Puesta a Tierra - Procobre

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transformadores de aislación y acondicionadores de fase
(típicamente un transformador de aislación junto con
regulación de voltaje y algún filtrado de armónica).
A X
Ra
a b
Figura 8-3
Problemas en la puesta a tierra que surgen cuando se
interconectan equipos
Como se mencionó previamente, es esencial
seleccionar la sección transversal apropiada y para
reducir interferencia no deseada hay una tendencia
creciente a aumentar el tamaño de los conductores de
protección para ayudar a reducir la interferencia en tales
instalaciones. El costo de pérdida de datos y falla de
equipo para los clientes a menudo es mucho mayor que
el costo del capital inicial para mejorar el sistema de
puesta a tierra.
8.3 Sistemas de puesta a tierra integrados
Generalmente no es posible tener un sistema
compuesto de diferentes sistemas de puesta a tierra, ya
que estos inevitablemente interactuarán y generalmente
se acepta que un diseño integrado con una impedancia a
tierra baja, es mejor que varias con valores de impedancia
medianas. La Figura 8-3 ayuda a ilustrar por qué es
necesario tener un diseño integrado. Se asume primero
que los equipos en A y en B cada uno tienen su propio
electrodo de tierra, y que los gabinetes o carcasas
metálicas de cada uno están conectados a éste. Si una
falla a tierra se desarrolla en A, entonces la corriente de
falla fluirá a tierra vía Rb y el potencial de las partes
metálicas expuestas, subirá. Si no hay conexión entre A y
B, el equipo en B no será afectado.
Sin embargo, si existe la necesidad de tender un
cable de comunicación (x-y) entre ambos lugares, y
suponiendo inicialmente que éste tiene su pantalla
puesta a tierra sólo en A, habrá una diferencia de
potencial entre la pantalla y la carcasa en B que puede
causar una descarga. Si la armadura del cable se conecta
a una tierra de referencia de señal (el plano de tierra del
equipo electrónico) en cada extremo, entonces puede
resultar un daño importante debido a la diferencia de
potencial y el flujo de corriente. Si la pantalla del cable se
conecta a cada extremo, entonces fluirá corriente a través
de ella y de Rb hacia tierra. La diferencia de potencial
entre A y B dependerá de la magnitud de la corriente, la
impedancia de la pantalla del cable y del valor de las
impedancias individuales Ra y Rb. Note que aún cuando
se usen cables de fibra óptica, debe tenerse cuidado ya
que ellos a menudo incorporan pantalla metálica o
alambre de tracción.
Rb
Y B
La manera aceptable para reducir la diferencia de
potencial es conectar ambas carcazas tan estrechamente
como sea posible, usando diversas conexiones en
paralelo. Esto incluye alambre de cobre de tierra, ductos
y pantallas del cable, etc. Si A y B fueran edificaciones
separadas, la forma preferida de conectar los sistemas de
tierra es un electrodo en bucle horizontal
aproximadamente 1 metro fuera de cada edificio, con
varios electrodos interconectándolos.
Considere ahora que A y B están dentro del mismo
edificio y que B ha sido provisto con la así llamada tierra
“limpia”. Durante operación normal el equipo en B no
será afectado por interferencia en el sistema de puesta a
tierra de A (suponiendo que es posible separarlas
totalmente lo que es improbable). Sin embargo, durante
condiciones de falla habrá una diferencia de potencial
entre las carcazas (y posiblemente las tierras de
referencia) en exactamente la misma manera que se
describió antes. Por esta razón es normal conectar entre
sí los dos sistemas de tierra, aunque algunas veces se
arregla para que suceda sólo durante condiciones de falla.
8.4 Arreglos para reducir interferencias
El método básico es asegurar que las trayectorias de
alimentación y retorno de las corrientes de falla están tan
cerca como sea posible, ya que esto reduce el campo
electromagnético generado. Esto se complementa con
cables blindados y un conductor de protección que va
junto a las fases. Si se usa cables de un solo conductor
con conexión en un único punto, estos requisitos se
satisfacen normalmente llevando un alambre de tierra
junto a los cables. Una fuente de interferencia surge
cuando el sistema de tierra forma bucles a través de los
cuales puede circular corrientes de fuga y corrientes de
falla. Un arreglo que limita el número de tales bucles y
también proporciona un ambiente progresivamente más
R 2
R 1
Z 1
Z 2
Z 3
A
C
B
Figura 8-4
Arreglo tipo blindaje anidado