dispositivos de conexión a tierra especiales.
Clasificación del sistema de puesta a tierra
Dependiendo de los esquemas redes electricas y otras condiciones de operación, se aplican sistemas. puesta a tierra TN-S, TNC-S, TN-C, TT, IT, denotado de acuerdo con la clasificación internacional. El primer símbolo indica los parámetros de conexión a tierra de la fuente de alimentación, y el símbolo de la segunda letra corresponde a los parámetros de conexión a tierra de las partes abiertas de las instalaciones eléctricas.
Los símbolos de letras se interpretan de la siguiente manera:
- T (tierra - tierra) - significa puesta a tierra,
- N (neutro - neutro) - conexión con la fuente neutral o puesta a cero,
- I (isole) corresponde al aislamiento.
Los conductores cero en GOST tienen las siguientes designaciones:
- N - es el cable de trabajo cero,
- RE - Conductor de protección cero,
- PEN - combinado cero de trabajo y cable protector puesta a tierra
Sistema de puesta a tierra TN-C
La conexión a tierra TN se refiere a sistemas con un neutro a tierra muerto. Una de sus variedades es el sistema de puesta a tierra TN-C. Combina conductores neutros funcionales y protectores. La versión clásica está representada por el circuito tradicional de cuatro cables, en el que hay tres fases y un cable neutro. A medida que se utiliza el bus de puesta a tierra principal, se conecta a todas las partes expuestas conductoras y partes metálicas, con la ayuda de cables neutros adicionales.
La principal desventaja del sistema TN-C es la pérdida de propiedades protectoras cuando el conductor neutro se enciende o se rompe. Esto conduce a la aparición de voltaje, que amenaza la vida, en todas las superficies de las cajas de los dispositivos y equipos donde no hay aislamiento. En sistema TN-C No hay un conductor de protección a tierra PE, por lo que tampoco todos los enchufes conectados están conectados a tierra. A este respecto, para todos los equipos eléctricos usados se requiere un dispositivo: conectar las partes de la caja al cable neutro.
En caso de contacto del cable de fase de las partes abiertas de la carcasa, cortocircuito y disparo automático de fusibles. El apagado rápido de emergencia elimina el riesgo de incendio o lesiones a las personas. descarga electrica. Está estrictamente prohibido utilizar circuitos adicionales, igualando los potenciales en los baños, en caso de operar el sistema de puesta a tierra TN-C.
Aunque el esquema tn-c es el más simple y económico, no se usa en edificios nuevos. Este sistema se ha conservado en los hogares de las antiguas fuentes residenciales y en el alumbrado público, donde la probabilidad de una descarga eléctrica es extremadamente baja.
Circuito de puesta a tierra TN-S, TN-C-S
El sistema de puesta a tierra TN-S se considera un esquema más óptimo, pero costoso. Para reducir su costo, se han desarrollado medidas prácticas que permiten utilizar todas las ventajas de este esquema.
La esencia de este método radica en el hecho de que cuando se suministra energía desde una subestación, se utiliza un conductor neutro combinado PEN, que se conecta a un neutro con toma de tierra. En la entrada del edificio se divide en dos conductores: cero PE de protección y cero de trabajo.
El sistema tn-c-s tiene un inconveniente importante. Cuando se quema o cualquier otro daño al conductor PEN en el área desde la subestación hasta el edificio, se genera un voltaje peligroso en el cable PE y en las partes de la caja del instrumento asociadas. Por lo tanto, uno de los requisitos documentos regulatorios para asegurar uso seguro sistemas TN-SSon medidas especiales de protección. cables PEN del daño.
Puesta a tierra TT
En algunos casos, cuando la electricidad se suministra de acuerdo a las normas tradicionales. líneas aéreas, resulta bastante problemático proteger el conductor de puesta a tierra combinado PEN cuando se utiliza el circuito TN-C-S. Por lo tanto, en tales situaciones, se utiliza un sistema de puesta a tierra según el esquema TT. Su esencia radica en la puesta a tierra sorda de la fuente de energía neutra, así como en el uso de cuatro cables para la transmisión. voltaje trifásico. El cuarto conductor se utiliza como un cero funcional.
Conexión a tierra de pasadores modulares con mayor frecuencia por los consumidores. A continuación, se conecta con todos conductores protectores Puesta a tierra de PE asociada a los detalles de los recintos de instrumentos y equipos.
El esquema TT se ha aplicado relativamente recientemente y ya se ha demostrado en privado. casas de campo. En las ciudades, el sistema TT se utiliza en instalaciones temporales, como puntos de venta. Este método de puesta a tierra requiere el uso de dispositivos de seguridad En forma de RCD y ejecución. eventos tecnicos Para la protección contra tormentas eléctricas.
Sistema de puesta a tierra de TI
Los sistemas considerados anteriormente con un neutro de baja conexión a tierra, aunque se consideran suficientemente confiables, tienen desventajas significativas. Mucho más seguros y perfectos son los circuitos con un neutro, completamente aislados de la tierra. En algunos casos, para su puesta a tierra se utilizan instrumentos y dispositivos con resistencia significativa.
Esquemas similares se utilizan en el sistema de puesta a tierra de TI. Son los más adecuados para las instituciones médicas, mientras que mantienen fuente de alimentación ininterrumpida Equipos de soporte vital. Los esquemas de TI se han probado en las refinerías de energía y petróleo, otras instalaciones, donde existen dispositivos complejos altamente sensibles.
La parte principal del sistema informático es aislamiento neutro fuente I, así como T, instalada en el lado del consumidor. La tensión de alimentación de la fuente al consumidor se realiza utilizando el número mínimo de cables. Además, conecta a tierra todas las partes conductoras que están disponibles en los gabinetes de los equipos instalados en el consumidor. En el sistema de TI no hay ningún conductor funcional cero en el área desde la fuente hasta el consumidor.
Así que todos los sistemas puesta a tierra TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT proporcionan un funcionamiento confiable y seguro de dispositivos y equipos eléctricos conectados a los consumidores. El uso de estos esquemas excluye la electrocución de las personas que usan el equipo. Cada sistema se utiliza en condiciones específicas, que necesariamente se tienen en cuenta en el proceso de diseño y la posterior instalación. A expensas de ello se proporciona la seguridad garantizada, la preservación de la salud y la vida de las personas.
Casi todas las casas están equipadas con puesta a tierra. Su tarea es garantizar la seguridad en el uso de instalaciones eléctricas. Entre los profesionales, es costumbre dividir el sistema de puesta a tierra en varios tipos. Hablaremos de las opciones existentes en nuestro artículo.
En el área mundial de la electricidad, es habitual clasificar la conexión a tierra en tres tipos, y pueden determinarse utilizando las abreviaturas TT, TN, IT. Cada letra tiene el siguiente significado:
- T - puesta a tierra, traducida de la palabra francesa terra - suelo;
- N es neutral, lo que significa que este sistema está puesto a cero;
- I - indica la presencia de puesta a tierra de aislamiento.
Es importante La disposición de las letras de los sistemas de puesta a tierra juega un papel importante y conlleva una cierta designación.
El valor de la primera letra indica el principio de la conexión a tierra de la fuente de alimentación, la designación de la segunda letra en el sistema indica la conexión a tierra de las partes abiertas conductoras del equipo eléctrico. Las últimas letras indican la funcionalidad de los conductores neutros y protectores.
Sistemas de puesta a tierra para viviendas particulares.
Echemos un vistazo más de cerca a las opciones de conexión a tierra, cada una de las cuales recibirá una sección separada.
Puesta a tierra de TN y sus subespecies
Ya se ha hecho mucho con respecto a los sistemas de puesta a tierra, pero pocos prestan atención a la decodificación. Al crear la protección de los equipos eléctricos, es necesario tener en cuenta todos los detalles, ya que más adelante a menudo hay problemas al reparar o reconstruir el sistema.
Esta variedad difiere de las otras en que tiene un neutro conectado a tierra. Esta configuración involucra unir partes conductoras abiertas al punto cero de la fuente de suministro. Seguramente preguntarás qué es un "neutro a tierra". En términos generales, este concepto es la conexión de un conductor neutro directamente al conductor de tierra en una instalación de transformador.
La seguridad eléctrica en este sistema se logra debido al exceso de voltaje de la parte abierta de la instalación y la "fase" por encima del valor de la respuesta de potencial eléctrico en un tiempo específico.
Sistema de puesta a tierra TT: característica detallada
Este tipo de conexión a tierra difiere del esquema anterior en que tiene una "conexión a tierra" en un conductor neutro, mientras que las partes conductoras expuestas del equipo eléctrico están conectadas directamente al sistema de protección. El sistema TT proporciona una instalación separada del bucle de tierra. Este tipo de protección se utiliza en condiciones modernas para cabinas, estructuras móviles y portátiles.
Sistemas de puesta a tierra para la construcción de viviendas.
Es importante Al desarrollar este sistema de puesta a tierra, es necesario utilizar un dispositivo de corriente residual (RCD).
Diseño de puesta a tierra de ti
La conexión a tierra de TI se usa con menos frecuencia, a diferencia de los sistemas anteriores. Puede encontrar dichos equipos en edificios de fines especiales y en empresas industriales. Preferiblemente instalado para iluminación de emergencia.
El diseño se caracteriza por la presencia de una fuente de energía neutra aislada de la "tierra". En algunos casos, puede aterrizar a través de dispositivos de consumo.
Es importante Es necesario utilizar un sistema de puesta a tierra de TI solo en condiciones de mayores requisitos de seguridad energética.
¿Qué método tiene el sistema de puesta a tierra del dispositivo?
Diagrama del sistema de puesta a tierra
Hoy en día, se han registrado varias tecnologías que contemplan la construcción de sistemas de puesta a tierra comunes. Dos métodos son ampliamente utilizados, que ahora analizaremos.
- La técnica estándar se caracteriza por la implementación de la construcción de puesta a tierra mediante materias primas de metalurgia ferrosa. Inicialmente, el proyecto se está desarrollando y, después de la preparación de todo el conjunto de herramientas, comienzan a implementar el circuito en tierra. Esto tiene en cuenta una serie de factores que pueden afectar el diseño. El uso de esta tecnología ha mejorado a lo largo de los años, y hoy en día se utiliza para muchas condiciones climáticas.
- La conexión a tierra modular implica el uso de un kit especial, que se puede encontrar en los puntos de venta. En este caso se aplican materiales de producción de fábrica.
Instalación y materias primas para puesta a tierra modular.
Para la instalación de este tipo de dispositivo: barras de acero con piezas recubiertas de cobre, acoplamientos y accesorios, un kit para puesta a tierra modular (piezas de latón, cobre y cobre), puntas de acero, pasta anticorrosiva, cinta protectora. Cuando prepare el material, siga las reglas de instalación:
¿Cuáles son los tipos de sistemas de puesta a tierra?
- El primer paso es instalar una barra vertical de acero en el suelo;
- Resistencia intermedia medida;
- Las barras de acero restantes se están instalando;
- En esta etapa se coloca un conductor de puesta a tierra horizontal;
- Todos los elementos estructurales están conectados mediante abrazaderas o equipos soldados, cubiertos con cinta protectora. Además, no te olvides del tratamiento anticorrosión.
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