Puesta a tierra de los circuitos electricos

CAPITULO 1

PUESTA A TIERRA DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS

1. Conexiones Típicas

En muchas instalaciones eléctricas se necesitan electrodos o conjuntos de electrodos enterrados que sirvan de conexión eléctrica con tierra. Una conexión de tal naturaleza recibe el nombre de toma de tierra. De un elemento cualquiera que tenga esta conexión se dice que está conectado o puesto a tierra. Lastomas de tierra son necesarias en los sistemas de transmisión de energía eléctrica, en las emisoras de radio, en los sistemas telefónicos, en los pararrayos y en las estructuras metálicas de los grandes edificios.

Muchos dispositivos relacionados con un sistema de transmisión de energía están puestos a tierra. En una residencia lo están la caja de entrada y el neutro del circuito secundario.Gran parte de los enchufes de las herramientas eléctricas van provistos de una conexión a tierra. En las viviendas urbanas, ésta consiste en una conexión a una tubería metálica, si la hay. En algunos casos, la citada conexión consiste en alambres embebidos en las bases de un edificio. A veces, es necesario hincar barras o varillas en el suelo.

Los transformadores que alimentan circuitossecundarios de distribución deben estar dotados de su toma de tierra. A ella se conectan el neutro del secundario y, en muchos casos, la carcasa del transformador y la bajada de los pararrayos. Las llaves de los dispositivos interruptores operados en aire, de los reguladores y de otros equipos similares, también van provistas de toma de tierra. Las estructuras portantes de una línea de transmisióna las cuales va conectada la línea aérea de guarda tiene tomas de tierra.

También tienen toma de tierra las carcasas de los generadores de los motores, los tanques de los transformadores y de los interruptores de aceite, y las cajas de los instrumentos y relés en las estaciones de generación y distribución de energía. Lo mismo sucede con las estructuras metálicas de los edificios, con loselementos metálicos de soporte de los patios de interruptores y con las cercas y barreras que rodean las centrales y estaciones. Con todas estas partes conectadas a la misma toma de tierra, se elimina prácticamente toda la posibilidad de que se presenten diferencias de potencial entre ellas.

Otros muchos puntos de los circuitos eléctricos van provistos de toma de tierra. Los neutros de losgeneradores y de los transformadores conectados en estrella van unidos a tierra, ya sea directamente o a través de una impedancia. Los pararrayos y las reactancias en paralelo lo están directamente. Lo mismo ocurre con los secundarios de los transformadores de intensidad y de tensión.

El sistema de tierra de una estación generadora o distribuidora puede consistir en una red extensa deconductores enterrados o en un conjunto de varillas hincadas en la tierra. Debe ponerse mucha atención en el diseño y construcción de este emparrillado para estar seguros de que su resistencia eléctrica solo es una fracción de ohmio.

En operación normal, las tomas de tierra conducen corriente de pequeña intensidad. Estas corrientes suelen ser debidas a pequeños desequilibrios en las líneas detransmisión y redes de distribución. Las tomas de tierra juegan un papel de importancia durante los cortos periodos de existencia de fallos, o cuando se presentan repentinas sobretensiones ocasionadas por descargas atmosféricas o por fenómenos transitorios originados por el cierre y apertura de interruptores. Las corrientes de corta duración que circulan por los conductores a tierra durante estosperiodos anormales pueden ser de muchos miles de amperios.

La resistencia ideal de las tomas de tierra es cero. Por lo tanto, las corrientes que circulan por ellas no producen aumento de tensión entre el punto de la toma y otros puntos de la tierra distantes de él. Desde luego es imposible hacer una toma de tierra de resistencia cero, ni aún disponiendo de grandes recursos de dinero y trabajo....