Qué es la base en tus propias palabras. Puesta a tierra de trabajo: definición, dispositivo y finalidad. Protección imaginaria o puesta a tierra incorrecta

Todo el mundo sabe qué es la electricidad. Cada uno lo juzga de manera diferente. Para algunos es un televisor, una lámpara de araña y un interruptor, para otros es una fuente de energía, pero todos entienden que este es el tipo de cosas que pueden arruinarse. Y tienen razón, porque las sacudidas pueden ser muy fuertes y, a veces, incluso mortales.

El cuerpo humano es casi agua con sales disueltas. Algunos dicen: 60% del agua, otros - 99... Dejemos esto, otra cosa es importante: ¡una persona es conductora de electricidad! Es decir, es capaz de conducir corriente a través de sí mismo. Y si esta corriente es lo suficientemente fuerte, a veces se producen procesos irreversibles en el cuerpo que conducen a la muerte.

¿Por qué se necesita conexión a tierra?

No calculemos escrupulosamente cuánta corriente puede matar, sigue siendo bastante desagradable. Yo mismo he experimentado esto, no mentiré en absoluto, más de una docena de veces. Razones: por ser joven, ignorancia y luego, la habitual aleatoriedad e indiferencia rusas.

El resultado de una situación en la que una persona toca un conductor desnudo desnudo puede ser diferente. Si imaginas que una persona está suspendida en el aire, sin tocar nada más, entonces no pasa nada. Él permanece sano y salvo, ni siquiera entenderá que el cable está bajo tensión. Porque se aplica la regla: si no hay circuito, entonces no hay corriente. Por ejemplo, un cuervo está posado sobre un alambre y no pasa nada, está vivo y coleando, y además grazna desde arriba.

La situación es completamente diferente cuando una persona se para descalza sobre el suelo mojado y agarra un cable. Se crea un circuito cerrado: transformador de potencia - cable - hombre - tierra - y nuevamente un transformador. Los devanados del transformador también están conectados a tierra de cierta manera y la tierra es un excelente conductor.

Y ni siquiera son necesarios los pies descalzos y el suelo mojado. Y los zapatos húmedos también son conductores, y el suelo es de hormigón, y de baldosas, e incluso la impermeabilización no da garantías. Y los electrones corrieron a lo largo de este circuito cerrado, y los ojos del desafortunado se pusieron en blanco y la espuma salió de su boca en grumos. Es bueno que se desenganche del cable durante las convulsiones, pero la mayoría de las veces ocurre todo lo contrario: lo aprieta aún más con los dedos torcidos. Imagen de pesadilla.

Y tampoco será bueno para los cuervos si muchos de ellos se juntan en los cables e incluso empiezan a batir sus alas. Más de una vez observé cómo las plumas vuelan desde un aquelarre de cuervos, porque cierran dos cables, creando así nuevamente un circuito cerrado para el flujo de corriente.

Por cierto, las normas de seguridad para electricistas exigen no solo guantes dieléctricos y herramientas aisladas, sino también esteras y botas dieléctricas. Estas alfombras y estos zapatos son una protección adicional que no permite la creación de un circuito cerrado si el conductor toca accidentalmente. mano desnuda. En resumen, sin circuito cerrado, sin corriente.

¿Qué hay que fundamentar?

Todo lo anterior es sólo un preámbulo, pero ahora entendemos por qué es necesaria la conexión a tierra. Sirve para proteger a una persona al tocar partes metálicas de equipos bajo tensión.

Ejemplo: Vasya hizo un sistema de calefacción en la casa, instaló radiadores, retorció/soldó los tubos necesarios y también instaló una caldera eléctrica con elementos calefactores eléctricos. Lo encendí: todo funciona, todo está bien, Vasya camina, palpa las tuberías, se regocija: ¡hace calor!

Y en un buen momento (¿qué clase de “maravilloso” es eso?) su elemento calefactor falló y provocó un cortocircuito en una fase del cuerpo de la caldera. Las baterías y tuberías ahora están energizadas, esperando que alguien o algo cree un circuito para que fluya la corriente. Y la esposa de Vasya acaba de lavar el piso de la cocina y decidió colgar un trapo en el radiador para que se seque... El piso está húmedo, sus pies están descalzos, el trapo está mojado... Ah, y Vasya lo conseguirá si su su esposa permanece viva, y entonces Vasya aprenderá de una vez por todas, por qué la tierra y por qué...

Pero si Vasya hubiera hecho un circuito de conexión a tierra normal y hubiera conectado a tierra de manera confiable su caldera, no habría sucedido nada. En términos simples, una fase se quedaría sin tierra, la corriente sería enorme, cortacircuitos No podía soportarlo y hace tiempo que habría apagado esta caldera. E incluso si no lo hubiera apagado, el potencial en las baterías y en las tuberías conectadas a tierra habría sido prácticamente nulo y la esposa no habría recibido nada.

Todo lo que tenga una carcasa metálica debe estar conectado a tierra.

Calderas de varios tipos, aunque no calientan con electricidad, sino con gas. Después de todo, también se les suministran cables que alimentan la automatización. Se deshilachará en algún lugar de vez en cuando cable de fase, o un ratón, una plaga siempre hambrienta, roerá el aislamiento, y hola: la fase está en el cuerpo. Varias máquinas domésticas, herramientas. El aislamiento del devanado del motor está roto. Hola de nuevo, la carcasa vuelve a recibir energía. O una bomba, por ejemplo, ¡pero nunca se sabe qué más electricidad se acumula en la casa!

Y no se puede descuidar la conexión a tierra cuando se utiliza una hormigonera. Este es un camino directo a los problemas si sucede algo. Trabajamos con agua, todo alrededor está húmedo, los zapatos, la tierra alrededor... ¡Dios no lo quiera!

Tomemos una tetera. ¿Qué podría tener de malo un aparato eléctrico tan inofensivo? La carcasa es de plástico, al fin y al cabo aislada. Pero la tetera también puede estar mojada. Vasya deslizó la tetera debajo del grifo, echó agua, pero la vertió descuidadamente y le cayó encima al cuerpo. Sólo Vasya ahora tiene todo en orden, y el tercer contacto en el enchufe europeo no cuelga vacío, pero todo está en orden: conectado a tierra. Bien hecho Vasya, hiciste todo bien.

Cómo hacer un bucle de tierra

No es nada difícil. Después de todo, para la conexión a tierra, lo que se necesita es organizar un llamado circuito de varios pines metálicos clavados en el suelo y conectados entre sí mediante una varilla o tira mediante soldadura. Estos pines se ubican alrededor del perímetro de la casa, creando así una especie de zona protectora en la que se iguala el potencial eléctrico. Cuatro alfileres en las esquinas están bien. Seis de esos puntos son aún mejores. Puedes hacer más, la vida útil aumentará.

La longitud de los pasadores es de al menos 3 metros. El diámetro del pasador de acero es de 16 mm o más. No debería tener pintura. Si el pasador es galvanizado o de cobre, se permiten 12 mm.

Si la tierra es flexible, puedes clavarlas con un mazo en cuestión de minutos. No olvides afilar el final. Conecte los extremos de los pasadores a lo largo de todo el perímetro con una tira de acero con una sección transversal de al menos 100 metros cuadrados. mm para soldar. Ya solo queda cubrir la tira con betún caliente para evitar que se oxide. Puedes enterrar todo esto en el suelo, está permitido.

Este diseño en sí mismo no es una panacea; no servirá de nada si no le conectas nada. La barra colectora debe insertarse en la casa y se deben soldar pernos en un lugar conveniente, con su ayuda se conectan los cables de tierra de la misma caldera de Vasya y el tercer cable de los enchufes europeos.

Sólo queda una cosa: comprobar los parámetros de este dispositivo, en qué medida cumplen con los estándares. Aquí tendrás que recurrir a electricistas que tengan los instrumentos adecuados para medir la resistencia y las técnicas adecuadas. En general, las mediciones deben realizarse periódicamente, al menos una vez cada 10 años, porque las clavijas en el suelo se oxidan con el tiempo y la resistencia eléctrica aumenta. Esto también es fácil de arreglar: coloque otro pasador cerca y suelde un vástago.

Eso es todo, y que ni un solo microondas pellizca tu casa, que no caiga ni un solo tubo o radiador, y que los rayos se mantengan alejados del pararrayos. Ah, por cierto: nunca utilices tuberías de calefacción central o, Dios no lo quiera, gas y tuberías de alcantarillado, colocado en el suelo. Las reglas permiten el uso de tuberías de la red de suministro de agua centralizada colocadas en el suelo, pero personalmente yo tampoco lo haría.

Todo esto tiene conexiones, todo esto está aislado en el suelo, aislado y nadie toma medidas según resistencia eléctrica. Si Petya, tu vecino, afirma que todo le funciona bien incluso a través de estas tuberías, este es su problema, ya que eso no significa que esté protegido...

En este artículo, lea sobre: ​​variedades, diferencias y características de diseño.

Puesta a tierra de protección- esto es intencional conexión eléctrica con tierra o su equivalente de piezas metálicas no conductoras de corriente que puedan llegar a estar bajo tensión.

Objetivo puesta a tierra de protección - reducir a un valor seguro la tensión relativa a tierra en las partes metálicas del equipo que no están energizadas, pero que pueden energizarse debido a un fallo del aislamiento de las instalaciones eléctricas. Como resultado de un cortocircuito en la carcasa del equipo conectado a tierra, se reduce el voltaje de contacto y, como resultado, la corriente que pasa a través del cuerpo humano cuando toca las carcasas.

La conexión a tierra de equipos, edificios y estructuras eléctricos también se utiliza para proteger contra los efectos de la electricidad atmosférica.

La conexión a tierra de protección se utiliza en redes trifásicas de tres hilos con voltajes de hasta 1000 V con un neutro aislado, y en redes con voltajes de 1000 V y superiores, con cualquier modo neutro.

Dispositivo de puesta a tierra

Dispositivo de puesta a tierra- se trata de un conjunto de conductores de puesta a tierra y conductores de puesta a tierra que conectan las partes puestas a tierra de la instalación eléctrica con el conductor de puesta a tierra.

Hay electrodos de puesta a tierra naturales y artificiales.

Para dispositivos de puesta a tierra, primero se deben utilizar conductores de puesta a tierra naturales:

• tuberías de agua tendidas en el suelo;
• estructuras metálicas de edificios y estructuras que tengan
• conexión confiable a tierra;
• cubiertas metálicas de cables (excepto aluminio);
• Tuberías de revestimiento para pozos artesianos.

Está prohibido utilizar tuberías con líquidos y gases inflamables o redes de calefacción como conductores de puesta a tierra.

Los conductores de tierra naturales deben conectarse a la red de tierra en al menos dos lugares diferentes.

Como conductores de puesta a tierra artificiales se utilizan los siguientes:

• tubos de acero con un diámetro de 3-5 cm, espesor de pared de 3,5 mm,
• 2-3 m de largo;
• flejes de acero con un espesor mínimo de 4 mm;
• ángulo de acero con un espesor de al menos 4 mm;
• varilla de acero con un diámetro de al menos 10 mm, longitud de hasta 10 mo más.

Para conductores de puesta a tierra artificiales en suelos agresivos (alcalinos, ácidos, etc.), donde están sujetos a una mayor corrosión, se utiliza cobre, metal cobreado o galvanizado.

Las fundas de cables de aluminio, así como los conductores de aluminio desnudos, no se pueden utilizar como conductores de puesta a tierra artificiales, ya que se oxidan en el suelo y el óxido de aluminio es un aislante.

Cada conductor individual en contacto con tierra se llama electrodo de tierra único, o electrodo. Si el electrodo de tierra consta de varios electrodos conectados entre sí en paralelo, se llama electrodo de puesta a tierra del grupo.

Para sumergir los electrodos verticales en el suelo, primero se cava una zanja de 0,7 a 0,8 m de profundidad, después de lo cual se introducen tuberías o esquinas mediante mecanismos. Las varillas de acero con un diámetro de 10 a 12 mm se entierran en el suelo mediante un dispositivo especial, y las más largas, mediante un vibrador. Los extremos superiores de los electrodos verticales sumergidos en el suelo están conectados con una tira de acero mediante soldadura.

El dispositivo de protección a tierra se puede implementar de dos maneras: contorno ubicación de los conductores de puesta a tierra y remoto

Con la colocación de contorno de los conductores de puesta a tierra se garantiza la compensación de potencial en caso de fallo a tierra monofásico. Además, debido a la influencia mutua de los conductores de tierra, se reducen la tensión de contacto y la tensión de paso en el área protegida. La conexión a tierra remota no tiene estas propiedades. Pero con el método de colocación remota, existe una variedad de lugares para enterrar los electrodos de tierra.

En las instalaciones, los conductores de puesta a tierra deben ubicarse de tal manera que sean accesibles para su inspección y estén protegidos de manera confiable contra daños mecánicos. En el piso de las instalaciones, los conductores de puesta a tierra se colocan en ranuras especiales. En habitaciones donde es posible la liberación de vapores y gases cáusticos, así como con alta humedad Los conductores de puesta a tierra se colocan a lo largo de las paredes sobre soportes a 10 mm de la pared.

Cada carcasa de instalación eléctrica debe conectarse a un interruptor de puesta a tierra o a una red de puesta a tierra mediante un ramal independiente. Está prohibida la conexión secuencial de varias carcasas de instalaciones eléctricas puestas a tierra al conductor de puesta a tierra.

La resistencia del dispositivo de puesta a tierra es la suma de las resistencias del conductor de puesta a tierra con respecto a la tierra y los conductores de puesta a tierra.

La resistencia del electrodo de tierra con respecto a tierra es la relación entre el voltaje a través del electrodo de tierra y la corriente que pasa a través del electrodo de tierra hacia la tierra.

La magnitud de la resistencia a tierra depende de resistividad el suelo en el que se encuentra el electrodo de tierra; tipo de tamaño y disposición de los elementos a partir de los cuales está hecho el electrodo de tierra; cantidades y posición relativa electrodos.

El valor de resistencia de los conductores de puesta a tierra puede variar varias veces según la época del año. Los conductores de puesta a tierra tienen la mayor resistencia en invierno, cuando el suelo se congela y durante las épocas secas.

mejor valor permitido Resistencia de puesta a tierra en instalaciones de hasta 1000 V: 10 Ohm - con una potencia total de generadores y transformadores de 100 kVA o menos, 4 Ohm - en todos los demás casos.

Estos estándares se justifican por el valor permitido de la tensión de contacto, que en redes de hasta 1000 V no debe exceder los 40 V.

En instalaciones superiores a 1000 V se permite la resistencia de puesta a tierra R 3<= 125/I 3 Ом, но не более 4 Ом или 10 Ом.

En instalaciones superiores a 1000 V con elevadas corrientes de defecto a tierra, la resistencia del dispositivo de puesta a tierra no debe ser superior a 0,5 Ohmios para asegurar el apagado automático del tramo de red en caso de accidente.

Puesta a tierra y parada de protección.

Reducción a cero- se trata de una conexión eléctrica deliberada con un conductor protector neutro de piezas metálicas no conductoras de corriente que pueden estar energizadas.

Conductor de protección cero - un conductor que conecta las partes neutralizadas al punto neutro del devanado fuente de corriente o su equivalente.

La conexión a tierra se utiliza en redes con voltajes de hasta 1000 V con neutro conectado a tierra. En caso de rotura de fase, se produce un cortocircuito monofásico en la carcasa metálica del equipo eléctrico, lo que provoca un rápido funcionamiento de la protección y, por tanto, la desconexión automática de la instalación averiada de la red de suministro. Dicha protección son fusibles o disyuntores máximos instalados para proteger contra corrientes de cortocircuito; arrancadores magnéticos con protección térmica incorporada; contactores con relés térmicos y otros dispositivos.

Cuando se rompe una fase en la carcasa, la corriente fluye a lo largo del camino "cuerpo - cable neutro - devanados del transformador - cable de fase - fusibles". Debido a que la resistencia durante un cortocircuito es pequeña, la corriente alcanza valores grandes y los fusibles se disparan.

La finalidad del hilo neutro en la red eléctrica es proporcionar la cantidad de corriente de cortocircuito necesaria para desconectar la instalación eléctrica creando un circuito con baja resistencia para esta corriente.

El cable neutro debe tenderse de tal manera que se elimine la posibilidad de rotura; Está prohibido instalar fusibles, interruptores y otros dispositivos en el cable neutro que puedan alterar su integridad. La conductividad del cable neutro debe ser al menos el 50% de la conductividad del cable de fase. Como conductores de protección neutros se utilizan conductores desnudos o aislados, tiras de acero, cubiertas de cables de aluminio, diversas estructuras metálicas de edificios, etc.

El control de la puesta a tierra de los equipos eléctricos se lleva a cabo en el momento de su puesta en funcionamiento, así como periódicamente durante el funcionamiento. Una vez cada cinco años, se debe medir la impedancia del bucle fase-cero de los receptores eléctricos más remotos y también de los más potentes, pero al menos el 10% de su número total.

Apagado de seguridad es un caso especial de nulidad protectora. A diferencia de la conexión a tierra, la desconexión protectora se puede utilizar en cualquier red, independientemente del modo neutro adoptado, el valor de voltaje y la presencia de un cable neutro en ellos.

El apagado de protección es un sistema de protección que apaga automáticamente una instalación eléctrica cuando existe peligro de descarga eléctrica para una persona (en caso de cortocircuito a tierra, disminución de la resistencia de aislamiento, fallo de puesta a tierra o conexión a tierra). La parada de protección se utiliza en los casos en los que es difícil conectar a tierra o neutralizar, y también además de ellos en algunos casos.

Dependiendo de cuál sea el valor de entrada, a cuyo cambio reacciona el interruptor de protección, se distinguen los siguientes circuitos de interruptor de protección: para la tensión de la carcasa con respecto a tierra; para corriente de falla a tierra; para voltaje o corriente de secuencia cero; en voltaje de fase con respecto a tierra; para corrientes de funcionamiento continuas y alternas; conjunto.

El apagado de protección se realiza mediante disyuntores automáticos equipados con un relé de apagado de protección especial. El tiempo de respuesta de la parada protectora no supera los 0,2 s.

Casi todas las instalaciones eléctricas requieren protección de las personas contra descargas eléctricas. Todo el mundo sabe por qué es necesaria la conexión a tierra, pero pocas personas tienen idea de cómo instalarla correctamente para que realice plenamente sus funciones.

Si conecta todas las partes metálicas del equipo, cuando se les aplica un potencial, la corriente eléctrica irá al suelo. Luego, al tocar el metal, una corriente significativamente menor atravesará a una persona, lo que no representa ningún peligro para ella.

¿Cómo se transmite la electricidad a los consumidores?

La electricidad se suministra desde la fuente a través de líneas eléctricas, primero a la subestación y luego a los consumidores. Para su transmisión se utilizan cables trifásicos. El cuarto conductor es la tierra. Los devanados del transformador de la subestación están conectados en configuración de estrella. El punto común (neutro) con potencial cero está puesto a tierra. Esto es necesario para el funcionamiento normal de los equipos eléctricos. Esta conexión a tierra se llama trabajo, no protección.

El apartamento generalmente se alimenta con un voltaje de 220 V entre los conductores de fase y neutro a un panel eléctrico común. En una casa privada, la entrada puede ser de 380 V: trifásica y neutra. Luego, los cables se distribuyen en enchufes y accesorios de iluminación en todas las habitaciones. Aquí tampoco debemos olvidar por qué es necesaria la conexión a tierra. Para la corriente, junto con los conductores de fase y neutro, se coloca otro: conexión a tierra.

¿Cómo protegerse de una descarga eléctrica?

Una de las formas de eliminar las descargas eléctricas o reducirlas significativamente es instalar ¿Por qué se necesita un circuito de tierra? Es necesario para electrodomésticos con cuerpo metálico: lavadoras, cocinas eléctricas, frigoríficos, etc.

Cuando se aplica potencial a las carcasas metálicas de los equipos domésticos, la corriente debe ir a tierra. Pero para ello, primero es necesario fabricar un dispositivo en forma de estructura metálica que cree contacto eléctrico con el suelo. Puede ser macizo o estar formado por elementos conductores sumergidos en el suelo.

Puesta a tierra en un enchufe

¿Por qué es necesario conectar a tierra los aparatos eléctricos si hay cajas metálicas u otros elementos? Esta pregunta es clara para muchos. Pueden recibir voltaje accidentalmente cuando se destruye el aislamiento de los cables o por un cortocircuito, lo que representa un peligro para una persona en el momento del contacto.

Esto también se aplica a las partes metálicas de lámparas y candelabros. En un edificio residencial, se coloca un conductor de tierra con una sección transversal de 2,5 mm 2 desde el panel eléctrico hasta cada enchufe. ¿Por qué necesitas conexión a tierra en un enchufe? Esto es necesario para conectar la tierra a través de su contacto al electrodoméstico. De lo contrario, tendríamos que colocar el bus por todo el apartamento y realizar conexiones desde él al cuerpo de cada dispositivo, lo que no resulta muy agradable desde el punto de vista estético.

Los contactos de conexión a tierra están diseñados para que sean los primeros en conectarse tan pronto como se inserte el enchufe del cable del electrodoméstico en el tomacorriente. Si los enchufes están conectados mediante un cable, la conexión a tierra se suministra por separado a cada uno de ellos desde la caja de distribución.

Instalación de puesta a tierra

Entonces, ¿por qué se necesita conexión a tierra en una casa individual? Está realizado en forma de circuito cerrado. La forma puede ser cualquiera, pero la menor cantidad de materiales se gasta en una triangular. A lo largo del perímetro de un triángulo equilátero, se cava una zanja en el suelo a una profundidad de 1 m, y en los vértices se introducen tubos de acero o esquinas de 2,5 m de largo para proteger contra la corrosión, es mejor utilizar materiales con zinc o. revestimiento de cobre. Los electrodos no se pueden pintar. Sólo se pueden barnizar las zonas de soldadura.

Los electrodos deben sobresalir 20 cm del fondo de la zanja. El circuito se escalda con una tira y desde allí se conduce un conductor de tierra del mismo material hasta la casa. Se suelda un perno al extremo libre y se inserta un cable PE con una sección transversal de 6 mm 2 o más en el panel eléctrico. Se utiliza un óhmetro para comprobar la resistencia eléctrica del circuito. Según los requisitos del PUE para edificios residenciales, no debe superar los 30 ohmios.

Si el indicador excede el límite prescrito, se martillan esquinas adicionales cerca del contorno y se hace un puente. De esta forma se aumenta la zona de contacto entre la estructura y el suelo. Para reducir la resistencia del circuito, el cable se reemplaza con cobre, que tiene mayor conductividad. Luego se rellena la zanja con tierra. Para ello no se permite el uso de piedra triturada, cribas ni residuos de construcción. Debe utilizar un material que retenga la humedad: arcilla, turba, marga.

Ecualización potencial

Hoy en día, incluso los niños saben por qué es necesaria la conexión a tierra. Es importante asegurarse de que la diferencia de potencial en la superficie de la tierra se reduzca para que una persona no se vea afectada por las tensiones de contacto y de paso. En la zona situada encima del circuito cerrado, el potencial cambia suavemente y más allá de sus límites la disminución se produce bruscamente. Para evitar que esto suceda, se entierran en el exterior tiras de acero horizontales conectadas a electrodos.

Según los requisitos del PUE, está fabricado en cobre. Hay juegos especiales a la venta, pero son caros. Para la puesta a tierra de estructuras de casas particulares, se suelen utilizar piezas de acero.

Conclusión

Resumamos. Entonces, ¿por qué es necesario? En primer lugar, está relacionado con la protección de las personas contra descargas eléctricas peligrosas. Es importante disponer adecuadamente el circuito de puesta a tierra y realizar las conexiones necesarias a los aparatos eléctricos. La salud y seguridad de los residentes depende de cómo se instale y de los materiales elegidos.

Si le pregunta a una persona común y corriente por qué se necesita conexión a tierra, la respuesta será algo como esto: "Para evitar descargas eléctricas". La formulación anterior caracteriza correctamente el propósito de este dispositivo, pero está incompleta.

Además de brindar protección al cuerpo humano contra descargas eléctricas, la conexión a tierra tiene otras funciones, que se analizarán a continuación. Primero, es necesario comprender el significado de este término descifrando la definición dada por uno de los libros más importantes de la profesión de electricista, que se llama "Reglas para la construcción de instalaciones eléctricas", abreviado como PUE:

Para el hombre común, esta formulación seca significa poco, por lo que a continuación se describirá paso a paso el significado de cada palabra.

Explicación de términos

Mucha gente piensa que la conexión a tierra es un pasador de metal enterrado en el suelo con un cable que va desde él hasta el panel eléctrico.

De hecho, una estructura metálica enterrada en el suelo es un conductor de conexión a tierra, y la combinación del conductor de conexión a tierra y los cables conectados a él se denomina dispositivo de conexión a tierra (GD).

La figura muestra los componentes de la puesta a tierra.

Como se desprende de la definición de PUE, la conexión a tierra es, ante todo, un proceso cuya implementación debe garantizar la protección eléctrica de personas y equipos.

Cuando hablamos de equipos conectados a tierra como protección contra daños, nos referimos a una conexión a tierra de protección. El término "conexión eléctrica" ​​significa conexión mediante conductores.

El punto de red puede ser el punto de conexión con el cargador tanto del conductor portador de corriente como del cable protector, blindaje o armadura del cable.

Cable de tierra o punto de conexión entre el cargador y el circuito de tierra.

Una instalación eléctrica es un conjunto de dispositivos, máquinas, equipos, estructuras, estructuras, locales destinados a la generación, transformación, distribución y transmisión de electricidad, así como a su conversión en otro tipo de energía.

Propósito de puesta a tierra

La terminología descrita anteriormente aún no responde a la pregunta de por qué es necesaria la conexión a tierra, pero nos acerca a la comprensión de la esencia de las cosas. Es intuitivamente claro que el voltaje en los puntos puestos a tierra del equipo en condiciones normales será igual a cero.

Resistividad de algunos suelos.

Una conexión a tierra ideal debe tener una resistencia infinitesimal del cargador para garantizar una caída de voltaje a cero en valores infinitamente grandes de corrientes pasadas.

En otras palabras, una conexión a tierra ideal garantiza que se neutralicen los potenciales que surjan en un punto puesto a tierra. En la práctica, la resistencia a tierra (una característica muy importante) depende del área de contacto del electrodo de tierra, la naturaleza de los suelos circundantes, su humedad, salinidad y densidad.

También juega un papel importante la sección transversal de los cables de tierra, que, según el PUE, no debe ser inferior a 6 mm². La caída de voltaje a través del cuerpo metálico conectado a tierra de un aparato eléctrico cuando se pone en cortocircuito un cable de fase dependerá de la resistencia de conexión a tierra y de la corriente máxima posible en el circuito.

Por lo tanto, se debe garantizar que la diferencia de potencial entre el equipo eléctrico conectado a tierra y tierra se reduzca a un nivel que sea seguro para la vida y la salud.

Protección combinada de dispositivos de puesta a tierra y fusibles.

Naturalmente, la conexión a tierra por sí sola no puede garantizar la seguridad de la vida humana, incluso si fuera ideal; después de todo, en los circuitos eléctricos de los equipos eléctricos, si se daña el aislamiento de los cables que transportan corriente, se producirá un cortocircuito, lo que inevitablemente conducirá a un incendio si no se toman medidas de protección adicionales tipo de aplicación y

Por lo tanto, además de reducir la diferencia de potencial a un valor seguro, la conexión a tierra debe proporcionar una corriente de fuga suficiente para que funcionen los disyuntores y fusibles.

Dado que el cable neutro de la red eléctrica tiene una resistencia bastante baja y, además, está conectado a tierra tanto en la subestación transformadora como nuevamente a lo largo de la ruta, la combinación de puesta a tierra más puesta a tierra de las carcasas de los equipos da los mejores resultados, asegurando una respuesta rápida del protección en caso de rotura del aislamiento.

Sistema de puesta a tierra tn-c-s

Si la resistencia a tierra es lo suficientemente alta, es posible que el disyuntor no funcione en un corto período de tiempo. En este caso, es necesario utilizar uno que responda instantáneamente a corrientes de fuga muy pequeñas.

Puesta a tierra y puesta a tierra en sistemas de suministro de energía.

No es rentable conectar a tierra cada cuerpo de un aparato eléctrico y no hay forma de garantizar la calidad adecuada del electrodo de tierra en diferentes condiciones.

Por tanto, la puesta a tierra de equipos eléctricos y electrodomésticos se realiza mediante líneas eléctricas que, según el sistema, cuentan con un cable de protección a tierra PE (protección a tierra). Solo hay tres sistemas de suministro de energía con cable a tierra:

TN significa neutro puesto a tierra, S – separado, C – combinado. En el sistema TN-C, las funciones de protección que se deben realizar mediante puesta a tierra se realizan poniendo a tierra las carcasas de los aparatos eléctricos con un cable PEN.

Este esquema no es seguro, por lo que fue abolido y reemplazado por los sistemas de suministro de energía TN-S y TN-C-S, que brindan una protección eléctrica más segura mediante un cable de tierra PE adicional.

Designación del conductor

La puesta a tierra de las redes eléctricas de un edificio de apartamentos según estos diagramas debe ser realizada exclusivamente por especialistas.

Conductor de protección autónomo

La respuesta a la pregunta de cómo realizar la conexión a tierra usted mismo será el sistema TT, donde no es necesario realizar trabajos de separación de PEN, basta con instalar un dispositivo de conexión a tierra individual y conectarlo al bus PE.

Dado que la resistencia de un electrodo de tierra casero será mayor que la de la conexión a tierra más la conexión a tierra, un requisito previo es el uso de un RCD que responderá a la corriente de fuga resultante y desconectará la alimentación.

A nivel no oficial, puede acordar con los servicios de suministro de energía la separación independiente del cable PEN en el cuadro de entrada de una casa privada.

En este caso, el bus de conexión a tierra principal se conecta a tierra y luego se divide el PEN en un cable N de trabajo y un cable PE protector.

Al realizar este tipo de instalaciones eléctricas, siempre se debe recordar una regla importante: es inaceptable utilizar tuberías de comunicación como dispositivo de conexión a tierra, esto puede ser fatal tanto para los familiares como para los vecinos; El electrodo de tierra está fabricado de metal laminado de diversas formas de perfil y el montaje se realiza mediante soldadura eléctrica.

Póster sección transversal de conductores, material de puesta a tierra.

Definitivamente debes consultar con un especialista y luego pedirle que mida la resistencia del electrodo de tierra resultante, que no debe exceder los 30 ohmios.

Equipos no eléctricos conectados a tierra

El término conexión a tierra de protección no sólo se aplica a equipos eléctricos. Muy a menudo se conectan a tierra estructuras metálicas que, en principio, no tienen nada que ver con la ingeniería eléctrica y no entran en contacto con el aislamiento del cable, que puede dañarse.

Por ejemplo, se deben conectar a tierra los pasamanos de acero de pasos elevados y galerías, así como varias tuberías e incluso una bañera de metal en el baño. Surge una pregunta razonable: ¿por qué es necesario conectar a tierra estas estructuras si sus funciones distan mucho del consumo de electricidad?

La respuesta es que pueden surgir potenciales peligrosos no sólo por un fallo de aislamiento. Una descarga de rayo que se produce a una distancia de cientos de metros tiene un efecto electromagnético muy grande, durante el cual se induce una peligrosa diferencia de potencial en las superficies metálicas.

El principio de protección contra rayos contra manifestaciones secundarias del rayo (el primario es un impacto directo) es que, con la ayuda de un sistema de ecualización de potencial (EPS) conectado a tierra, las corrientes inducidas en los conductores fluyen hacia el suelo. Además, el SUP instalado en el baño protege contra la electricidad estática que se produce durante la fricción de las moléculas de agua en el flujo.

Sistema de ecualización potencial

Las sobretensiones inducidas por rayos, así como estáticas, pueden alcanzar varios kilovoltios, lo que es suficiente para provocar una chispa, lo que es críticamente peligroso para tuberías e instalaciones de almacenamiento de sustancias líquidas, gaseosas, polvorientas, inflamables y explosivas.

Por lo tanto, los requisitos reglamentarios para la conexión a tierra de dichos objetos son máximos.

El uso de dispositivos de puesta a tierra en equipos de radio.

En electrónica, la conexión a tierra se utiliza para suprimir la influencia de las interferencias electromagnéticas, protegiendo los circuitos electrónicos de ellas colocándolos en una carcasa conectada a tierra que actúa como escudo.

También se realiza un blindaje similar para cables sensibles mediante trenzado de cables. Pero no confunda la conexión a tierra con el término "tierra", que significa la aceptación condicional de potencial cero en algún nodo del circuito.

En la tecnología de transmisión de radio, la conexión a tierra sirve para mejorar la eficiencia de radiación de una antena estacionaria, lo que se logra aumentando la capacitancia entre el emisor y el contrapeso (tierra).

La conexión a tierra se refiere a la conexión a tierra de componentes individuales de aparatos y equipos eléctricos. El kit de conexión a tierra incluye un electrodo de tierra y un conductor conectado a él, que está conectado a tierra. Este dispositivo le permite prevenir lesiones por exposición a la corriente eléctrica (si el equipo no está conectado a tierra, al tocarlo, una persona, al ser conductor, automáticamente pasa electricidad a través de sí mismo, lo que crea un efecto dañino). En la práctica, hay muchos casos en los que el uso de dispositivos de conexión a tierra salvó la vida de personas.

Clasificación de puesta a tierra

Los tipos de dispositivos difieren según su finalidad:

• Industrial o laboral. Los requisitos establecidos para el funcionamiento de instalaciones eléctricas determinan que todas las partes del equipo que transportan corriente deben estar conectadas a tierra. Esto garantiza unas condiciones de trabajo normales y previene diversas lesiones. Además, la seguridad en este caso no es lo primero. Un dispositivo de puesta a tierra que funcione es necesario para garantizar el funcionamiento de las instalaciones en condiciones de emergencia, cuando se rompe el aislamiento o se detecta la aparición de una carga eléctrica en el cuerpo de una máquina herramienta u otro equipo. En particular, es habitual conectar a tierra los neutros de generadores y transformadores;

Información adicional. La puesta a tierra industrial u operativa se puede montar directamente o utilizar varios dispositivos adicionales (por ejemplo, reactores o descargadores).

• Por la seguridad de las personas. Este tipo de dispositivo se utiliza para evitar descargas eléctricas a una persona. Al diseñar un circuito eléctrico y tender el cableado, conviene recordar que el cuerpo humano es un conductor con una resistencia bastante alta. No se produce una descarga eléctrica si no hay un circuito eléctrico cerrado al tocar una parte conductora del equipo o cable. Si no hay conexión a tierra, la corriente del conductor pasará a través del cuerpo y irá al suelo, lo que creará un circuito cerrado. Como resultado de tal paso de corriente, una persona resulta herida; debido a la presencia de resistencia, el conductor (persona) se calentará a una temperatura alta, lo que puede provocar la muerte;

¡Nota! En lugares con mucha humedad, se debe realizar una conexión a tierra. Cuanto más húmeda esté la superficie, mayor será la cantidad de corriente que pasará a través de una persona al entrar en contacto con un conductor desnudo y, por tanto, mayor será el riesgo de lesiones.

• Pararrayos. Para entender por qué es necesaria la conexión a tierra contra los rayos, debe saber que en el lugar de la caída del rayo la temperatura puede alcanzar los 30.000 grados centígrados, lo que significa que existe peligro de incendio, así como de vidas humanas, por lo que es muy importante instalar dispositivos adecuados. dispositivos en edificios. Además, hay que tener en cuenta que, según las estadísticas, el 20% de los incendios en viviendas particulares se producen por la caída de rayos.

La función más importante de la conexión a tierra sigue siendo protectora. Al mismo tiempo, el principio de funcionamiento de dichos dispositivos es el mismo para todos los tipos descritos; solo los pararrayos tienen ciertas diferencias.

Protección contra rayos

El sistema de protección frente a estos fenómenos naturales consta de tres partes:

• Receptor de rayos. Su tarea es recibir el golpe y transmitir la corriente a lo largo del circuito. Externamente, este elemento es una varilla metálica redonda. Su diámetro no supera los 10 mm y su longitud rara vez es inferior a 250 mm (se calcula en función del radio de la zona de protección requerida: cuanto mayor es el área del edificio, más largo debe ser el pararrayos). Como regla general, este elemento se instala en el techo, lo más alto posible, para que el rayo lo golpee;
• El segundo elemento es un grifo actual. Su tarea es transferir corriente desde el receptor al electrodo de tierra. Es un alambrón con un diámetro de 6 mm. Se conecta al pararrayos mediante soldadura, luego se baja a lo largo de la pared del edificio y se conecta al electrodo de tierra;

¡Importante! El conductor de bajada debe mantenerse lo más lejos posible de puertas y ventanas para evitar que entre carga en la habitación. Además, durante la instalación, está estrictamente prohibido doblar este elemento de protección contra rayos para evitar la aparición de una descarga de chispas en el punto de deformación.

• Directamente el propio electrodo de tierra. En viviendas particulares suele ser habitual para la protección contra rayos y para electrodomésticos. En las empresas industriales, se permite la separación de dichos circuitos. El electrodo de tierra es un dispositivo que consta de tres conductores que se introducen en el suelo y se conectan entre sí con un alambre de acero mediante soldadura. El dispositivo debe ubicarse a no menos de un metro de las paredes y cinco metros del porche, así como de los pasillos y áreas para caminar frecuentes.

Usando conexión a tierra natural

Para garantizar la protección contra lesiones y el funcionamiento normal de los aparatos eléctricos, se pueden utilizar diversos elementos metálicos que se encuentran en edificios y estructuras que están en contacto con el suelo. Esto puede incluir refuerzo en los cimientos, comunicaciones subterráneas, varios cables subterráneos, así como algunos elementos de las rutas de transporte de superficie (rieles). Sin embargo, solo se permite su uso si cumplen con todos los requisitos para dispositivos de conexión a tierra establecidos por diversos reglamentos y recomendaciones técnicas. La principal ventaja de este método de protección contra lesiones eléctricas y garantizar el funcionamiento del equipo es el ahorro de dinero en la creación de estructuras adicionales.

Cuando utilice una base como conductor de puesta a tierra, debe asegurarse de que cumpla con los siguientes criterios:

• el nivel de humedad del suelo no debe ser inferior al 3%;
• el ambiente en el suelo no debe ser agresivo, contribuyendo a la destrucción del material y la manifestación de corrosión;
• no hay tensión mecánica en el refuerzo;
• no hay interrupciones en el circuito eléctrico formado a partir de estructuras metálicas (si es necesario, los elementos individuales se pueden conectar mediante soldadura y la sección transversal del puente debe ser de al menos 100 mm2);
• la base debe ser de hormigón armado.

Puesta a tierra artificial

El elemento principal de dicho sistema es un circuito especialmente diseñado y fabricado. Consta de varios conductores metálicos colocados en el suelo. Para ello se utilizan normalmente barras, ángulos, tubos u otros productos metálicos. Su longitud debe ser de al menos 2,5 m. El objetivo principal de este diseño es disipar la corriente dentro del suelo para evitar lesiones a las personas. El material del que está hecho el circuito de puesta a tierra debe corresponder a la resistencia del suelo en el que está instalado y también tener en cuenta las características climáticas (principalmente niveles de humedad y precipitación). Está estrictamente prohibido recubrir el circuito con compuestos anticorrosivos, ya que esto puede alterar su conductividad y, por tanto, reducir la eficiencia del dispositivo.

Se conecta un conductor al electrodo de tierra, que asegura la transmisión de corriente desde la instalación eléctrica al circuito de tierra, creando un circuito eléctrico cerrado y protegiendo a las personas de lesiones. El único requisito para un conductor es la resistencia a las influencias externas y la fuerza. Como regla general, está hecho de acero.

El conductor está conectado a una pantalla, que asegura la distribución de corriente a través del cableado en la habitación. Los estándares modernos prevén el cableado en habitaciones donde se encuentran personas mediante cables de tres núcleos. Uno de los conductores es fase (suministra electricidad a la instalación eléctrica), el segundo es cero (está sin tensión y conecta la fase al cable de tierra), y el tercero cierra el circuito dirigiendo la corriente a tierra. . Cuando el dispositivo se enchufa a un tomacorriente, el cable de conexión a tierra comienza a funcionar automáticamente, brindando protección.

Si de repente, debido al desgaste del aislamiento, comienza a fluir corriente en lugar de una fase hacia el cuerpo del dispositivo, el cable protector lo conduce a tierra, lo que elimina la posibilidad de lesiones. Si se produce un cortocircuito debido a problemas de aislamiento, el disyuntor se activará y cortará la corriente eléctrica. En cualquier caso, la corriente pasará a través del conductor de protección y se disipará en el suelo.

Entonces, respondiendo a la pregunta de por qué se necesita la conexión a tierra, cabe señalar que su función principal es proteger contra lesiones durante el funcionamiento de aparatos y equipos eléctricos. Esto se logra instalando un circuito especial en el suelo y tendido de cables de tres núcleos.

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