El funcionamiento de los aparatos eléctricos debe estar conectado a tierra. Dependiendo del propósito, puede ser funcional o protector. El primero es para el correcto funcionamiento de los dispositivos, y el segundo es para proteger a las personas. El principio de funcionamiento de uno y el segundo es diferente.
Las principales metas y objetivos de la puesta a tierra.
El suelo puede neutralizar la corriente eléctrica, ya que el grado de su voltaje es cero. La resistencia es el indicador principal de un dispositivo de conexión a tierra por el cual es posible juzgar su calidad y capacidad para cumplir su propósito. La resistencia específica depende de la composición del suelo, la presencia de productos químicos en él: ácido o alcalino, humedad, friabilidad. Dependiendo de la composición del suelo, es posible que necesite usar un kit especial de conexión a tierra o un reemplazo completo de la tierra para el funcionamiento correcto de los dispositivos de conexión a tierra.
La conexión a tierra es la conexión de cualquier dispositivo, instalación eléctrica o parte de la red a un dispositivo de conexión a tierra. Es un conductor de tierra y conductores de tierra a través de los cuales la corriente fluye hacia la tierra y se neutraliza.
Puede haber varios interruptores de puesta a tierra. En un circuito distribuido, se ubican alrededor del perímetro de un objeto cuya red eléctrica debe asegurarse. La parte conductora (conductores de puesta a tierra) generalmente está hecha de metal. Se les traen electrodos de tierra, que tienen contacto directo con el suelo.
El dispositivo de conexión a tierra está montado en un circuito. El circuito de tierra es una serie de conductores de electrodos que se atascan en la tierra. Su longitud es de 3 metros, se encuentran a poca distancia el uno del otro. Se utiliza una tira de metal horizontal como compuesto, que se coloca en el suelo a una profundidad de hasta 1 metro. La conexión a los electrodos se realiza mediante soldadura convencional. En kits especiales de puesta a tierra, partes del equipo están roscadas, lo que no afecta las propiedades de trabajo.
La puesta a tierra de trabajo es necesaria en los siguientes casos:
- Protección de equipos contra la electricidad estática. Los procesos que ocurren en la naturaleza, como los rayos, pueden afectar la corriente que fluye en el circuito, como resultado de lo cual el equipo puede dañarse. Los electrodos instalados en el suelo descargan el exceso de corriente.
- Protección de red contra cortocircuitos.
- Protección contra sobretensiones.
Un ejemplo de tierra de trabajo es un pararrayos conectado a electrodos. Especialmente relevante en generadores, transformadores.
Principio de puesta a tierra protectora
La conexión a tierra de protección es un conjunto de medidas que tienen como objetivo proteger el equipo y las personas que trabajan con él. Se utiliza para eliminar la interferencia electromagnética que surge de un dispositivo cercano, así como para neutralizar la interferencia durante la conmutación en el circuito de alimentación.
Protección contra rayos
El medio de aire es una sección con alta resistencia, pero la descarga tiene un poder que excede esta resistencia, por lo tanto, la atraviesa. En el camino desde las capas superiores de la atmósfera hasta la tierra, los rayos seleccionan las áreas con menor resistencia: áreas húmedas, paredes, árboles y gotas de agua.Esto explica el hecho de que las descargas a menudo caen en el árbol: tiene menos resistencia que el aire que lo rodea. Cuando ingresa al edificio, la corriente también pasa a través de las áreas con menor resistencia: son tuberías de metal, electrodomésticos o sus partes metálicas, paredes húmedas. Si el dispositivo no está conectado a tierra, tocarlo en el momento del paso de carga puede ser fatal.
Cuando se instala un pararrayos en el techo, la carga ingresa y luego se mueve al suelo y se neutraliza. Es importante que las corrientes no se propaguen dentro del objeto, por lo que los materiales que se utilizan para organizar el suelo tienen una baja resistencia. De acuerdo con las reglas, no debe exceder los 4 ohmios. El propio pararrayos debe estar conectado a los electrodos en el suelo.
Protección contra sobretensiones
Los equipos electrónicos son sensibles a sobretensiones o instalaciones eléctricas potentes que operan en su radio. Los relámpagos repentinos cercanos pueden dañar la electrónica.
Como ejemplo: durante una tormenta eléctrica, puede producirse un exceso de carga en el cable de cobre con el que están conectadas las casas y a través del cual fluye la corriente. Una carga con un aumento en su tamaño puede destruir el cable. En este caso, se coloca un SPD en la línea de alimentación, un dispositivo de protección contra sobretensiones para que el exceso de carga se caiga al suelo.
Protección de las personas
Cuerpos de instrumentos, todos los elementos metálicos son capaces de conducir corriente. Si toca un dispositivo sin conexión a tierra en el que se ha acumulado electricidad estática, puede recibir un fuerte golpe. Esto afectará principalmente al sistema cardiovascular y nervioso. Los zapatos de goma, los guantes de goma, una habitación absolutamente seca ayudan a reducir el impacto, pero las personas rara vez caminan por el departamento o la oficina con botas de goma. Conectar el tercer cable a la carcasa del instrumento y luego conectarlo a los electrodos le permite utilizar el exceso de corriente en el suelo.
En los antiguos edificios privados y de apartamentos múltiples, no se tomaron medidas de conexión a tierra, por lo tanto, todos los electrodomésticos representan un peligro potencial para las personas.
Los dispositivos caseros pueden tener este aspecto: un cable está conectado al cuerpo del dispositivo, que se muestra en la calle y conectado a un producto de metal que se introduce en el suelo (tubería, esquina, balde, accesorios). Estos productos son buenos conductores de corriente, a diferencia del cuerpo humano, por lo que la corriente selecciona el metal y cae al suelo.
Diferencia de puesta a tierra de trabajo de protección
La conexión a tierra de trabajo y protección de acuerdo con las normas de seguridad no debe combinarse con un circuito de agua. Durante las descargas atmosféricas, los aparatos eléctricos pueden dañarse y la tierra protectora no funcionará.
En el circuito de puesta a tierra funcional (en funcionamiento), todas las estructuras portadoras de corriente están conectadas a electrodos instalados en la tierra. Para el correcto funcionamiento de la tierra de trabajo, también se utilizan fusibles que toman voltaje y fallan.
La conexión a tierra de trabajo está equipada en caso de que las instrucciones del fabricante y los requisitos que protegen este dispositivo se adjunten a los dispositivos.
Hay más requisitos para un dispositivo de protección de puesta a tierra, ya que tiene tareas más importantes: salvar la vida de las personas.
| Propósito del dispositivo de puesta a tierra en funcionamiento | Propósito de la puesta a tierra protectora |
| Electrodomésticos de alta potencia | Aparatos trifásicos con una potencia inferior a 1 kW. |
| Equipos electrónicos sensibles | Dispositivos monofásicos y bifásicos que no tienen contacto con el suelo. |
| Dispositivos médicos | Aparatos con una capacidad de más de 1 kW |
| Tecnología electrónica que es portadora de información importante. | En circuitos fusionados con conductor neutro |
La conexión a tierra más confiable se proporciona en el circuito eléctrico de la casa. Los cables que se ajustan a cada toma de corriente deben ser de tres hilos.El tercer núcleo se conecta al suelo y elimina la electricidad estática, y también evita que los cortocircuitos y los rayos entren en el edificio.
Requisitos de tierra protectora
Para que las instalaciones de puesta a tierra cumplan con sus funciones, deben cumplir con ciertos parámetros y las instrucciones del fabricante del equipo.
Matices que afectan la funcionalidad:
- Resistencia al suelo debido a sus características fisicoquímicas. La arcilla húmeda, las virutas de grafito, la turba, las marismas o el agua de mar conducen la mejor corriente. Peor: arena seca o rocas duras: granito, piedra triturada, cuarzo, asfalto, concreto.
- El área de contacto del electrodo de tierra con el suelo. Cuanto más grande es el área, se crean las condiciones más favorables para el flujo de corriente, más rápido sucede. Puede aumentar el área instalando una mayor cantidad de electrodos a lo largo del contorno del edificio. En este caso, están conectados con una placa de acero en una sola unidad. Si aumenta el tamaño de un electrodo, el área total también aumentará. La instalación de un contorno metálico vertical ayuda a aumentar el área si las capas inferiores del suelo tienen más resistencia que las superficiales.
Como es difícil lograr la resistencia ideal del suelo, los dispositivos se crean en función de sus características. Cada instalación eléctrica tiene sus propios estándares de resistencia para dispositivos de puesta a tierra. Por ejemplo, para una subestación eléctrica con un voltaje de más de 100 kW, la resistencia no debe ser superior a 0,5 ohmios, y para una red doméstica con un sistema TT, así como el uso de apagado automático, hasta 500 ohmios.
Los interruptores de puesta a tierra de metal no deben estar recubiertos con materiales de pintura. A veces, como dispositivo de conexión a tierra, se utiliza la parte subterránea del edificio con estructuras metálicas: hormigón conductor de electricidad con refuerzo en el interior. No use tuberías metálicas de gas para resolver el problema de conexión a tierra.
De acuerdo con las Reglas de instalación eléctrica, los siguientes están sujetos a tierra:
- Redes con voltaje superior a 380 V.
- Instalaciones especialmente peligrosas y exteriores.
Partes de equipos sujetos a puesta a tierra y puesta a tierra:
- Cerramientos para equipos eléctricos.
- Bobinado secundario del transformador.
- Unidades de electrodomésticos.
- Cuadros de distribución, armarios.
- Equipo de construcción metálica.
- Cable de funda de hierro.
Si el voltaje no excede 42 V CA o 110 V CC, no se requiere conexión a tierra.
Puesta a tierra del hogar
La mayoría de los accidentes domésticos implican tocar un dispositivo que tiene daños de aislamiento. El cuerpo humano en este caso es un conductor de corriente. Placas de cocina eléctricas, lavadoras y lavavajillas, radiadores, hornos microondas, calderas, computadoras, lavavajillas: todas estas son estructuras metálicas que conducen bien la electricidad y sin conexión a tierra pueden ser perjudiciales para la salud.
Cortocircuito: este es el contacto de los cables de fase y neutro en la red, que conduce a la operación de protección de emergencia y desconexión del dispositivo de la alimentación. Muy a menudo, no se trata de un cortocircuito, sino de una fuga de corriente que se acumula en la carcasa de los equipos domésticos. Esto puede provocar una descarga eléctrica.
Para la seguridad humana, es necesario instalar enchufes con contactos de conexión a tierra. Se debe conectar un cable de tres hilos a la toma de corriente. Con un sistema de dos y tres núcleos, la conexión a tierra está equipada de diferentes maneras: desde la caja de conexiones o el panel eléctrico.
No utilice tuberías de gas, agua o calefacción central como electrodo de tierra.
Operación de puesta a tierra en caso de fallas eléctricas.
El mal funcionamiento del equipo significa daños en el aislamiento y la aparición de una fase en la caja del instrumento.Si partes del equipo están energizadas, pero no tienen protección en forma de conexión a tierra y RCD, una persona que no es consciente del peligro puede recibir una descarga eléctrica.
En la segunda realización, la fuga de corriente puede no ser significativa, el dispositivo de protección del equipo no responderá al voltaje y no apagará el dispositivo. Una persona puede recibir un golpe menor.
Si el estuche no está conectado a tierra, pero el RCD está instalado, funcionará 0.02 segundos después de que una persona toque el cuerpo del dispositivo. Este tiempo no es suficiente para causar daño a la salud.
El circuito más efectivo en términos de seguridad es la presencia de puesta a tierra y RCD. Si se produce una fuga de corriente y pasa al suelo, el RCD reacciona y apaga el dispositivo.
¿Cómo es el cálculo de los parámetros de los principales elementos de puesta a tierra?
El cálculo de los parámetros del dispositivo de conexión a tierra se realiza de acuerdo con las fórmulas. Los elementos iniciales son:
- resistencia del suelo en esta área;
- la longitud, el grosor, el diámetro de los electrodos, así como su número.
En la práctica, en todos los casos hay discrepancias con el plan de trabajo previsto, ya que el índice de suelo debe analizarse con mayor precisión. Es prácticamente imposible hacer esto: a 100 metros cuadrados, es necesario perforar alrededor de 100 minas de hasta 10 m de profundidad para evaluar las capas del suelo, su composición y la inclusión de elementos: arcilla, piedra caliza, arena y otros componentes.
La instalación de los dispositivos de conexión a tierra se lleva a cabo de acuerdo con el principio principal de conexión a tierra: la presencia de un margen de seguridad, con valores promedio de los parámetros. Cuanto menor sea la resistencia, mejor para todos los electrodomésticos y personas.
Instalación de puesta a tierra
Los electrodos verticales realizan sus funciones de manera más efectiva, ya que pueden instalarse a gran profundidad. Con la colocación horizontal a poca profundidad, la resistencia aumenta, especialmente en invierno, cuando las capas superiores del suelo se congelan.
Para los electrodos, se utilizan pines, cuya longitud es más de 1 metro (generalmente 1,5 m). Tales estructuras son fáciles de martillar en el suelo con un martillo convencional, la conexión se realiza en un plano horizontal de al menos 0,5 m de profundidad.
