La puesta a tierra (Grounding) es una técnica que cumple un rango amplio de funciones en torno del diseño y de la construcción de un sistema de distribución de energía eléctrica interrelacionadas pero diferentes. Estas funciones son igualmente fundamentales tanto para la seguridad de las personas como para la mejora de la calidad del servicio y para la operación apropiada del sistema eléctrico y de los equipos. Entre estas funciones están la puesta a tierra del sistema eléctrico (system grounding), la puesta a tierra de los equipos (equipment grounding), la protección de las instalaciones contra la estática y las descargas atmosféricas (rayos), y la conexión al suelo (connection to earth) como un potencial de referencia cero. Los objetivos principales de una puesta a tierra se pueden resumir en lo siguiente: Permitir la conducción a tierra de cargas estáticas o descargas eléctricas atmosféricas.
- Limitar a niveles seguros los valores de la tensión a tierra de equipos o estructuras accidentalmente energizados y mantener en valores determinados la tensión fase-tierra de sistemas eléctricos, fijando los niveles de aislamiento.
- Limitar las tensiones debidos a maniobras.
- Limitar la tensión debido al contacto no intencional con sistemas de mayor tensión.
- Permitir a los equipos de protección aislar rápidamente las fallas.
En ESOIN SAS diseñamos y construimos puestas a tierra (más información aquí) que tienen una baja resistencia y una suficiente capacidad de conducción de la corriente. En general, se espera que una puesta a tierra tenga suficiente capacidad de dispersión de corriente en el suelo, y que a su vez limite los potenciales en su superficie (control de gradiente de potencial), de tal manera que no comprometan la seguridad de las personas por causa de una falla a tierra. Existen principalmente dos tipos de protecciones que dependen de la puesta a tierra de forma básica para su correcto funcionamiento, que son la protección contra sobretensiones transitorias (protección de equipos), y protección diferencial contra contactos indirectos (protección de personas).
De acuerdo con lo estipulado en el artículo 15 de la resolución del 29 de abril 2005, el RETIE establece las exigencias y las condiciones que deben cumplir las puestas a tierras de un sistema de distribución de tal manera que se garantice la seguridad de las personas y el correcto funcionamiento de los equipos.
Un buen diseño de puesta a tierra debe controlar las tensiones de paso y de contacto; sin embargo, la limitación de las tensiones transferidas principalmente en subestaciones de media y alta tensión es igualmente importante. En razón a que la resistencia de puesta a tierra es un indicador que limita directamente la máxima elevación de potencial y controla las tensiones transferidas, pueden tomarse como referencia los siguientes valores máximos de resistencia de puesta a tierra adoptados de las normas técnicas IEC 603644442, ANSI/IEEE80, NTC 2050 y NTC 4552.
| Aplicación | Valores máximos de resistencia de puesta a tierra | |||
|---|---|---|---|---|
| Estructuras de líneas de trasmisión.(y metálicas o con cable de guarda de alta y extra tensión) | 20 Ω | |||
| Subestaciones de alta y extra tensión | 1 Ω | |||
| Subestaciones de media y baja tensión | 10 Ω | |||
| Protección contra rayos | 10 Ω | |||
| Neutro de acometida en baja tensión | 25 Ω |
Entre los componentes típicos de un Sistema de Puesta a Tierra están el Conductor de puesta a tierra de equipos (Norma NTC 2050, tabla 250-95), el Conductor del electrodo de puesta a tierra (Norma NTC 2050, tabla 250-94), el Electrodo de puesta a tierra. Al momento de adelantar la obra civil para la instalación de un armario de medidores, caja para medidores o cajas para equipos de medida, se deberá dejar prevista la caja de la instalación del electrodo de puesta a tierra, tal como se ilustra en la siguiente imagen:
Figura 1. Norma AE281 ENEL CODENSA: Elementos de puesta a tierra en baja tensión
El NEC NFPA 70 ha acogido el sistema TN-S (sistema sólidamente puesto a tierra) como el adecuado para las instalaciones eléctricas que regula.
El sistema TN-S describe la existencia de sólo un sistema de electrodos de puesta a tierra: La letra T define que el conductor neutro del sistema de potencia se conecta a su electrodo de puesta a tierra en la acometida de entrada de la instalación. La letra N define que el conductor de puesta a tierra se conecta al conductor neutro en los medios de desconexión de la acometida. La letra S en la designación significa que el conductor de puesta a tierra está separado del conductor neutro; es decir, el conductor neutro es el conductor puesto a tierra, y el conductor de puesta a tierra de los equipos es el conductor de protección (de seguridad). Las corrientes de falla a tierra, en general, están en el rango entre unos pocos kiloamperios (5 KA) hasta las centenas de los kiloamperios (100 KA).
El NEC NFPA 70 permite la utilización del sistema IT en algunas instalaciones críticas de los hospitales ya que garantiza, además, cuando su resistencia es alta, la continuidad del servicio de la energía libre de riesgos en presencia de la falla de un aislamiento.
El sistema IT (no puesto a tierra o puesto a tierra a través de una impedancia) describe la existencia de dos electrodos de puesta a tierra separados: La letra I define que el conductor neutro del sistema de potencia se conecta a su electrodo de puesta a tierra en la acometida de entrada de la instalación a través de una impedancia. La letra T define que el conductor de puesta a tierra se conecta a su propio electrodo de puesta a tierra el cual está remoto del electrodo de tierra del neutro. En ningún caso se permite la unión directa a través de conductores de estos dos sistemas de electrodos de puesta a tierra. Las corrientes de falla en la primera falla a tierra son del orden de las unidades de amperios, generalmente menores a 5 amperios. ¡COTIZA AQUÍ!