Electrica

Tierras eléctricas
A. Llamas, Jorge de los Reyes P.
Maestría en Ingeniería Energética ITESM Campus Monterrey, E. Garza Sada 2501 Sur, C.P. 64849, Monterrey, N.L. Tel.: 3-284513, Fax: (8)-3284513, email: allamas@campus.mty.itesm.mx

1. Introducción Se explican las razones de poner a tierra haciendo distinción entre el aterrizaje del sistema y el aterrizaje del equipo. Se presentan y seilustran las definiciones de los siguientes términos: tierra eléctrica, aterrizado o puesto a tierra, efectivamente aterrizado, conductor puesto a tierra, conductor de puesta a tierra de equipo, equipo de desconexión principal, conductor del electrodo de aterrizaje, puente de unión principal y sistema derivado separadamente. Estas definiciones son de acuerdo al NEC 1996 [1]. Se describen los electrodosnaturales y los artificiales, ilustrando el concepto de cuerpo de tierra del electrodo. Se muestran dos de los problemas ocasionados por el uso de electrodos de aterrizaje aislados. Se muestra la necesidad de unir todos los electrodos en un edificio. 2. Justificación de las puestas a tierra El NEC 100 define tierra eléctrica “ground” como una conexión entre el circuito

sistema) o entre el equipoy tierra (puesta a tierra del equipo), en caso de que la tierra no esté disponible, la unión es con algún otro elemento conductor que sustituya a la tierra (en el caso de un automóvil la “tierra” es el chasis). Conviene distinguir entre la
puesta a tierra del sistema de alimentación y la puesta a tierra del equipo. La puesta a tierra del sistema de alimentación eléctrica consiste en unir alsistema de electrodos uno de los conductores de la acometida o uno de los conductores que salen del secundario de un transformador; a este conductor se le conoce como conductor puesto a tierra. La figura 1a) muestra un sistema de alimentación no puesto a tierra, la figura 1 b) corresponde a un sistema de alimentación eléctrica puesto a tierra. El puente de unión principal estabiliza la diferencia depotencial entre el sistema de alimentación y tierra. El conductor puesto a tierra tiene un voltaje cero o de unos cuantos volts con respecto a tierra y esa es precisamente la función de la puesta a tierra del sistema de alimentación.

eléctrico y tierra (puesta a tierra del
transformador delta Y fase a fase b fase c
Ic Ib Ia

transformador delta Y fase a fase b fase c
Ic

conductor puestoa tierra

Ib Ia

sistema de electrodos puente de unión principal a) sin puesta a tierra b) puesto a tierra Figura 1. Sistema de alimentación eléctrica 20

De acuerdo al NEC 250-1, FPN No.1 (FPN = “Fine Print Note”). Los sistemas de alimentación se ponen a tierra para a) limitar los sobrevoltajes transitorios debidos a descargas atmosféricas, a maniobras con interruptores, b) para limitarlos voltajes en caso de contacto accidental del sistema de alimentación con líneas de voltaje superior y para estabilizar el voltaje del sistema de alimentación con respecto a tierra. Puesta a tierra de equipos. Los materiales conductores (tuberías y gabinetes metálicos) que contienen conductores y equipo eléctricos se ponen a tierra para limitar el voltaje a tierra entre estos materiales (NEC250-1, FPN No.2). Los conductores de puesta a tierra de equipo
chasis

se unen al conductor puesto a tierra para proporcionar una trayectoria de baja impedancia a la corriente de falla, lo que facilitará la operación de las protecciones de sobrecorriente bajo condiciones de falla a tierra. La puesta a tierra de equipos tiene dos propósitos: a) limitar el voltaje de los materiales metálicos noportadores de corriente con respecto a tierra y b) que en caso de falla a tierra, opere la protección de sobrecorriente. Las figuras 2 a) y b) ilustran un alambrado correcto y la forma en que opera la protección de sobrecorriente evitando que el chasis se ponga a un voltaje peligroso. La figura 2 c) muestra la forma en que la falta de la puesta a tierra pone en riesgo la vida

chasis i

fase fase...