¿Qué es la conexión a tierra y para qué sirve?
Principio de operación
El trabajo de la puesta a tierra protectora y la puesta a tierra protectora es diferente en el sentido de que cuando se conecta a tierra, si aparece un potencial peligroso en la carcasa del equipo, puede suceder cortocircuito. Bajo la acción de una corriente de cortocircuito varias veces mayor en valor que la corriente nominal de la red, se activa un fusible u otro dispositivo de protección. Con una conexión a tierra protectora, el efecto dañino de la corriente eléctrica se neutraliza al reducir el valor del voltaje táctil (y el voltaje escalonado) a un valor seguro. Los electrodomésticos o equipos eléctricos dañados que no tienen conexión a tierra protectora o conexión a tierra pueden energizarse durante mucho tiempo y volverse peligrosos para los humanos al momento de tocarlos o al acercarse al equipo a una distancia peligrosa.
Como se mencionó anteriormente, cuando una fase entra en el cuerpo del dispositivo, que está hecha de metal y conectada al conductor de protección, se produce un cortocircuito. La magnitud de la corriente de cortocircuito es varias veces mayor que la corriente nominal. Bajo su influencia, se activan dispositivos de protección. Como resultado, las líneas eléctricas conectadas a través del dispositivo de protección se desconectan.
El área transversal de los conductores debe seleccionarse en función de los requisitos de los capítulos relevantes. PUE. Para los conductores de protección PUE (sección 1.7.5) determina la dependencia de su sección transversal de la sección transversal del conductor de fase. Entonces, para áreas de sección transversal de conductores de fase de menos de 16 mm2, el tamaño del área de la sección transversal del conductor de protección es igual al área de la sección transversal del conductor de protección. Si el área de la sección transversal del conductor de fase está en el rango de 16 a 35 mm2, entonces el área de la sección transversal del conductor de protección es de 16 mm2 y si el área de la sección transversal del conductor de fase es mayor de 35 mm2, entonces el área del conductor de protección se elige 2 veces menos. Además, el área de la sección transversal se puede calcular de forma independiente sobre la base del mismo elemento del PUE. La condición principal para elegir es garantizar la velocidad, que se calcula mediante la fórmula:
S≥ I * √t / k,
Esta fórmula refleja la dependencia directa del valor del área de la sección transversal del conductor de protección (S) con el valor de la corriente de cortocircuito, a la que se proporcionan los dispositivos de protección de acuerdo con la Tabla 1.7.1 del Código Eléctrico y 1.7.2 del Código de Protección Eléctrica o por no más de 5 s de acuerdo con de 1.7.79 PUE y los valores del tiempo de respuesta del dispositivo de protección (t). Dependencia inversa del valor del coeficiente, que está determinado por el material del conductor de protección, su aislamiento, las temperaturas inicial y final del conductor. Valor k para conductores de protección en diversas condiciones se dan en la Tabla 1.7.6-1.7.9 del EMP.
El diagrama a continuación repite el principio de operación establecido anteriormente y el uso de un sistema de protección a tierra.
El propósito de dicho dispositivo es desconectar rápidamente los equipos eléctricos defectuosos de la alimentación, neutralizando así el efecto dañino de la corriente eléctrica cuando una persona toca un dispositivo defectuoso.
El esquema de operación del sistema de conexión a tierra en caso de ruptura del aislamiento se muestra a continuación:
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Área de aplicación
La conexión a tierra de protección se utiliza en redes de CA trifásicas y redes de CA y CC monofásicas, cuyo nivel de voltaje es de hasta 1000 V.
Si la red eléctrica es corriente alterna trifásica y el nivel de voltaje es 660 / 380V, 380 / 220V o 220 / 127V, entonces el conductor neutro está conectado a tierra, una red de tipo TN.
Si la red es corriente alterna monofásica, se aplica una conexión a tierra de protección siempre que la toma de red esté conectada a tierra.
Si la red es de corriente continua monofásica, se utiliza una conexión a tierra de protección si el punto medio de la fuente de energía eléctrica está conectado a tierra.
La conexión a tierra protectora se puede realizar tanto con la ayuda de conductores PE como con la ayuda de un conductor PEN combinado. El uso de este o aquel tipo de conexión a tierra de protección depende del sistema de conexión a tierra que se use en la instalación eléctrica y del tamaño del área de la sección transversal de los cables de alimentación.
De acuerdo con la cláusula 1.7.131 del PUE, la funcionalidad de los conductores de protección cero y de funcionamiento cero se puede combinar, siempre que se utilicen en circuitos multifásicos en el sistema TN y se coloquen estacionarios. En este caso, deben observarse los requisitos para garantizar el área de la sección transversal de los conductores de diferentes materiales. Los conductores de los cables de cobre deben tener un área de sección transversal de al menos 10 mm.2, vetas de cables de aluminio - no menos de 16 mm2.
La cláusula 1.7.132 PUE prohíbe combinar la funcionalidad de cero conductores de protección y cero conductores en circuitos monofásicos y de corriente continua. Para la conexión a tierra de protección, se utiliza un tercer conductor separado; la excepción es la derivación de la línea aérea con un voltaje de hasta 1 kV para los consumidores de electricidad monofásicos.
Cita
La conexión a tierra de protección se utiliza como protección contra descargas eléctricas durante la operación de equipos eléctricos para diversos fines: domésticos, industriales.
En la figura anterior, el conductor protector neutro del sistema TN-S está etiquetado como PE. Se muestra un circuito conductor que conecta superficies conductoras abiertas y un punto neutro conectado a tierra en una fuente de alimentación en una red trifásica. Este diagrama refleja el propósito del conductor neutro protector cuando se conecta a tierra el conductor protector neutro en el sistema TN-S cuando se usa un conductor protector separado.
Si se aplica la conexión a tierra en el sistema TN-C, entonces el esquema se verá de la siguiente manera:
En este caso, los conductores de trabajo cero y cero de protección se combinan en un conductor PEN.
Y en esta red trifásica, el conductor de protección neutral PE está separado del conductor PEN en la entrada de la instalación eléctrica:
En un sistema DC, el punto medio de la fuente está conectado a tierra - Figura a continuación:
1 - puesta a tierra neutral (punto medio) en la red DC; 2 - elementos de red conductores abiertos; 3 - Fuente de alimentación de CC.
En todos los casos considerados, el conductor neutro protector realiza una función protectora y, en el caso de combinarse con el conductor de trabajo N en el sistema TN-C, también realiza la función del conductor neutro de trabajo.
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Así que examinamos el dispositivo, el principio de funcionamiento y el propósito de la protección a tierra. Esperamos que ahora comprenda cómo funciona este sistema y por qué es necesario.
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