La puesta a tierra es uno de los primeros conceptos con los que nos encontramos al estudiar ingeniería eléctrica. La necesidad de introducir una puesta a tierra de protección se debe al hecho de que una condición necesaria para la seguridad El funcionamiento de cualquier instalación eléctrica es el cierre forzado de todos sus componentes conductores. al suelo.
El principio de puesta a tierra
Se sabe que el ingenioso es en la inmensa mayoría de los casos simple. Lo mismo ocurre con la puesta a tierra. Se basa en varias disposiciones extremadamente simples y obvias.
Se reducen al hecho de que:
- se garantiza que evita tanto la rotura del aislamiento en el cuerpo conductor de la instalación eléctrica como una notable disminución de su resistencia;
- el posible golpe en el cuerpo no tiene signos externos visibles;
- al tocar tales partes, una persona está bajo la influencia de un alto potencial;
- el factor llamativo es la corriente que aparece al momento de tocar la superficie conductora y fluye a través del cuerpo humano hasta el suelo;
- la corriente se puede reducir a un nivel seguro solo reduciendo la DIFERENCIA potencial entre el elemento conductor y tierra, para lo cual es suficiente conectar a la fuerza las partes metálicas de la carcasa al suelo con un cable con un pequeño resistencia.
Como resultado, cuando el aislamiento se rompe, la corriente simplemente va principalmente al suelo y no atraviesa el cuerpo humano. Esto se ilustra gráficamente en la Figura 1.
Por qué la resistencia de la tierra es pequeña
Según la ley de Ohm, la corriente siempre fluye en un circuito cerrado. En este caso, desde un polo de la planta de energía hasta el electrodo de puesta a tierra a través de la instalación eléctrica con su sistema de puesta a tierra. En este caso, la baja resistencia de la puesta a tierra de la instalación no es garantía de una pequeña resistencia del ramal inverso del circuito considerado. De hecho, la resistividad del suelo es lo suficientemente grande y, a primera vista, no se produce el efecto de desviar el cuerpo humano mediante elementos de puesta a tierra.
A pesar de la validez de este razonamiento, no tiene en cuenta una circunstancia. En este caso, el hecho de que debido a la sección transversal extremadamente grande, casi infinita, del medio entre las tomas de tierra electrodos de la planta de energía e instalación eléctrica, la resistencia de la rama inversa de nuestro circuito cerrado será bastante pequeña.
Esto permite:
- el sistema de puesta a tierra para realizar sus funciones de protección de manera eficiente;
- garantizar una alta fiabilidad de su implementación debido a la ausencia de interrupciones
- Ahorre significativamente en el tendido de un cable adicional que conecta los seccionadores de tierra de la instalación y la planta de energía.
Características del dispositivo de puesta a tierra.
La conexión a tierra de protección realiza sus funciones de manera cualitativa solo si hay poca resistencia de transición entre el electrodo de conexión a tierra al que está conectada la unidad y la tierra.
Esto se consigue:
- área de alto contacto, que, a su vez, es proporcionada por varias placas conectadas rígidamente por soldadura, Figura 2;
- profundizando los electrodos por debajo de la profundidad de congelación (la resistividad del suelo congelado aumenta bruscamente).
Para cumplir con la última condición, los seccionadores de puesta a tierra verticales con una longitud de hasta 3 m son muy adecuados, Figura 3.
Además, la resistencia a tierra no debe exceder los 4 ohmios. Este último está determinado por el hecho de que la resistencia del cuerpo humano es de al menos varios cientos de ohmios, es decir, dos órdenes de magnitud mayor.