Métodos estándar de puesta a tierra
El estándar internacional CEI 60364 distingue maneras de poner un sistema a tierra utilizando los códigos de dos letras TN, TT e IT.
La primera letra indica la conexión entre el equipo de suministro de energía y la tierra (generador o transformador):.
• - T - Conexión directa de un punto de tierra (latín: terra).
• - I - Ningún punto está conectado con tierra (del inglés isolated), o lo está pero atravesando una conexión de alta impedancia.
La segunda letra indica la conexión entre la tierra y el dispositivo eléctrico que se suministra:.
• - N - Conexión directa a neutro en el origen de la instalación, que está conectado a la tierra.
En los esquemas TN se añade una S (separado) o una C (conjunto) para definir si el conductor de neutro y el de protección son un solo conductor.
• - T - El equipo tiene una puesta a tierra propia, no conectada a la del suministro.
Hay un contacto indirecto si una persona toca una parte conductora de un equipo eléctrico que fue puesta bajo tensión por una falla de aislamiento. Dicha persona completaría el circuito hacia tierra recibiendo un choque eléctrico.
Todos los esquemas, en combinación con otros dispositivos de protección, garantizan la seguridad de las personas frente a los contactos indirectos debidas a fallos de aislamiento. Su principal diferencia radica en la continuidad del suministro eléctrico.
Es el más empleado en la mayoría de instalaciones por poseer unas excelentes características de protección a las personas y un buen costo operacional.
En España el 95 % de las instalaciones usan este régimen de neutro incluyendo por ejemplo las instalaciones de alumbrado público.[3].
En este esquema el neutro del transformador y las masas metálicas de los receptores se conectan directamente, y sin elemento de protección alguno, a tomas de tierra separadas.
En caso de un defecto a masa circula una corriente a través del terreno hasta el punto neutro del transformador, provocando una diferencia de corriente entre los conductores de fase y neutro, que al ser detectado por el interruptor diferencial provoca la desconexión automática de la alimentación.....
Durante el fallo la tensión de defecto queda limitada por la toma de tierra del receptor, a un valor igual a la resistencia de la puesta a tierra (conductor de protección + toma de tierra) por la intensidad de defecto.
En este sistema el empleo de interruptores diferenciales es imprescindible para asegurar tensiones de defecto pequeñas y disminuir así el riesgo en caso de contacto eléctrico de personas o animales y para disminuir la posibilidad de que se produzca un incendio de origen eléctrico.
Es empleado en redes de distribución pública, ya que al contar con dos puestas a tierra distintas, no se transmiten defectos entre distintos receptores.[4].
• - Técnica de operación: desconexión al primer defecto.
• - Técnica de protección: interconexión y puesta a tierra de las masas metálicas. Desconexión por interruptores diferenciales.
• - Usos: generales, red de distribución pública.
Es el esquema menos empleado, quedando relegado casi exclusivamente para usos temporales con grupos electrógenos (generadores diésel). Es un sistema con un costo operacional sensiblemente mayor que el esquema TT, ya que requiere revisiones periódicas.
La mayor desventaja de este sistema es la necesidad de calcular las impedancias en todos los puntos de la línea y diseñar las protecciones de forma individual para cada receptor. En el caso de líneas muy largas o de poca sección puede darse el caso de que la corriente de defecto no sea suficiente para disparar las protecciones.
En el esquema TN-C los conductores de protección se conectan directamente al conductor de neutro. En España no se permite usar este esquema si la sección del conductor de neutro es inferior a 16 mm².[5].
En el esquema TN-S los conductores de protección se conectan a un conductor de protección distribuido junto a la línea, y conectado al conductor de neutro en el transformador.
Es una combinación de los dos anteriores, empleada cuando la sección del conductor de neutro es insuficiente para servir de conductor de protección.
• - Técnica de operación: desconexión al primer defecto.
• - Técnica de protección: interconexión y puesta a tierra de las masas metálicas. Puestas a tierra uniformemente repartidas. Desconexión por protecciones de sobreintensidad.
• - Usos: instalaciones temporales y de socorro.
Es el preferido en aplicaciones en las que la continuidad del servicio es crítica, como en quirófanos o industrias con procesos sensibles a la interrupción.
En este, el neutro del transformador está aislado de tierra (o conectado a través de una impedancia de un elevado valor) y las masas metálicas conectadas a una toma de tierra exclusiva.
Este es el esquema que ofrece una mayor continuidad de servicio, ya que corta el suministro al segundo defecto, a diferencia de los otros que lo hacen al primero. Ello se debe a que en un primer defecto la corriente se encuentra con una resistencia muy grande para retornar al transformador y se puede considerar un circuito abierto. Un segundo contacto provocará una circulación de corriente y actuarán los dispositivos de protección.
En caso de un primer defecto, un medidor de aislamiento monitoriza constantemente la instalación, provocando una alarma en caso de fallo del aislamiento.
El esquema IT requiere una puesta a tierra totalmente independiente de otras instalaciones, ya que de lo contrario, la corriente podría regresar al transformador y provocar que el primer defecto sea verdaderamente peligroso. Igualmente, las masas metálicas no deben estar conectadas a otras de instalaciones diferentes.
Las instalaciones realizadas conforme a este esquema se denominan instalaciones flotantes o en isla.
En este tipo de esquema se recomienda no distribuir el neutro.[6] Se puede añadir una bombilla, para avisar que hay un fallo eléctrico. Normalmente, va colocada, encima de la resistencia de la línea de tierra.
• - Técnica de operación: señalización del primer defecto. Desconexión al segundo defecto.
• - Técnica de protección: interconexión y puesta a tierra de las masas metálicas. Desconexión al segundo defecto por protecciones de sobreintensidad.
• - Usos: quirófanos y procesos industriales sensibles.
La norma de cableado establece un código de colores para la instalación eléctrica.De esta manera, cada cable tiene un color determinado según su función.
El conductor neutro es azul, el hilo de fase es marrón, gris o negro, y el cable de tierra es siempre verde y amarillo.
En las líneas de alta tensión de la red de transporte de energía eléctrica el hilo de tierra se coloca en la parte superior de las torres de apoyo de los conductores y conectado eléctricamente a la estructura de estas, que, a su vez, están dotadas de una toma de tierra como la descrita anteriormente. En este caso el hilo de tierra cubre una doble función: por una parte protege a las personas de una derivación accidental de los conductores de alta tensión, y por otra, al encontrarse más alto que los citados conductores, actúan como pararrayos, protegiendo al conjunto de las descargas atmosféricas, que de esta forma son derivadas a tierra causando el mínimo daño posible a las instalaciones eléctricas.
• - Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre telurómetro.
• - Alternative Transient Program.
• - Bucle de masa.
• - Conducto eléctrico.
• - Conexión equipotencial.
• - Disyuntor.
• - Electromagnetismo.
• - Enchufe.
• - Esquema de conexión a tierra.
• - Interruptor diferencial.
• - Jaula de Faraday.
• - Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (España) "Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (España)") (REBT).
• - Sistema monofásico.
• - Sistema trifásico.