Sistema De Puesta a Tierra

SISTEMA MAGNETOACTIVO DE

PUESTA A TIERRA Y PARARRAYOS

Principios de Funcionamiento

Introducción

¿Qué es la tierra física? La tierra física, es una conexión de seguridad humana y patrimonial que se diseña en los equipos eléctricos y electrónicos para protegerlos de disturbios o transitorios imponderables, por los cuales pudieran resultar dañados. Estos disturbios o descargas sonaleatorias y muchas veces son causados por descargas electrostáticas, emisiones electromagnéticas, errores humanos y/o descargas atmosféricas.

Una buena tierra física debe cumplir con lo siguiente:
• Baja impedancia a tierra de manera permanente, independiente de condiciones climáticas y/o de humedad.
• El potencial entre tierras debe ser igual, es decir, el sistema debe serequipotencial.
• El sistema debe ser capaz de disipar corrientes indeseables adecuadamente hacia la tierra.
• El sistema no debe permitir que corrientes en la tierra penetren hacia la carga.
• El sistema debe de responder de igual manera para un amplio espectro de frecuencias.

Existen tres tipos de conexión básicos para un sistema de tierras: conexión en serie, conexiónen paralelo y conexión distribuida. Más adelante se explican las ventajas y/o desventajas de cada sistema de conexión.

Teoría de Circuitos Básicos

Antes de poder dar esquemas de conexión de tierras físicas así como sus ventajas y/o desventajas, es necesario que se expliquen cierta terminología y un poco de teoría de circuitos para poder entender las ventajas y desventajas de los métodos deconexión que se explicarán posteriormente.
• Un circuito consiste en dos o más elementos que se conectan mediante conductores perfectos.
• Un nodo es un punto de conexión de dos o más elementos del circuito, junto con todo el cable.
• En 1847 el físico alemán Gustav Kirchhoff determinó dos leyes básicas que explican la interacción del voltaje y la corriente dentro de uncircuito. Estas leyes son válidas para circuitos que contengan cualquier tipo de elemento. Las leyes de Kirchhoff son las siguientes:
• La ley de Kirchhoff para corrientes estipula que: “La suma de las corrientes que entran a cualquier nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del mismo.”
[pic]
donde, in es la n-esima corriente que entra (o sale) del nodo y N es número decorrientes del nodo.
• La ley de Kirchhoff para voltajes dice que: “La suma de las caídas de voltaje es igual a la suma de las elevaciones de voltajes a lo largo de una trayectoria cerrada.”
[pic]
donde, vn es el n-ésimo voltaje bajo (o alto) en una malla que contiene N voltajes.
• En 1826, el alemán Georg Simon Ohm formuló la relación de la corriente y el voltaje a través deun resistor. La ley de ohm dice que: “El voltaje a través de una resistencia es directamente proporcional a la corriente que pasa por la resistencia, donde la constante de proporcionalidad es el valor de la resistencia en ohms.
[pic]

Existen tres configuraciones básicas de circuitos de tierra, circuitos en serie, circuitos en paralelo y circuitos de conexión distribuida. A continuación sedescriben estos tres métodos de conexión de tierras y se explican sus ventajas y/o desventajas. Cabe mencionar que por simplicidad se han representado las impedancias de los circuitos como simples resistencias. Hay que recordar que en la realidad estas resistencias están compuestas por elementos resistivos, inductivos y capacitivos de los cuales estos últimos dos forman resistencias que varían conla frecuencia de la señal que los atraviesa. La manera en como la frecuencia afecta a los elementos capacitivos e inductivos es como sigue:
[pic]
donde,
j: es un número imaginaria igual a [pic]
ω: es la frecuencia de la señal en radiantes por segundo
c: es la capacitancia
L es la inductancia

De las ecuaciones anteriores se puede ver que la impedancia de un capacitor tiende a cero...