«Descubre todo lo que necesitas saber acerca de la puesta a tierra de resistencia y reactancia, un elemento crucial para garantizar la seguridad eléctrica en cualquier tipo de instalación. Aprende cómo funcionan y cuál es su importancia en el correcto funcionamiento de los sistemas eléctricos. ¡No te pierdas esta completa guía que te ayudará a entender la importancia de una puesta a tierra eficiente!»
La conexión a tierra por resistencia y reactancia limita la corriente de falla del sistema en caso de falla. La resistencia o reactancia o la combinación de resistencia y reactancia se agrega entre neutro y tierra. Estos componentes obstaculizan el camino de la corriente de falla y mantienen la corriente de falla dentro del límite de corriente seguro del equipo.
¿Qué es la puesta a tierra por resistencia?
En un sistema trifásico de 4 hilos, el punto neutro está en potencial cero cuando todas las corrientes de fase son iguales. Sin embargo, el desequilibrio en las corrientes de línea hace que se desarrolle tensión en el punto neutro. Si el punto neutro está conectado al punto de tierra, fluye una gran corriente. La gran corriente es vulnerable a la red eléctrica y al equipo eléctrico.
Para limitar la corriente de falla a tierra, la resistencia, conocida como Neutral Grounding Resistor, se conecta entre el neutro del sistema y la tierra. La resistencia conectada entre la tierra del sistema y la tierra se conoce como puesta a tierra por resistencia.
Las siguientes son las ventajas de la puesta a tierra por resistencia.
- Limita la corriente de falla a un valor seguro
- Mejora la estabilidad del sistema.
- Reducir los transitorios
- Minimizar la posibilidad de formación de arcos.
- Mejora la seguridad
En un sistema de puesta a tierra por resistencia, el mero uso de la resistencia no garantiza la protección de la red eléctrica. La selección correcta del valor de resistencia es muy importante para un sistema de puesta a tierra de resistencia perfecto.
Si seleccionamos el valor de resistencia demasiado bajo, fluirá una gran corriente que puede dañar el sistema. Contrariamente a esto, si seleccionamos un valor de resistencia demasiado alto, una corriente infinitesimal fluye a través de la tierra y el sistema actúa como un sistema sin conexión a tierra.
En pocas palabras, una corriente suficiente, ni demasiado alta ni demasiado baja, debe fluir a través de la tierra para detectar la corriente de falla para el aislamiento posterior de la sección defectuosa.
¿Para qué aplicación es adecuada la conexión a tierra por resistencia?
La puesta a tierra por resistencia es la más adecuada cuando se debe limitar la corriente de defecto a tierra a la corriente a plena carga del equipo. Lo sabemos, la vida útil del equipo se ve afectada por el aumento de la temperatura. La gran corriente que fluye a través del equipo provoca un aumento de la temperatura. Por lo tanto, la conexión a tierra por resistencia es un buen método para limitar la corriente a la clasificación de corriente segura del equipo.
Ahora, tomemos un ejemplo para entender el concepto de conexión a tierra por resistencia.
Una pieza de equipo eléctrico clasificado en 11 kV tiene su capacidad de corriente a plena carga de 1200 amperios.
Caso-1 – Cuando no hay resistencia a tierra
En este caso R = 0
Resistencia del pozo de tierra = 1,0 ohmios
Corriente de falla a tierra = Voltaje de neutro a fase / Resistencia de pozo a tierra
= (0,58 x 11) / 1
= 6380A
Caso-2 – Cuando hay resistencia en la puesta a tierra del sistema
Ahora, conectamos una resistencia de 5 Ohmios entre el neutro y tierra.
Resistencia total = Resistencia conectada + Resistencia del pozo de tierra
Rt= 5 + 1 = 6 ohmios
Corriente de falla a tierra = Voltaje de neutro a fase / Resistencia total
= (0,58 x 11) / (5+1)
= 6,38 /6
=1006A
En el caso de 2, la corriente se reduce a 1/6 el de la corriente en el caso no.1. Después de la conexión a tierra por resistencia, la corriente está muy por debajo de la capacidad de corriente de carga completa del equipo.
Por lo tanto, a partir de la discusión anterior, es posible limitar la corriente de falla a tierra agregando la resistencia entre el neutro y la tierra. El transformador de corriente detecta la corriente de falla a tierra y el relé de protección aísla automáticamente la sección defectuosa.
¿Necesitamos un sistema de puesta a tierra neutral para un sistema de 440 voltios?
Para un sistema de 440 voltios, la magnitud de la corriente de falla a tierra es;
Corriente de falla a tierra = Voltaje de neutro a fase/resistencia de pozo a tierra
= (0,58 x 440) /1
= 255A
La magnitud de la corriente de falla a tierra es baja para un sistema de 440 voltios. Por lo tanto, este sistema no requiere un sistema de puesta a tierra por resistencia.
Por lo tanto, el sistema de puesta a tierra sólida es suficiente para un sistema de 440 voltios.
Puesta a tierra de reactancia
El inductor tiene una reactancia inductiva que se opone al flujo de corriente eléctrica. Y, podemos usar un inductor para limitar la corriente de falla. El inductor conectado entre el neutro y la tierra forma una puesta a tierra de reactancia.
La selección de la reactancia es importante para que la puesta a tierra de la reactancia sea eficaz. Ni una reactancia de valor pequeño ni una reactancia de valor grande es una selección perfecta de la puesta a tierra de reactancia neutra. Por lo tanto, la selección adecuada de la reactancia es imprescindible para una puesta a tierra perfecta de la reactancia.
La conexión a tierra por reactancia es más efectiva para sistemas de cables y líneas de transmisión largas. La corriente a través de la reactancia durante la falla debe estar dentro del límite de 25% de corriente de falla trifásica para minimizar sobretensiones transitorias.
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