Metodos de Puesta a Tierra

6.2 Métodos de puesta a tierra: neutro flotante, solido, a travez de impedancia El término “puesta a tierra” (grounding) consiste en varias funciones que tienen en común la utilización de la tierra. Se pueden distinguir dos tipos de puesta a tierra:  !uesta a tierra de protección: se puede descri"ir como un método para proteger a las personas # a los equipos de valores de tensión peligrosos. E$emplos:  %one&ión de pantallas de ca"les a tierra para evitar pertur"aciones en componentes electrónicos  %one&ión de los cierres met'licos de un con$unto de celdas de   !uesta a tierra del sistema: se puede descri"ir como la cone&ión deli"erada a tierra de un sistema eléctrico en tensión. Esta cone&ión se realiza normalmente en los puntos neutros* aunque e&isten otras soluciones  Seguridad: para protección tanto de las personas como de los equipos de posi"les valores elevados de tensión  +i$ar la red al potencial de tierra: para evitar tensiones peligrosas de"ido a los acoplamientos capacitivos (capacidades par'sitas fase,tierra o capacidades entre fases de sistemas a diferente tensión)  -educir las corrientes de falta a tierra: la cone&ión del sistema a tierra a través de una impedancia permite limitar las corrientes de falta en caso de faltas a tierra  -educir las so"retensiones: la puesta a tierra permite reducir las so"retensiones por:  +altas a tierra transitorias: las faltas con arco generan so"retensiones en las fases sanas por

generación # reingnición del arco. Estas so"retensiones son especialmente elevadas en sistemas aislados de tierra  umento del potencial del neutro: en un sistema aislado* una falta a tierra provoca que el neutro del sistema se ponga a la tensión de fase* de forma que las fases sanas se ponen a tensión compuesta. Si se pone a tierra el sistema* la so"retensión ser' menor cuanto m's efectiva sea dic/a puesta a tierra (menor sea su impedancia)* de forma que el nivel de aislamiento de los equipos puede ser menor (m's económicos)  ransitorios de manio"ra # ra#os: la puesta a tierra del sistema* aunque no reduce las so"retensiones por manio"ra # ra#os* permite redistri"uir la tensión entre las fases # reducir la posi"ilidad de un fallo del aislamiento entre fase # tierra Simplificar la localización de las faltas: una puesta a tierra del sistema genera una corriente de falta que puede ser detectada con facilidad # que forma la "ase para localizar el punto de falta 0E1-2 3a puesta a tierra del sistema se puede clasificar atendiendo a la naturaleza del circuito que conecta el neutro del sistema a tierra en:  0eutro aislado (ungrounded)  0eutro r4gido a tierra (solid grounding)  0eutro impedante (impedance grounding):  !uesta a tierra con resistencia (reactance grounding)  !uesta a tierra con reactancia (resistance grounding)  !uesta a tierra resonante (ground fault neutralizer)

Neutro flotante

En general* se dice que el neutro es flotante * cuando 0o e&iste cone&ión galv'nica entre el neutro # el sistema de puesta a tierra de la red eléctrica.

0o es usual que el neutro de una red eléctrica este flotante. En particular* 02 es usual* en los secundarios estrella de transformadores de distri"ución. El neutro flotante es un centro estrella que no esta conectado a tierra. Esto en un circuito trif'sico. 3os motores trif'sicos usualmente tienen el neutro flotante* si sus "o"inas est'n en cone&ion estrella. 3os transformadores generalmente tienen su neutro aterrizado5 por e&cepción tiene el neutro flotante. En sistemas de potencia con alimentadores primarios de lta ensión (..) de tres conductores* cu#os niveles de aislamiento sean superiores ( con ma#or 6.7.3.) a uno de cuatro conductores* puede darse que los transformadores con el primario en estrella tengan el neutro flotante (lado de ..). Se utiliza el neutro flotante en "ancos de condensadores trif'sicos. En los sistemas eléctricos especiales con neutro aislado o puesto a tierra a través de una impedancia* los "ancos de condensadores de"en conectarse con el neutro flotante* de esa forma se evita la circulación de armónicos de corriente que producen incrementos de corriente superiores al valor nominal # que puede da8ar a los condensadores. 3os sistemas con neutro aislado son aquellos que est'n operados sin una cone&ión intencional del neutro a tierra. En realidad* los sistemas aislados est'n puestos a tierra a través de las capacidades a tierra de los elementos del sistema ipos de puesta a tierra 0eutro aislado 9enta$as:  3a primera falta a tierra solo causa una peque8a circulación de corriente capacitiva* por lo que se puede operar el sistema sin afectar a la continuidad del suministro

 0o es necesario invertir en equipamiento para la puesta a tierra. Si para el sistema de protección esventa$as:  a#or coste de aislamiento de los equipos a tierra. 1na falta provoca que las fases sanas se pongan a tensión compuesta respecto a tierra  a#ores posi"ilidades de so"retensiones transitorias por faltas con arco.

3os sistemas con neutro rígido a tierra son aquellos que est'n operados con una cone&ión directa del neutro a tierra. !ara asegurar las venta$as de este método es necesario que la puesta a tierra sea efectiva: ipos de puesta a tierra 0eutro r4gido a tierra  En cualquier punto del sistema: 9enta$as:  +acilidad de detección # localización de las faltas a tierra  3imitación de las so"retensiones por faltas a tierra # transitorias por manio"ras # ra#os esventa$as:  +altas a tierra m's energéticas. solido

3a cone&ión a tierra sólida: , -educe las so"retensiones transitorias # temporarias. , !rotege de so"retensiones impulsivas. , !ermite f'cil selectividad frente a fallas a tierra.

, !ermite seguridad de servicio. , 3a magnitud de la corriente de falla es elevada. 3a cone&ión a tierra con impedancia* # al l4mite el sistema con neutro aislado: , ificulta la u"icación de la falla. , 3as manio"ras generan elevadas so"retensiones en particular cuando /a# fallas monof'sicas.

sistemas con neutro puesto a tierra a través de una alta impedancia. Se permitir'n sistemas con neutro puesto a tierra a través de una alta impedancia* por  lo general una resistencia* la cual limita la corriente de falla a tierra a un valor "a$o* para sistemas de corriente alterna trif'sicos de ;<= a >=== volts* si se cumplen todas las condiciones siguientes:

(>) 3as condiciones de mantenimiento # supervisión aseguran que solamente personal calificado atender' a la instalación. (?) @a# detectores de tierra instalados en el sistema. (A) 0o se alimentan cargas de l4nea a neutro. 3os sistemas con neutro puesto a tierra a través de una alta impedancia de"en cumplir las disposiciones de (a) /asta (g). a) Ubicacin de la impedancia de puesta a tierra. 3a impedancia de puesta a tierra se de"e instalar entre el conductor del electrodo de puesta a tierra # el punto neutro del sistema. Si no /a# un punto neutro disponi"le* la impedancia de puesta a tierra se de"e instalar entre el conductor del electrodo de puesta a tierra # el punto neutro derivado de un transformador de puesta a tierra.

b) !onductor del sistema puesto a tierra. El conductor del sistema puesto a tierra desde el punto neutro del transformador o del generador /asta el punto de cone&ión a la impedancia de puesta a tierra* de"e estar totalmente aislado.

El conductor puesto a tierra del sistema de"e tener una ampacidad no menor al valor de la corriente m'&ima nominal de la impedancia de puesta a tierra* pero en ningún caso el conductor puesto a tierra del sistema de"e ser menor que el tama8o <.AB mm? (< CD) de co"re o el >A.A mm? ( CD) de aluminio o aluminio revestido de co"re. c) !one"in de puesta a tierra del sistema. El sistema no de"e ser puesto a tierra* e&cepto a través de la impedancia de puesta a tierra. N#$%: 3a impedancia normalmente es seleccionada para limitar la corriente de falla a tierra a un valor ligeramente superior o igual a la corriente de carga capacitiva del sistema. Este valor de impedancia tam"ién limitar' las so"retensiones transitorias a valores seguros. d) $ra&ectoria del conductor desde el punto neutro 'asta la impedancia de puesta a tierra. Se permitir' que el conductor que conecta el punto neutro del transformador o del generador a la impedancia de puesta a tierra esté instalado en una canalización diferente a la de los conductores de fase.

0o se e&igir' llevar este conductor con los conductores de fase /asta el primer medio de descone&ión del sistema o del dispositivo de so"recorriente. e) (uente de unin del euipo. El puente de unión del equipo (la cone&ión entre los conductores de puesta a tierra de equipos # la impedancia de puesta a tierra) de"e ser un conductor sin empalmes* llevado desde el primer medio de descone&ión del sistema o del dispositivo de so"recorriente* /asta el lado puesto a tierra de la impedancia de puesta a tierra. f) Ubicacin del conductor del electrodo de puesta a tierra. El conductor del electrodo de puesta a tierra de"e estar conectado en cualquier punto* desde el lado puesto a tierra de la impedancia de puesta a tierra a la cone&ión de puesta a tierra de equipos en el equipo de acometida o en el primer medio de descone&ión del sistema.