Tierras Eléctricas (Presentación PowerPoint)

Sistema Eléctrico
Porción de los conductores eléctricos que forman un nivel de tensión, delimitado por transformadores. En caso del último transformador, es la porción de los conductores que van del transformador a la carga.
D.W. Zipse, “Earthing – Grounding Methods: A Primer”, IEEE.
Puesta a tierra del sistema: Conexión intencional de un conductor de fase o conductor neutro con el terreno, con el propósito de controlar el voltaje a tierra dentro de límites predecibles.
IEEE St 142.

.
carga
neutros
tierras
puente de unión
principal
equipo de desconexión principal
tubería hidráulica
conductor de puesta a tierra de equipo
apartarrayos
media tensión
cuchillas fusibles
en media tensión
transformador
Dos sistemas eléctricos: Media tensión y baja tensión

¿Porqué aterrizar el sistema de alimentación eléctrica?
NEC 250-1, FPN No.1 (FPN = “Fine Print Note”).
a) limitar los sobrevoltajes transitorios debidos a descargas atmosféricas, a maniobras con interruptores,
b) para limitar los voltajes en caso de contacto accidental del sistema de alimentación con líneas de voltaje superior y
c) para estabilizar el voltaje del sistema de alimentación con respecto a tierra.

Puesta a tierra del sistema de alimentación
fase c
fase b
fase a
Ic
Ia
Ib
delta
Y
a) sin puesta a tierra
fase c
fase b
fase a
delta
Y
b) puesto a tierra
transformador
transformador
puente de unión principal
conductor
puesto a tierra
sistema de electrodos
Ic
Ia
Ib
G
X0
X1
X2
X3
G
X0
X1
X2
X3

EJEMPLO 1
Respecto a la Figura a) de la filmina 7, y considerando un voltaje secundario de 208 V entre líneas.
¿Cuál es el voltaje entre X1 y X2?
¿Cuál es el voltaje entre X1 y X0?
¿Cuál es el voltaje entre X1 y la barra que se une al electrodo de tierra, rotulada con una G?
SOLUCIÓN:
208V;
120 V;
No sabemos, al realizar una medición podría ser 120V; pero también podría tener cualquier otro valor. Cuando las cargas, rotuladas fases a, b y c tienen electrónica de estado sólido que realiza conexiones y desconexiones (como en un Drive de CD), la forma de onda del voltaje a tierra es bastante arbitraria debido a los transitorios de desconexión y conexión.

G
X0
X1
X2
X3

EJEMPLO 2
Respecto a la Figura b), y considerando un voltaje secundario de 208 V entre líneas.
¿Cuál es el voltaje entre X1 y X2?
¿Cuál es el voltaje entre X1 y X0?
¿Cuál es el voltaje entre X1 y la barra que se une al electrodo de tierra, rotulada con una G?
¿Qué valor de voltaje se encontraría entre la barra de neutros y la barra G?
SOLUCIÓN:
208V;
120 V;
120 V;
0V, a menos que hubiera una corriente extremadamente alta en el puente de unión principal.

G
X0
X1
X2
X3

¿Porqué se requiere la puesta a tierra de equipos?
NEC 250-1, FPN No.2

a) limitar el voltaje de los materiales metálicos no portadores de corriente con respecto a tierra y

b) que en caso de falla a tierra, opere la protección de sobrecorriente

Puesta a tierra de equipo
chasis
fase
neutro
tierra
(a) Alambrado correcto.
(b) La protección de sobrecorriente
opera en caso de que el hilo vivo
toque accidentalmente el chasis .
fase
neutro
tierra
i
i
chasis
fase
neutro
tierra
chasis energizado
jarp
(c) La ausencia de la puesta a tierra de equipo es un peligro de electrocución

Términos de tierras eléctricas