tierras fisicas

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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 describenlos
electrodos naturales 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 circuitoeléctrico y tierra (puesta a tierra del
sistema) o entre el equipo y 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 atierra
del sistema de alimentación eléctrica
consiste en unir al sistema 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 1-
a) muestra un sistema de alimentación no
puesto a tierra, la figura 1 b) corresponde a un
sistema de alimentacióneléctrica puesto a
tierra. El puente de unión principal estabiliza
la diferencia de potencial 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.
fase a
fase b
fase c
Ic
Ia
Ib
delta Y
a) sin puesta a tierra
fase afase b
fase c
delta Y
b) puesto a tierra
transformador transformador
puente de unión principal
conductor
puesto a tierra
sistema de electrodos
Ic
Ia
Ib
Figura 1. Sistema de alimentación eléctrica
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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 descargasatmosféricas, a maniobras con interruptores, b)
para limitar los 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 paralimitar el voltaje a tierra
entre estos materiales (NEC 250-1, FPN No.2).
Los conductores de puesta a tierra de equipo
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 no
portadores 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...