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La puesta a tierra de protección (puesta a cero) es la principal medida de protección de las estructuras metálicas. El objetivo principal de este evento es proteger contra una posible descarga eléctrica del usuario del dispositivo cuando el gabinete está cerrado en caso, por ejemplo, descarga eléctrica   si el conductor de fase está cerrado cuando el aislamiento está roto. En otras palabras, la conexión a tierra es un sustituto de las funciones de protección de fusibles. No es necesario poner a tierra todos los aparatos eléctricos disponibles en la casa: la mayoría de ellos tiene una carcasa de plástico confiable, que en sí misma protege contra descargas eléctricas. Nulidad protectora   difiere de la conexión a tierra en que los cuerpos de las máquinas y los aparatos no están conectados al "suelo", sino a los puestos a tierra cable cero, yendo desde la subestación transformadora a través de una línea eléctrica de cuatro hilos. Para garantizar la seguridad humana completa, la resistencia de los seccionadores de puesta a tierra (junto con el circuito) no debe superar los 4 ohmios. Para este propósito, dos veces al año (en invierno y verano), son revisados ​​por un laboratorio especial.

1. Conexión a tierra

Puesta a tierra - conexión eléctrica deliberada de cualquier punto red eléctrica, instalación eléctrica o equipo, con un dispositivo de conexión a tierra.

Un dispositivo de conexión a tierra consiste en un conductor de conexión a tierra (una parte conductora o una pluralidad de partes conductoras interconectadas ubicadas en contacto eléctrico con tierra directamente oa través de un medio conductor intermedio) y un conductor de conexión a tierra que conecta la parte (punto) puesta a tierra con el electrodo de tierra. El dispositivo de puesta a tierra puede ser una simple varilla de metal (con mayor frecuencia de acero, con menos frecuencia de cobre) o un conjunto complejo de elementos de una forma especial. La calidad de la conexión a tierra está determinada por el valor de la resistencia del dispositivo de puesta a tierra, que se puede reducir aumentando el área de los conductores de puesta a tierra o la conductividad del medio: utilizando varias barras, aumentando el contenido de sal en el suelo, etc. La resistencia eléctrica del dispositivo de puesta a tierra está determinada por los requisitos del PUE

Terminología

· Neutro puesto a tierra   - el neutro del transformador o generador conectado directamente al dispositivo de puesta a tierra. Una fuente con conexión a tierra también puede ser la salida de una fuente de corriente alterna monofásica o el polo de una fuente de CC en redes de dos hilos, así como el punto medio en redes de CC de tres hilos.

· Transformador o generador neutro-neutro aislado, no conectado al dispositivo de puesta a tierra o conectado a él a través de dispositivos de gran resistencia de señalización, medición, protección y otros dispositivos similares.

Conductores puesta a tierra de protección   en todas las instalaciones eléctricas, así como cero conductores de protección en instalaciones eléctricas con tensiones de hasta 1 kV con un neutro amortiguado, incluidos los autobuses, deben tener designación alfabética   PE (puesta a tierra de protección) y designación de color   alternan franjas longitudinales o transversales del mismo ancho (para neumáticos de 15 a 100 mm) de colores amarillo y verde. Cero trabajadores (neutrales) conductores se denotan con la letra N y azul. Los conductores neutros y de protección combinados deben tener la designación de letra PEN y la designación de color: azul en toda la longitud y franjas amarillo-verde en los extremos.

Designaciones del sistema de puesta a tierra.

La primera letra en la designación del sistema de conexión a tierra determina la naturaleza de la conexión a tierra de la fuente de alimentación:

· T - conexión directa del neutro de la fuente de alimentación al suelo;

• I: todas las piezas que llevan corriente están aisladas del suelo.

La segunda letra define el estado de las partes conductoras abiertas en relación con el suelo:

· T: las partes conductoras abiertas están conectadas a tierra, independientemente de la naturaleza de la conexión de la fuente de alimentación al suelo;

· N - conexión directa de las partes conductoras abiertas de la instalación eléctrica a la fuente de alimentación no conectada a tierra sólidamente conectada a tierra.

Las letras que siguen a través de la línea detrás de N determinan la naturaleza de esta conexión: el método funcional de construir un conductor de cero protección y cero funcionamiento:

· S: las funciones de cero protección PE y cero funcionamiento N conductores son proporcionados por conductores separados;

· Las funciones C de los conductores de protección cero y de trabajo cero son provistas por un PEN de conductor común.

Función de puesta a tierra de protección

El efecto protector de la conexión a tierra se basa en dos principios:

· Reducir la diferencia de potencial entre un objeto conductor conectado a tierra y otros objetos conductores que tienen una conexión a tierra natural a un valor seguro.

· Fuga de corriente de fuga cuando un objeto conductor conectado a tierra entra en contacto con un conductor de fase. En un sistema diseñado adecuadamente, la aparición de una corriente de fuga resulta en la operación inmediata de dispositivos de protección (dispositivos de corriente residual - RCD).

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 en objetos conectados a tierra no excede los valores peligrosos. Por otra parte, una sección defectuosa de la red se mantiene apagado durante un tiempo muy corto (unas décimas h centésimas de segundo - Tiempo de disparo).

La puesta a tierra de protección se utiliza en redes de hasta 1000 V AC: trifásica trifilar con neutro mortal; monofásico de dos hilos, aislado del suelo; redes de dos hilos corriente continua   con un punto medio aislado de los devanados de la fuente de corriente; en redes superiores a 1000 V AC y DC con cualquier modo neutral.

Puesta a tierra necesariamente todos los sistemas eléctricos a una tensión de 380 V o superior AC 440 V y por encima de DC, y en áreas con alto riesgo, particularmente peligrosos y en instalaciones al aire libre a una tensión de 42 V o superior AC 110 V y superior DC; a cualquier voltaje en áreas explosivas.

Dependiendo de la ubicación de los interruptores de puesta a tierra en relación con el equipo de puesta a tierra, hay dos tipos de dispositivos de conexión a tierra -   remoto y contorno.

Con un dispositivo de conexión a tierra externo, el electrodo de tierra se mueve fuera del área donde se encuentra el equipo conectado a tierra.

Cuando los electrodos contorno de puesta a tierra de dispositivos de conexión a tierra están dispuestos a lo largo de la plataforma de contorno (periferia), en la que el equipo de puesta a tierra, y dentro de esta zona.

En instalaciones eléctricas abiertas, las carcasas están conectadas directamente al cable de tierra. En los edificios, se coloca un cable de conexión a tierra, al que se conectan los cables de puesta a tierra. La red de tierra está conectada al seccionador de puesta a tierra en al menos dos lugares.

Como conexión a tierra utilizan principalmente tierras naturales en un relajado comunicaciones de metales subterráneo (excepto para tuberías para sustancias inflamables y explosivos tuberías de calefacción), las estructuras metálicas de edificios, conectados a tierra, las vainas de plomo, para envolver pozos artesianos, perforaciones, pozos, etc.

Como subestaciones de puesta a tierra naturales y dispositivos de distribución recomienda puesta a tierra soportes de escape de las líneas eléctricas aéreas conectados con un dispositivo de puesta a tierra subestaciones o de conmutación utilizando cables líneas de tierra de arriba.

Si la resistencia de los seccionadores de puesta a tierra naturales R3 cumple con los estándares requeridos, entonces no se requiere el dispositivo de seccionadores de puesta a tierra artificiales. Pero esto solo se puede medir. Calcule la resistencia de los seccionadores de puesta a tierra naturales.

Cuando no hay interruptores de puesta a tierra naturales o su uso no da los resultados deseados, los interruptores de puesta a tierra artificiales -   varillas de acero angular en el tamaño 50Х50, 60Х60, 75Х75 mm con espesor de pared no inferior a 4 mm, longitud 2.5-3   m; Tubos de acero con un diámetro de 50-60 mm, una longitud de 2.5-3 m con un espesor de pared de al menos 3.5 mm; Barra de acero con un diámetro de al menos 10 mm, longitud de hasta 10 my más.

Los dispositivos de puesta a tierra están obstruidos en una fila o a lo largo de un contorno a una profundidad en la que 0,5 desde el extremo superior del electrodo de tierra hasta la superficie del suelo -   0,8 m. La distancia entre los seccionadores de puesta a tierra verticales no debe ser inferior a 2,5 - 3 m.

Para las conexiones de puesta a tierra verticales se utilizan entre las bandas de acero de sección no menos de 4 mm de espesor de al menos 48 metros cuadrados. mm o alambre de acero con un diámetro de al menos 6 mm. Las tiras (seccionadores de puesta a tierra horizontales) se conectan a los seccionadores de puesta a tierra verticales mediante soldadura. El lugar de soldadura está manchado con betún para aislar la humedad.

Las líneas de conexión a tierra dentro de edificios con instalaciones eléctricas con voltaje de hasta 1000 V se hacen con una tira de acero de al menos 100 metros cuadrados. mm o acero redondo de la misma conductividad. Las líneas de derivación desde las instalaciones principales hasta las eléctricas se hacen con una franja de acero de al menos 24 kilómetros cuadrados. mm o acero redondo con un diámetro de al menos 5 mm.

La puesta a tierra tiene en cuenta la propiedad de la Tierra para conducir la electricidad. Los electrodos para la conexión a tierra suelen ser de acero. El acero finalmente se oxida y se colapsa, y la tierra desaparece. Este proceso es irreversible, pero es posible usar barras de acero recubiertas con zinc. El zinc también es metálico, pero es poco propenso a la oxidación siempre que haya una capa de zinc.

Cuando el zinc se elimina por lavado o se borra por medios mecánicos a lo largo del tiempo, por ejemplo, cuando los electrodos se obstruyen en el suelo duro, las piedras pueden despegar el recubrimiento, entonces la tasa de corrosión se duplicará. Algunas veces usa electrodos especiales recubiertos con cobre.

Las varillas para la conexión a tierra se pueden tomar de aquellas que se usaron como refuerzo para cimientos de concreto. No se puede pintar ni cubrir con compuestos resinosos: la resina actuará como aislante y no habrá conexión a tierra. Cuanto más largas sean las varillas, menos se necesitarán para la conexión a tierra, pero será más difícil clavarlas en el suelo. Por lo tanto, primero debes cavar una zanja de 1 metro de profundidad. Forjar en la zanja la pieza de refuerzo, el terreno preliminar, que él vio del fondo de la zanja no más 20 centímetros. Después de 2 metros, el siguiente refuerzo se sacrifica, y así sucesivamente por cálculo. Al lado de la parte inferior de la zanja, coloque la armadura y suelde a todos los pasadores atascados. El lugar de la soldadura debe estar recubierto con betún para aislar la humedad. Esto se hace porque un refuerzo con un grosor de 12 milímetros se pudrirá en el suelo durante mucho tiempo, pero el lugar de soldadura es relativamente pequeño, pero el más responsable.

Después de obstruir todos los electrodos, puede realizar un experimento. Desde la casa, ampliamos el cable de extensión. La fuente de tensión debe provenir de la publicación de la subestación. El uso para probar una fuente independiente del tipo de generador es imposible: no habrá circuito cerrado. En el cable de extensión, encontramos la fase y conectamos un cable del foco, y el segundo cable toca los electrodos soldados. Si la luz está encendida, medimos el voltaje entre el conductor de fase y los electrodos conectados a tierra, el voltaje debe ser de 220 V, pero la luz debe ser lo suficientemente brillante. También es posible medir la corriente a través de una bombilla de 100 vatios. Si la corriente es de aproximadamente 0.45 A, todo está bien, pero si la corriente es mucho más pequeña, debe agregar barras de conexión a tierra.

Es necesario lograr un brillo normal del bulbo y la corriente dentro de los límites de la norma. Después de eso, los lugares de soldadura se vierten con betún y una pieza de refuerzo se retira de la zanja, uniéndolo a la casa. Después de eso, la trinchera puede quedarse dormida. La pieza de refuerzo retirada debe soldarse a la eléctrica centralita   en la cabaña. Del escudo ya diluido cables de cobre   todos los puntos.

2. Variedades de sistemas de puesta a tierra

La clasificación de los tipos de sistemas de puesta a tierra se da como la característica principal de la red de suministro de energía. GOST R 50571.2-94 "Instalaciones eléctricas de edificios. Parte 3. Características principales »regula los siguientes sistemas de puesta a tierra: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT. Sistema TN-C

TN-C en la década de 1930 fue desarrollado sistema TN-S   (Padre Terre-Neutre-Separe), el cero de trabajo y protección en el que se dividieron directamente en la subestación, y el electrodo de tierra era un diseño bastante complicado de herrajes metálicos. Por lo tanto, si el cero de trabajo en el medio de la línea se rompe, las instalaciones eléctricas no reciben un voltaje de línea. Más tarde, tal sistema de conexión a tierra autómatas diferenciales   y se activa en las máquinas de corriente de fuga, capaces de sentir una ligera corriente. Su trabajo hasta la fecha se basa en las leyes de Kirchhoff, según las cuales la corriente que fluye a través del conductor de fase debe ser numéricamente igual a la corriente en el cero activo.

También es posible observar sistema TN-C-S donde se produce la separación de ceros en la línea media, sin embargo, en el caso de un conductor neutro abierto al punto de división, el cuerpo estará bajo la tensión de la línea que va a ser potencialmente mortal al tacto.

En el sistema TN-C-S   La subestación del transformador tiene una conexión directa de las partes que llevan corriente al suelo. Todas las partes conductoras abiertas de la instalación eléctrica del edificio tienen una conexión directa al punto de conexión a tierra de la subestación transformadora. Para garantizar esta conexión, se utiliza un conductor de protección y trabajo combinado (PEN) cero en el área de la subestación transformadora - instalación eléctrica del edificio, en la parte principal circuito eléctrico   - un cero por separado conductor de protección   (PE).

En el sistema TT, la subestación transformadora tiene una conexión directa de las partes que llevan corriente al suelo. Todas las partes conductoras abiertas de la instalación eléctrica del edificio tienen una conexión directa al suelo a través del seccionador de puesta a tierra, que es eléctricamente independiente del seccionador de puesta a tierra de neutro de la subestación transformadora.

En el sistema informático, el neutro de la fuente de alimentación está aislado del suelo o conectado a tierra a través de dispositivos o dispositivos que tienen una gran resistencia, y las partes conductoras expuestas están conectadas a tierra. La corriente de fuga a la carcasa o tierra en un sistema de este tipo será baja y no afectará las condiciones de funcionamiento del equipo conectado. El sistema de TI se usa, por regla general, en instalaciones eléctricas de edificios e instalaciones especiales, que están sujetas a mayores requisitos de fiabilidad y seguridad, por ejemplo, en hospitales para electricidad y alumbrado de emergencia.

3. Puesta a cero

La puesta a cero es la conexión eléctrica deliberada de partes conductoras abiertas de instalaciones eléctricas que no están en un estado normal bajo tensión, con un punto neutro conectado a tierra del generador o transformador, en redes corriente trifásica; con un terminal fuente conectado a tierra corriente monofásica; con un punto de origen conectado a tierra en redes de CC, realizado con fines de seguridad eléctrica. La anulación de protección es la principal medida de protección para el contacto indirecto en instalaciones eléctricas de hasta 1 kV con un neutro mortal.

El principio de operación de puesta a cero: si la tensión (fase) cae en la carcasa metálica del dispositivo conectado a cero, se produce un cortocircuito. El disyuntor incluido en el circuito dañado es activado por cortocircuito   y apaga la línea de la electricidad. Además, el fusible se puede cortar de la línea. En cualquier caso, el PUE regula el tiempo apagado automático   línea dañada. Por un valor nominal voltaje de fase   red 380/220 V. No debe exceder 0.4 s.

La puesta a cero se lleva a cabo por conductores especialmente diseñados. Cuando el cableado monofásico es, por ejemplo, un tercer cable o núcleo de cable. Para desactivar el dispositivo de protección se en el tiempo estipulado, la resistencia "fase-cero" reglas de bucle debe ser pequeña, que a su vez impone en todas las conexiones y la instalación de requisitos rígidos de calidad de la red, o de fuga puede ser ineficiente. Además de desactivar rápidamente la línea defectuosa de la fuente de alimentación, debido a que el neutro está conectado a tierra, baja tensión   toque el cuerpo del aparato. Esto excluye la posibilidad de una descarga eléctrica a una persona.

La puesta a cero se utiliza para desconectar el receptor eléctrico dañado en caso de avería en el alojamiento en el menor tiempo posible y limitar así al mínimo posible el tiempo durante el cual el objeto dañado representará un peligro para el personal. En la puesta a cero, la desconexión del receptor eléctrico dañado se efectúa por la acción de la corriente de cortocircuito en la carcasa en la línea que alimenta el receptor eléctrico dañado.

Para una operación de protección rápida y confiable sobrecorriente   la multiplicidad de la corriente de falta a la carcasa en relación con la corriente del punto de ajuste de protección debe ser lo más grande posible.

El PUE requiere (cláusula 1.7.79): que el actual cierre monofásico   en el caso

1. excedido - no menos de 3 veces la corriente nominal del fusible del fusible más cercano;

2. no menos de 3 veces la corriente de la configuración de la unidad de disparo interruptor de circuito, que tiene una característica inversa dependiente de la corriente;

3. no menos de 1.1 Kp veces la corriente de disparo instantáneo de un autómata que solo tiene una liberación sin retardo de tiempo, donde Kp es un coeficiente que tiene en cuenta la dispersión de las corrientes de arranque (de acuerdo con los datos de fábrica). En ausencia de datos de fábrica sobre la magnitud del ensanchamiento, la multiplicidad de corriente de cortocircuito con respecto al punto de ajuste debe tomarse como 1.4 para autómatas hasta 100 A y 1,25 para autómatas con corriente nominal   más de 100 A.

En instalaciones explosivas (PUE, punto 7.3.139), las multiplicidades de la corriente de un cortocircuito monofásico a la carcasa antes mencionadas se deben aumentar a 4 en un circuito protegido por un fusible; hasta 6 en un circuito protegido por un interruptor de circuito con característica inversa dependiente de la corriente. En circuitos protegidos por un interruptor que tiene solo una liberación electromagnética (instantánea), la multiplicidad de la corriente de falla monofásica a la carcasa se determina para ambas instalaciones no explosivas.

Cero conductores de protección. Como cero conductores de protección pueden servir:

1. Venas separadas (incluyendo cero) cables trenzados   y cables;

2. conductores especialmente tendidos;

3. Elementos de construcciones metálicas de edificios, tubos de acero de cables eléctricos, estructuras metálicas para fines industriales, tuberías de todos los fines (excepto tuberías de combustibles y mezclas explosivas) abiertos;

4. Revestimiento de cable de aluminio.

Los conductores de puesta a tierra y de protección cero deben protegerse contra la corrosión. Las juntas de las juntas después de la soldadura deben pintarse. En cuartos secos, debe usar barniz asfáltico, pinturas al óleo o nitro-esmaltes para esto. En el áreas húmedas y habitaciones con vapores cáusticos, la coloración debe hacerse con pinturas resistentes a las influencias químicas (por ejemplo, esmaltes de policloruro de vinilo).

No utilice los cables de la vaina tubular metálico que llevan la cuerda cuando el cableado cuerda, conductos cáscara del metal, mangueras, envoltura de la armadura y los hilos conductores y cables como de puesta a tierra o conductores de protección.

Cuando se utiliza aluminio como la funda del cable de puesta a tierra conductores de protección o su adhesión a las carcasas de aparatos eléctricos, o para las terminaciones de los cables de conexión debe ser hecho con sección de cobre bandas flexibles no menos de muestra en la Tabla. 1.

Tabla 1. Sección transversal de puentes flexibles de cobre

La tensión eléctrica de 1000 V con conductor de protección puesto a tierra neutral para reducir el circuito de fase cero reactancia inductiva se establecen junto con fase o en su proximidad inmediata.

Se pueden instalar ramales desde la planta principal hasta receptores eléctricos de hasta 1 kV directamente en la pared, bajo un piso limpio, etc. con su protección de la influencia de ambientes agresivos. Tales ramas no deberían tener conexiones.

El tendido de tierra y los conductores de protección cero a través de las paredes se deben llevar a cabo en aberturas abiertas, en tuberías no metálicas u otros marcos rígidos.

En ambientes secos, no corrosivos, la conexión a tierra y los conductores de protección cero pueden colocarse directamente en las paredes. En cuartos húmedos, mojados o húmedos y especialmente en entornos con una conexión a tierra de protección entorno agresivo y conductores neutros deben establecerse a una distancia de la pared no menos de 10 mm. La distancia entre los soportes para asegurar la conexión a tierra y los conductores de protección neutros no debe ser superior a 1000 mm.

En instalaciones externas, la puesta a tierra y los conductores de protección cero pueden colocarse en el suelo, en el suelo o en el borde de las plataformas, los cimientos de las instalaciones tecnológicas, etc.

Se prohíbe el uso de conductores de aluminio no aislados para la conexión a tierra o los cero conductores de protección.

Cada parte de la instalación eléctrica que se va a conectar a tierra o a cero debe conectarse a una red terrestre o neutra mediante una derivación separada. No se permite la inclusión secuencial en el conductor de protección de puesta a tierra o neutro de las partes puestas a tierra o puestas a cero de la instalación eléctrica.

La puesta a tierra debe estar conectada a las líneas de tierra mediante al menos dos conductores conectados al seccionador de puesta a tierra en diferentes lugares. Este requisito no se aplica a la conexión a tierra del cable neutro y las fundas de los cables metálicos.

La conexión de las partes del seccionador de puesta a tierra entre sí, así como un conductor de tierra con conductores de puesta a tierra, debe hacerse mediante soldadura; mientras que la longitud de la superposición debe ser igual al ancho del conductor con una sección rectangular y seis diámetros con una sección transversal circular. En el caso de una junta en T, la longitud del regazo está determinada por el ancho de la vuelta.

No se permite el uso de conductores de puesta a tierra o de protección cero especialmente diseñados para ningún propósito.

La puesta a tierra abierta y los conductores de protección cero deben tener un color distintivo: rayas amarillas sobre fondo verde.

Cuando se utiliza el edificio o construcciones tecnológicos como de puesta a tierra o conductores de protección en puentes entre ellos, así como en el campo de las conexiones y ramales conductores deben ser aplicados a dos bandas de color amarillo en el fondo verde a una distancia de 150 mm uno de otro.

La conexión de tierra y cero conductores de protección a las partes del equipo que deben conectarse a tierra o a cero debe ser soldada o atornillada. La conexión debe estar accesible para su inspección.

Para atornillar debería incluir medidas contra el aflojamiento de las conexiones de contacto (contratuerca, la arandela de resorte ranurado, etc.) y la corrosión (vaselina grasa fina capa despojado de brillo metálico de las superficies de contacto, y similares).

La resistencia de los conductores de protección cero tiene una influencia decisiva en la resistencia global del circuito de puesta a cero y, en consecuencia, en el valor de la corriente de falta en la carcasa. De los conductores de protección cero antes mencionados, solo la resistencia de los cables y cables puede analizarse analíticamente.

Cálculo de cero conductores de protección para la calefacción. Cero conductores de protección deben pasar, sin dañar, la corriente de un cierre monofásico a la carcasa. Se cree que este requisito se cumple si la conductividad del conductor de protección cero en cualquier punto es al menos el 50% de la conductividad de los conductores de fase.

La corriente de un cortocircuito de dos fases puede fluir a través de cero conductores de protección solo en el caso de un cortocircuito simultáneo a la carcasa de varios receptores eléctricos y en diferentes fases. Al elegir la sección transversal de los conductores de protección cero, este caso no se tiene en cuenta.

Los elementos de estructuras metálicas de edificios, el cableado, tubos de acero, la estructura para propósitos de producción y tuberías utilizadas como conductores de protección, no controladas para la estabilidad durante falla a tierra.

La sección transversal de revestimiento del cable de aluminio en casi todos los casos, que se producen mayor que la sección transversal del conductor de fase, por lo que puede ser considerado estable cuando las corrientes de cortocircuito en el cuerpo.

Los conductores de puesta a tierra y protección cero en instalaciones eléctricas de hasta 1 kV deben tener dimensiones no inferiores a las enumeradas en la Tabla. 2.

puesta a tierra corrosión del conductor a cero

4. Cero conductores

Para suministrar receptores eléctricos con carga trifásica monofásica o no uniforme, se debe colocar un cable neutro de trabajo a lo largo del cual fluya la suma geométrica de las corrientes de fase. El conductor neutro está conectado al neutro del generador o bobina secundaria   transformador, y se puede utilizar para anular el cuerpo del receptor. Al trabajar corriente de funcionamiento cable neutro se prolonga, se genera una caída de tensión, y por lo tanto se debe aislar en toda su longitud, cuando se usa para anulación (como protección).

Si el conductor neutro se usa como conductor de protección, los requisitos relacionados con los conductores de protección cero se aplican a él.

Los conductores con cero trabajo deben diseñarse para un flujo de corriente largo.

Se recomienda utilizar conductores con aislamiento igual al aislamiento de los conductores de fase como conductores neutros. Se requiere Tal aislamiento para el neutro y para los conductores de protección en aquellos lugares donde el uso de conductores no aislados puede resultar en vapor eléctrico o dañar el aislamiento de los conductores de fase, como resultado de la formación de arco entre el conductor neutro no aislado y la cubierta o la estructura (por ejemplo, cuando por el que se alambres en tubos, cajas, bandejas).

No está permitido usar como cero conductores de protección los conductores de trabajo cero a los receptores eléctricos portátiles de corriente monofásica y directa. Para anular los receptores eléctricos portátiles, se debe aplicar un tercer cable separado, conectado en un conector enchufable (conector) a un conductor de protección cero o de trabajo cero.

5. Tipos de sistemas de puesta a cero

Hay sistemas de puesta a cero TN-C, TN-C-S y TN-S:

Sistema de puesta a cero TN-C

Un sistema de anulación simple en el que el conductor cero N y el PE protector cero se combinan en toda su longitud. El conductor conjunto se denota con la abreviatura PEN. Tiene importantes inconvenientes, el principal de los cuales son los altos requisitos para los sistemas de conexión equipotencial y la sección transversal del conductor PEN. Aplicable para fuente de alimentación cargas trifásicas, por ejemplo, motores asincrónicos. El uso de este sistema en redes de distribución y grupos monofásicos está prohibido:

No está permitido combinar las funciones de los conductores de protección cero y de trabajo cero en circuitos monofásicos y de corriente continua. Como conductor de protección neutral en tales circuitos, se debe proporcionar un tercer conductor por separado. (PUE-7)

El sistema de anulación TN-C-S

Sistema mejorado de puesta a cero, diseñado para garantizar la seguridad eléctrica redes monofásicas   instalaciones eléctricas. Consiste en un conductor PEN combinado, que está conectado a un punto muerto neutro del transformador que alimenta la instalación eléctrica. En el punto donde la línea trifásica se ramifica hacia consumidores monofásicos   (Por ejemplo, un panel de piso o una casa de apartamentos en el sótano de la casa) PEN-conductor se divide en PE- y N-conductores directamente adecuados para los consumidores monofásicos.

Sistema nulo TN-S

El sistema de anulación más perfecto, caro y seguro, que se ha extendido, en particular, en el Reino Unido. En este sistema, un cero de protección y cero conductores   se dividen en toda su longitud, lo que elimina la posibilidad de falla en caso de accidente en la línea o un error en la instalación del cableado eléctrico.

Conclusión

Garantizar la seguridad de la vida es la tarea de máxima prioridad para el individuo, la sociedad y el estado. Desde el momento de su aparición en la Tierra, una persona vive permanentemente y actúa en condiciones de cambiar constantemente los peligros potenciales. Realizado en el espacio y el tiempo, el peligro de daño a la salud humana, que se manifiesta en estado de shock nervioso, enfermedad, invalidez y muerte, etc. Prevención de peligro y la protección contra ellos -. Las cuestiones humanas, socioeconómicas y legales más urgentes, la decisión que el Estado no puede no estar interesado Para garantizar la seguridad eléctrica, es necesario implementar estrictamente una serie de medidas organizativas y técnicas establecidas por las reglas para la instalación de instalaciones eléctricas, reglas operación técnica instalaciones eléctricas de los consumidores y normas de seguridad en el funcionamiento de las instalaciones eléctricas de los consumidores. Peligroso y efecto nocivo   en las personas, la corriente eléctrica, el arco eléctrico y los campos electromagnéticos se manifiestan en forma de trauma eléctrico y enfermedades profesionales. La seguridad eléctrica en la habitación está garantizada medios técnicos   y medios de protección, así como medidas organizativas y técnicas.

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Introducción

La puesta a tierra de protección (puesta a cero) es la principal medida de protección de las estructuras metálicas. El propósito principal del evento - para proteger de la posible usuario actual del dispositivo para el pasador de cierre para el cuerpo en el caso de que un shock eléctrico en caso de fallo en el cable de fase, cuando el aislamiento está roto. En otras palabras, la conexión a tierra es un sustituto de las funciones de protección de fusibles. No es necesario poner a tierra todos los aparatos eléctricos disponibles en la casa: la mayoría de ellos tiene una carcasa de plástico confiable, que en sí misma protege contra descargas eléctricas. Tierra de protección y puesta a tierra neutro diferente de que las máquinas del cuerpo y los dispositivos están conectados no con "tierra", y con un conductor neutro a tierra procedente de la subestación de transformador de las cuatro líneas de potencia. Para garantizar la seguridad humana completa, la resistencia de los seccionadores de puesta a tierra (junto con el circuito) no debe superar los 4 ohmios. Para este propósito, dos veces al año (en invierno y verano), son revisados ​​por un laboratorio especial.

Conexión a tierra: conexión eléctrica deliberada de cualquier punto de la red eléctrica, instalación eléctrica o equipo, con un dispositivo de conexión a tierra.

dispositivo de puesta a tierra se compone del electrodo de tierra (parte conductora o una pluralidad de porciones conductoras interconectadas en contacto eléctrico con el suelo, ya sea directamente o a través de medio conductor intermedio) y el conductor de puesta a tierra que conecta la porción de tierra (punto) a la tierra. El dispositivo de puesta a tierra puede ser una simple varilla de metal (con mayor frecuencia de acero, con menos frecuencia de cobre) o un conjunto complejo de elementos de una forma especial. La calidad está determinada por tierra el valor de la resistencia de conexión a tierra, que se puede reducir aumentando la conductividad de tierra o zona medio - .. utilizando una pluralidad de varillas, el aumento de contenido de sal de la tierra, etc. La resistencia eléctrica del dispositivo de conexión a tierra es determinado por los requisitos de SAE

Terminología

· Neutro puesto a tierra: el neutro de un transformador o generador, conectado directamente al dispositivo de puesta a tierra. Gluhozazemlonnym también puede ser de una sola fase de salida de fuente de corriente alterna o un poste de fuente de corriente constante en las redes de alambre, y el punto medio en las redes de corriente continua de tres cables.

• Transformador o generador neutro-neutro aislado, no conectado al dispositivo de conexión a tierra o conectado a él a través de la gran resistencia de los dispositivos de alarma, medición, protección y otros dispositivos similares.

Notación

Designación en diagramas (dos símbolos a la derecha)

PE conductor en todas las instalaciones eléctricas, y el conductor de protección en voltajes eléctricos de hasta 1 kV, con neutro a tierra, incluyendo los neumáticos deben tener un PE designación de la letra (tierra de protección) y una notación de color alternando franjas longitudinales o transversales de igual anchura (para los neumáticos de 15 a 100 mm) de colores amarillo y verde. Cero trabajadores (neutrales) conductores se denotan con la letra N y azul. Los conductores neutros y de protección combinados deben tener la designación de letra PEN y la designación de color: azul en toda la longitud y franjas amarillo-verde en los extremos.

Designaciones del sistema de puesta a tierra

La primera letra en la designación del sistema de conexión a tierra determina la naturaleza de la conexión a tierra de la fuente de alimentación:

· T - conexión directa del neutro de la fuente de alimentación al suelo;

• I: todas las piezas que llevan corriente están aisladas del suelo.

La segunda letra define el estado de las partes conductoras abiertas en relación con el suelo:

· T: las partes conductoras abiertas están conectadas a tierra, independientemente de la naturaleza de la conexión de la fuente de alimentación al suelo;

· N - conexión directa de las partes conductoras abiertas de la instalación eléctrica a la fuente de alimentación no conectada a tierra sólidamente conectada a tierra.

Las letras que siguen a través de la línea detrás de N determinan la naturaleza de esta conexión: el método funcional de construir un conductor de cero protección y cero funcionamiento:

· S: las funciones de cero protección PE y cero funcionamiento N conductores son proporcionados por conductores separados;

· Las funciones C de los conductores de protección cero y de trabajo cero son provistas por un PEN de conductor común.

Función de puesta a tierra de protección

Principio de acción protectora

El efecto protector de la conexión a tierra se basa en dos principios:

· Reducir la diferencia de potencial entre un objeto conductor conectado a tierra y otros objetos conductores que tienen una conexión a tierra natural a un valor seguro.

· Fuga de corriente de fuga cuando un objeto conductor conectado a tierra entra en contacto con un conductor de fase. En un sistema diseñado adecuadamente, la aparición de una corriente de fuga resulta en la operación inmediata de dispositivos de protección (dispositivos de corriente residual - RCD).

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 en objetos conectados a tierra no excede los valores peligrosos. Por otra parte, una sección defectuosa de la red se mantiene apagado durante un tiempo muy corto (unas décimas h centésimas de segundo - Tiempo de disparo).

Tipos de sistemas de puesta a tierra

La clasificación de los tipos de sistemas de puesta a tierra se da como la característica principal de la red de suministro de energía. GOST R 50571.2-94 "Instalaciones eléctricas de edificios. Parte 3. Características principales »regula los siguientes sistemas de puesta a tierra: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT. Sistema TN-C

El sistema TN-C (Padre Terre-Neutre-Combine) fue propuesto por la empresa alemana AEG en 1913. El cero de trabajo y el conductor PE (English Protection Earth) en este sistema se combinan en un solo cable. El mayor inconveniente fue la posibilidad de que apareciera una tensión de fase en los armarios de las instalaciones eléctricas en caso de una interrupción brusca de cero. A pesar de esto, este sistema todavía se encuentra en los edificios de los países de la antigua URSS.

Sistema TN-S

Separación de ceros en TN-S y TN-C-S

Para reemplazar el condicionalmente peligroso sistemas TN-C   sistema TN-S (fr.Terre-Neutre-Separe) fue desarrollado en la década de 1930, el funcionamiento y el cero de protección que separa directamente en la subestación, y el interruptor de puesta a tierra es bastante complejas accesorios de construcción de metal. Por lo tanto, si el cero de trabajo en el medio de la línea se rompe, las instalaciones eléctricas no reciben un voltaje de línea. Más tarde, dicho sistema de conexión a tierra permitió el desarrollo de autómatas diferenciales y autómatas activados por fugas capaces de detectar una corriente insignificante. Su trabajo consiste en el día de hoy basado en la ley de Kirchhoff, según la cual la corriente en la corriente del conductor de fase debe ser numéricamente igual a la corriente de la corriente de funcionamiento a cero.

bucle de tierra es el hombre principal e indispensable dispositivo de protección de una descarga eléctrica en caso de fallo del aparato de salida o ruptura del aislamiento. Para controlar el estado del interruptor de puesta a tierra, es necesario realizar mediciones periódicas, ya que las partes metálicas de la tierra son susceptibles a la corrosión. Cuando se destruyen las partes metálicas, la resistencia del circuito disminuye y deja de cumplir su función protectora. En este artículo, vamos a ver los dispositivos para medir la resistencia a tierra.

Visión general del instrumento

El medidor F4103-M1 verifica el contorno de cualquier forma y tamaño geométrico. La apariencia del dispositivo se muestra en la foto:

Las características técnicas están indicadas en la tabla:

El siguiente en nuestra revisión es el medidor de lectura directa para determinar la resistencia activa M416. El dispositivo es probado en el tiempo, tiene alta precisión y estabilidad. Así es como se ve:

Datos técnicos básicos:

La ejecución de los trabajos de medición con m416 se muestra en video:

Microprocesador moderno instrumento de medición   IS-10 es el siguiente en nuestra revisión. Pantalla LCD, rango de medición automático, memoria incorporada de las últimas cuarenta mediciones. Carcasa resistente a impactos con protección IP42. Puedes ver la apariencia en la foto a continuación:

El dispositivo está diseñado para medir y probar elementos de conexión a tierra en un método de dos, tres, cuatro hilos. También se puede usar para verificar la calidad de la conexión del conductor, etc.

El manual de instrucciones para el medidor IS-20/1 más avanzado se muestra en el video:

Bueno, completa nuestra lista de dispositivos para medir la resistencia del circuito de tierra: una máquina profesional MRU-101. El dispositivo puede medir resistividad   suelo, adaptarse a una tarea específica, a través del análisis y la recopilación de datos. El MRU-101 tiene una memoria para las últimas cuatrocientas mediciones. Aspecto del medidor:

Básico especificaciones técnicas   de este dispositivo:

Revisión de video MRU-101:

Principio de funcionamiento de los instrumentos de medida

La resistencia del suelo se mide de acuerdo con la ley de Ohm clásica (R = U / I). La fuente de voltaje en el dispositivo entrega la diferencia de potencial a los electrodos y la corriente se mide a través del instrumento. Una vez recibidos los datos, el medidor calcula y muestra el resultado. El siguiente diagrama muestra el esquema de medición:

La mayoría de las mediciones se llevan a cabo de acuerdo con este método o están cerca de este principio. Siguiendo las instrucciones del dispositivo existente, debe instalar los electrodos de medición, distribuyéndolos desde la tierra principal.

El trabajo se realiza en un par de minutos, tiempo durante el cual se establecen las lecturas. Este procedimiento se lleva a cabo para cada electrodo de tierra por separado. Aprenda más sobre cómo conducir

Medición de la resistencia de los dispositivos de puesta a tierra

Qué es la conexión a tierra

Junto con el aislamiento, la conexión a tierra es la protección más importante contra las descargas eléctricas, lo que determina la seguridad eléctrica. A primera vista, puede parecer extraño en el sentido literal de la palabra "enterrar el dinero en el suelo". Pero cuando es   sobre la salud y la vida humana, ¡cualquier costo que prevenga un accidente o mitigue sus consecuencias estará justificado! Para esto, se utilizan la conexión a tierra de trabajo, la conexión a tierra de la protección contra rayos y la puesta a tierra de protección.

Terreno de trabajo   Es la conexión deliberada al suelo de ciertos puntos del circuito eléctrico (por ejemplo, puntos neutros de los devanados de generadores, transformadores de potencia y de medición, y también cuando se usa tierra como cable de retorno). El campo de trabajo está diseñado para garantizar el funcionamiento adecuado de las instalaciones eléctricas en condiciones normales y de emergencia y se lleva a cabo directamente oa través de dispositivos especiales (fusibles perforantes, pararrayos, resistencias).

La conexión a tierra de protección contra rayos es la conexión deliberada al suelo de los descargadores y receptores de rayos para eliminar las corrientes de rayos de ellos al suelo.

La conexión a tierra de protección es una conexión a tierra que se realiza con fines de seguridad eléctrica (según, en lo sucesivo, "PUE"). conexión intencional al suelo de piezas metálicas no conductoras, que pueden estar bajo tensión y destinadas a proteger a las personas de descargas eléctricas por contacto accidental. Además, los dispositivos de conexión a tierra realizan otras funciones relacionadas con la seguridad: elimine la carga de electricidad estática en objetos explosivos e inflamables (por ejemplo, en la estación de servicio). Un voltaje peligroso en cualquier superficie conductiva puede deberse a varias razones: cargas de electricidad estática, eliminación de potencial, descargas de rayos, voltaje inducido, etc.

En la práctica, con mayor frecuencia hay un cierre de fase aleatorio en el cuerpo debido a daño mecánico   conductores conductores o falla del aislamiento del cable. Tocar el cuerpo de una planta tan defectuosa es, de hecho, un modo de contacto monofásico, aunque la persona no infringe las normas de seguridad. El voltaje bajo el cual la persona toca el cuerpo en la Figura 1 para pequeños valores de la capacidad de la línea está determinado por la fórmula U pr = I h ∙ R h. Cuando la resistencia de aislamiento de los conductores de fase es igual, fluye a través del cuerpo R h   = 1 kΩ, la corriente estará determinada por el estado de aislamiento en relación con el suelo I h = 3U φ / (3R h + R iso).

Fig. 1. Descarga eléctrica al cerrar la fase a un terreno aislado del suelo

medición de la resistencia de los conductores de conexión a tierra y conexión equipotencial (unión metálica) (2p);   medición de la resistencia de los dispositivos de puesta a tierra utilizando un circuito tripolar (3p);   medición de la resistencia de los dispositivos de puesta a tierra utilizando un circuito tetrapolar (4p);   Medición de la resistencia de múltiples dispositivos de puesta a tierra sin romper el circuito de los seccionadores de puesta a tierra (utilizando abrazaderas de sujeción);   medición de la resistencia de los dispositivos de puesta a tierra por el método de dos ácaros;   medición de la resistencia de la protección contra rayos (pararrayos) en un circuito tetrapolar mediante el método de pulso;   Medición de CA (corriente de fuga);   Medición de la resistividad del suelo por el método Wenner con la elección de la distancia entre los electrodos de medición; inmunidad a alto ruido;

Tierra de protección en la figura 2 en una situación así para reducir la tensión de contacto seguro al reducir el potencial eléctrico del cuerpo, y la igualación de potencial de una base sobre la que hay una persona, a un valor cercano al potencial de tierra ajuste Corp. U = U s = I s ∙ r s. La resistencia a la tierra r r es aproximadamente 100 veces menor que la resistencia del cuerpo humano, por lo que el voltaje de contacto será bajo.

Conexión a tierra proporciona la seguridad en la situación en la que la corriente de falla a tierra no es suficiente para disparar el disyuntor, y por lo tanto es la principal protección contra las descargas eléctricas en los sistemas de suministro de energía con el neutro del transformador de aislamiento o generador. En una red con neutro a tierra en la Figura 3 la corriente de fallo de tierra I z = U f / (r 0 + r s) se determina sólo por la relación de resistencias de puesta a tierra r 0 y r y s no depende del estado de aislamiento. En caso de igualdad r 0 y r de la tensión en la carcasa de conexión a tierra será peligroso para el humano Corp. U = U h = U f 0,5 ∙ que prueba de puesta a tierra ineficaz, en este caso, para proteger contra los choques eléctricos utilizados de fuga o RCD.

El efecto protector de la conexión a tierra se basa en varios principios:

• reducción a un valor seguro de la diferencia de potencial entre el dispositivo conectado a tierra y otros conductores que tienen una base natural.
• fuga de la corriente de fuga cuando aparece la tensión en el circuito del dispositivo conectado a tierra. En un sistema diseñado apropiadamente, la aparición de una corriente de fuga resulta en la operación inmediata del dispositivo de corriente residual (RCD) y la desenergización de la sección de red. El tiempo máximo de apagado permitido para GOST R IEC 60755-2012   es 0.3 s (0.5 s para los selectivos), pero en realidad los RCD modernos de alta calidad tienen una velocidad de respuesta de aproximadamente 20-30 ms.
• en sistemas con un neutro neutro con conexión a tierra, lo que activa el funcionamiento del interruptor automático cuando la fase toca una superficie con conexión a tierra. El tiempo máximo permisible de apagado automático de protección en dicho sistema de acuerdo con el ítem del PUE es de 0.4 / 0.2 s, respectivamente, para tensiones de 220/380 V.

Los conceptos de conexión a tierra natural y artificial se distinguen en ingeniería eléctrica.

Para puesta a tierra natural son estructuras portadoras de corriente localizadas permanentemente en el suelo, por ejemplo, tuberías de agua. Debido a que su resistencia no está estandarizada, dichos diseños de conexión a tierra naturales no se pueden usar como conexión a tierra para una instalación eléctrica. Cuando aparece un potencial peligroso en la tubería de agua, la vida amenaza a un número ilimitado de personas. Por lo tanto, el punto del PUE prohíbe el uso de comunicaciones ordinarias o sistemas de ingeniería como conductores PE. Para garantizar la provisión de seguridad en edificios y estructuras, se aplica un sistema de ecualización de potencial que permite la conexión eléctrica de todas las estructuras metálicas y un conductor de protección cero.

Conexión a tierra artificial   - es la conexión eléctrica intencional de cualquier punto de la red eléctrica, instalación eléctrica o equipo con un dispositivo de conexión a tierra. dispositivo de puesta a tierra se compone del electrodo de tierra (parte conductora o una pluralidad de porciones conductoras interconectadas en contacto eléctrico con el suelo, ya sea directamente o a través de medio conductor intermedio) y el conductor de puesta a tierra, que conecta la porción de tierra a la tierra. El diseño de conexión a tierra puede ser muy diverso: desde una simple barra de metal hasta un conjunto complejo de elementos de una forma especial (Figura 4).

Fig. 4. Diseño a tierra: a) pin, b) contorno, c) multi-elemento

Calidad se determina por la resistencia de puesta a tierra de corriente se extiende por el valor de tierra (el más bajo es el mejor), que se puede reducir aumentando el área del electrodo de puesta a tierra y reducir la resistividad eléctrica del suelo, por ejemplo, aumentando el número de electrodos de puesta a tierra o su profundidad.

El sistema de puesta a tierra debe someterse a controles periódicos durante el funcionamiento para que la corrosión o las variaciones en la resistividad del suelo no puedan afectar significativamente sus parámetros. Es posible que un dispositivo de conexión a tierra no muestre su falla por un tiempo prolongado hasta que ocurra una situación peligrosa.

En la Federación de Rusia, los requisitos para la conexión a tierra y su dispositivo se describen en el Capítulo 1.7 del IPPE. El valor más grande permisible de la resistencia dispositivos para diferentes condiciones de puesta a tierra se enumeran en la Tabla RB y la Tabla 36 Regulación de la operación técnica de los consumidores eléctricos (en adelante - PTEEP), y las mediciones de frecuencia se da en la Tabla 26, Anexo 3 PTEEP. La resistencia del electrodo de tierra no debe exceder el valor estándar en cualquier época del año.

De acuerdo con el párrafo 1.17.118 del PUE, la marca de identificación se coloca en los lugares de entrada de los conductores de tierra en los edificios. Las dimensiones y el tipo del letrero "Conexión a tierra" se establecen en GOST 21130-75 ", abrazaderas de puesta a tierra y marcas de conexión a tierra. Diseño y dimensiones ".

Fig. 5. Firme "Conexión a tierra"

Sistemas de puesta a tierra

Para instalaciones eléctricas con tensiones de hasta 1 kV, los siguientes tipos de conexión a tierra para sistemas de CA y CC se utilizan de acuerdo con:

La primera letra indica el estado del neutro de la fuente de poder con respecto al suelo:

• T - neutro aterrizado (Latin Terra);
• Yo - neutral aislado   (Aislamiento Inglés).

La segunda letra indica el estado de las partes conductoras abiertas en relación con el suelo:

• T - las partes conductoras abiertas están conectadas a tierra, independientemente de la actitud hacia la tierra neutral de la fuente de alimentación o cualquier punto de la red de suministro;
• N - las partes conductoras abiertas están conectadas a un neutro conectado a tierra de la fuente de alimentación.

Las letras siguientes después de N denotan la alineación en un conductor o la separación de funciones para el cero de trabajo y cero conductores de protección:

• S - cero trabajo N conductores de protección y PE están separados (Inglés Separado);
• C - las funciones de los conductores de protección cero y de trabajo cero se combinan en un conductor PEN (inglés combinado);
• N - cero de trabajo (neutro) conductor (Inglés Neutro);
• PE - conductor de protección (conductor de puesta a tierra o de protección cero, conductor de protección del sistema de conexión equipotencial) (inglés Protective Earth);
• PEN: cero conductores de protección combinados y cero (inglés de protección de tierra y neutro).

La teoría de la medida de la toma de tierra y la resistividad del suelo

La resistencia de un seccionador de puesta a tierra de un solo elemento se ve afectada por varios factores:

• la resistencia del electrodo de tierra y la resistencia del contacto del conductor con el pin. electrodo de tierra artificial está hecho de cobre, acero ferroso o galvanizado (SAE párrafo) y el uso de alambre de conexión del tamaño y la sección (1.7.4 Tabla RB) apropiada, por lo que si hay un contacto fiable con un conductor de puesta a tierra de la magnitud de estas impedancias se puede ignorar;
• resistencia de contacto de la sonda al suelo. Si el pasador se aprieta densamente en el suelo a una profundidad suficiente y no tiene rastros de pintura, aceite y corrosión significativa en su superficie subterránea, también se puede ignorar la resistencia al contacto con el suelo;
• resistencia de la tierra (tierra). Imagine el pin del electrodo de tierra en la figura 11 en forma de un electrodo rodeado por capas concéntricas de tierra de igual grosor.

La capa adyacente al electrodo tiene la superficie más pequeña, pero la mayor resistencia. A medida que aumenta la distancia desde el electrodo, la superficie de la capa aumenta, y su resistencia disminuye. La contribución de la resistencia de las capas eliminadas a la resistencia general del suelo se vuelve rápidamente insignificante. Un área más allá de la cual se puede descuidar la resistencia de las capas de la tierra se llama área de resistencia efectiva. Su tamaño depende de la profundidad de inmersión del electrodo en el suelo. Al calcular la resistencia de la tierra, la resistividad del suelo se considera sin cambios. La resistencia de tierra para el caso de un electrodo está determinada por la fórmula de Dwight:

R = ρ / 2πL ∙ ((ln4L) -1) / r

donde R es la resistencia de tierra, Ohm.
  L - profundidad de inmersión del electrodo debajo del suelo, m.
  r es el radio del electrodo, m.
  ρ es la resistividad específica promedio del suelo en Ohm.

Un análisis de la fórmula de Dwight muestra que al aumentar el diámetro del pasador se reduce ligeramente la resistencia a la tierra, en particular al duplicar el diámetro se reduce la resistencia en menos del 10%. Mucho más fuertemente afecta la profundidad del electrodo. Teóricamente, cuando la profundidad se duplica, la resistencia de tierra disminuye en un 40%. El factor principal que finalmente determina la resistencia de tierra y la profundidad de conexión a tierra del pin, que se requiere para proporcionar la resistencia especificada, es la resistividad del terreno. En gran medida, depende del contenido de minerales y electrolitos electroconductores en el suelo, es decir agua con sales disueltas en ella. La resistencia específica del suelo varía mucho, dependiendo de la región del globo y la estación. Los suelos desérticos secos o el permafrost tienen una alta resistencia.

Debido a la dependencia de la resistividad del suelo de la temperatura y el contenido de humedad, la resistencia del dispositivo de puesta a tierra también cambia a lo largo del año. Puesto que la estabilidad de la temperatura y el contenido de humedad del suelo aumentó a medida que la distancia desde la superficie del sistema de puesta a tierra para ser eficaz durante todo el año, si el conmutador de puesta a tierra se coloca a una profundidad considerable superior a la profundidad máxima de congelación.

La necesidad de medir la resistividad del terreno y la resistencia del dispositivo de puesta a tierra ya se encuentra en la etapa de diseño e instalación. Para medir la resistencia de la conexión a tierra, use dispositivos especiales que usen el principio de la caída potencial creada por corriente alterna, que fluye entre el auxiliar y el electrodo probado.

Tripolar o de tres conductores (3p) circuito de medición de resistencia en la Figura 12 es el principal y se instala en la tierra los dos electrodos de medición (H electrodo de corriente y electrodo de tensión (potencial) S) cerca del dispositivo de puesta a tierra (E) para un esquema de un solo haz. El electrodo de voltaje (S) se coloca en una línea entre el dispositivo de conexión a tierra (E) a verificar y el electrodo de corriente (H) en la región de potencial cero. Para una medición precisa, es necesario que el potencial en el electrodo de voltaje auxiliar se mida fuera de las zonas de resistencia efectiva, tanto el dispositivo de puesta a tierra como el electrodo de corriente auxiliar. La región de potencial cero también se expande a medida que aumenta la distancia entre la tierra medida y el electrodo de corriente auxiliar. En la práctica, se utiliza el método del 62%, que proporciona la mayor precisión, siempre que el suelo sea homogéneo. Con este método, puede encontrar fácilmente la ubicación del electrodo de voltaje auxiliar (el punto de potencial cero), cuando los electrodos se colocan a lo largo de una línea recta.

El instrumento mide la cantidad de corriente que fluye en el circuito creado y la tensión entre el electrodo de conexión a tierra y el electrodo de voltaje. El resultado de la medición es el valor de resistencia del dispositivo de puesta a tierra, calculado por la ley de Ohm. En condiciones urbanas, es difícil encontrar un lugar para instalar dos electrodos auxiliares a la distancia requerida. Pero con una infraestructura bien desarrollada, junto a la toma de tierra medida (N), puede haber otro suelo (M) con una resistencia conocida, Fig. 14. En este caso, se utiliza un método de medición de dos puntos (2p) que muestra la resistencia de los dos dispositivos de puesta a tierra conectados en serie. Por lo tanto, la segunda conexión a tierra debe ser tan buena que se pueda despreciar su resistencia. Además, es necesario determinar adicionalmente la resistencia de los cables de medición y restarla del resultado obtenido. Este método simplificado se utiliza como método alternativo, y no es tan preciso como el método estándar de 3 hilos (método del 62%), ya que depende en gran medida de la distancia entre la tierra medida y la tierra auxiliar.

En el caso donde se requiere una precisión de medición extremadamente alta, se usa un circuito de cuatro o cuatro hilos (4p), eliminando el efecto de la resistencia de los cables de prueba.

Todos los métodos anteriores requieren que el tiempo de medición de la desconexión de prueba de la puesta a tierra del sistema total de puesta a tierra (desenrollar conexión roscada / desmontaje de soldadura). Para la conexión a tierra de elementos múltiples, este proceso lleva mucho tiempo, por lo tanto, en los instrumentos Sonel es posible realizar una medición sin desconectar el electrodo de puesta a tierra de prueba. En este método (3P + ácaros) electrodo de corriente (H) y un electrodo de tensión (S) se colocan en el suelo, así como durante un procedimiento de tres polos clásico, pero la corriente se mide usando pinzas montados en la puesta a tierra investigado. El dispositivo determina la resistencia del electrodo de tierra en el que está montada la pinza amperimétrica (calcula la resistencia de la corriente a través del electrodo de tierra e ignora la corriente que fluye a través de los seccionadores de puesta a tierra adyacentes).

Después de medir los valores de resistencia de los elementos de tierra individuales R E1, R E2, R E3 ... R EN, la resistencia total R E en la figura 16 se calcula mediante la fórmula:

Medir la resistencia de los dispositivos de conexión a tierra en las megaciudades es un gran desafío. Especialmente en el centro de la ciudad, donde hay edificios especialmente densos, es imposible instalar electrodos auxiliares debido al pavimento de la carretera o las baldosas de las aceras. En el caso de un sistema de puesta a tierra complejo, cuyos elementos no están conectados bajo tierra, se usa el método de dos ácaros. Si la conexión a tierra está conectada bajo tierra, este método solo permite la ausencia de un circuito abierto. Las abrazaderas transmisoras, debido a la inducción electromagnética, excitan la corriente en el circuito medido, y las abrazaderas adicionales lo miden. No importa cuáles estén en la parte superior, es importante garantizar una distancia mínima entre ellos (\u003e 3 cm) para excluir el efecto de la transmisión de ácaros en el medidor de pinzas.

Después de la medición, el instrumento mostrará el valor de resistencia R E, que para la conexión a tierra de cuatro elementos en la figura 17 también puede calcularse mediante la fórmula:

Como se desprende de la relación anterior, el valor de R E será la suma del valor de la resistencia medida del seccionador de puesta a tierra y el resultado conexión paralela   otros interruptores de puesta a tierra. Por lo tanto, el valor obtenido de la resistencia de tierra será ligeramente sobreestimado (error de medición adicional). Este es un error de método irrecuperable. Como el valor resultante de la conexión en paralelo de los demás elementos de conexión a tierra será menor, cuantos más interruptores de puesta a tierra haya, se recomienda realizar mediciones con este método solo en sistemas de elementos múltiples.

Como se desprende de la fórmula de Dwight, la resistencia específica del suelo afecta directamente el diseño de los dispositivos de conexión a tierra (la profundidad del electrodo de puesta a tierra con una resistencia dada y la cantidad de elementos). Al diseñar sistemas de puesta a tierra a gran escala, es importante encontrar áreas de menor resistencia a tierra para diseñar la opción más económica con un número mínimo de elementos.

Para medir la resistividad del método Wenner suelo implementado en dispositivos Sonel, utilizando cuatro electrodos, dispuestos linealmente a distancias iguales, la figura 18. El valor de la resistividad del suelo calculado automáticamente durante la medición de la fórmula: ρ = 2πd ∙ U / I [Ohm ∙ m].

Una característica del método Wenner es una relación directamente proporcional entre la distancia entre los electrodos y la profundidad a la que fluye la corriente. El valor límite de la profundidad de penetración de la corriente en la tierra es 0.7 ∙ d. Realizando una serie de mediciones de la resistividad, con un cambio simultáneo en la distancia entre los electrodos, es posible estimar aproximadamente a qué profundidad se encuentra el valor más pequeño. Luego es necesario girar los electrodos en ángulo recto a la línea en la que se tomaron las medidas y repetir toda la serie. Si el dispositivo muestra una gran cantidad de resultados, por lo que es difícil realizar mediciones, es probable que haya comunicaciones subterráneas (tuberías de agua, estructuras metálicas, etc.) en la ubicación determinada. En este caso, es necesario volver a colocar los electrodos a unos pocos metros del lugar donde se observaron lecturas no homogéneas, y repetir la medición de la resistividad del suelo. Los resultados cercanos indican la uniformidad del suelo y la exactitud de las mediciones.

Los datos obtenidos se utilizan para el estudio geofísico de las rocas circundantes con el fin de determinar las zonas y la profundidad de ocurrencia. Además, la tasa de corrosión de las tuberías subterráneas se puede estimar a partir de la magnitud de la resistencia del suelo. Una reducción significativa en la resistencia del suelo conduce a un aumento en el proceso de corrosión y requiere un tratamiento especial de protección de las superficies metálicas subterráneas.

Conclusiones

1. Mida la resistencia del dispositivo de puesta a tierra en el período seco del año.
  2. Las sales y minerales disueltos en el agua le dan al suelo las propiedades del electrolito, por lo que para medir la resistencia a la conexión a tierra, debe usar corriente alterna.
  3. Para evitar la influencia de las corrientes de la frecuencia industrial y sus armónicos superiores, se aplica una frecuencia de la tensión de medición no 50 Hz (60 Hz).
4. La mejor precisión La medición de puesta a tierra es proporcionada por el esquema 4p mediante un método del 62%.
  5. La medición de la resistencia usando dos ácaros tiene un error metódico, por lo tanto, se recomienda usarlo solo en sistemas de puesta a tierra de elementos múltiples.
  6. El método de Wenner le permite medir rápida y fácilmente la resistividad del suelo.

Protección contra rayos

En los sistemas de conexión a tierra anteriores, que están diseñados principalmente para proteger contra descargas eléctricas, el comportamiento de las corrientes de baja frecuencia es importante.

La tarea de la conexión a tierra a prueba de rayos es eliminar los rayos del suelo. La naturaleza pulsada de esta descarga determina la influencia significativa del componente inductivo de la conexión a tierra, por lo tanto, solo parte del suelo, ubicado en las inmediaciones del sitio de descarga, se usa efectivamente para eliminar la corriente del rayo. La puesta a tierra con baja resistencia estática, que garantiza una buena protección básica, no proporcionará suficientes parámetros de protección contra rayos, especialmente en el caso de sistemas extensos de puesta a tierra que, con baja resistencia estática, pueden tener una impedancia dinámica multiply superior. En la Federación de Rusia en la actualidad, a excepción de documentos normativosEstablecen los requisitos para la protección contra rayos de edificios, "Instrucciones para la protección contra rayos de edificios e instalaciones" RD 34.21.122-87 e "Instrucciones para la protección contra rayos de edificios, estructuras y comunicaciones industriales» CO 153-343.21.122-2003, las dos primeras partes en libertad en 2011 GOST R IEC 62305-2-2010 "Gestión de riesgos. Protección contra rayos, que son traducciones de la norma IEC 62305, que consta de cuatro partes. Desafortunadamente, ninguna de estas instrucciones cubre la aplicación práctica de dispositivos de protección contra rayos y sobretensiones de conmutación.

Referencias

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  Reglas para el funcionamiento técnico de las instalaciones eléctricas de los consumidores, introducidas desde 2003.
  GOST R IEC 61557-5-2008 "Seguridad eléctrica. Equipo para probar, medir o controlar el equipo de protección. Parte 5. Resistencia del seccionador de puesta a tierra a tierra »
  GOST R 50571.1-2009 Instalaciones eléctricas de baja tensión, parte 1 "Disposiciones generales, evaluación características comunes, términos y definiciones ".
  GOST R IEC 60755-2012 « Requisitos generales   para dispositivos de protección, controlado por corriente diferencial (residual) ".
  GOST R IEC 62305-2-2010 "Gestión de riesgos. Protección contra rayos, Parte 1 y Parte 2
  "Instrucción para la protección contra rayos de edificios y estructuras" RD 34.21.122-87.
"Instrucciones para la instalación de protección contra rayos de edificios, estructuras y comunicaciones industriales" CO 153-343.21.122-2003.
  A.V. Sakara. "Recomendaciones organizativas y metodológicas para probar equipos eléctricos y electrodomésticos" Moscow, ZAO Energoservis, 2004.