La puesta a tierra es un tema controvertido, menos por su complejidad y más porque está relacionado con varios aspectos de una instalación eléctrica. También en los conjuntos fotovoltaicos, la conexión a tierra juega un papel importante en la seguridad y el rendimiento de estos sistemas. Existen tres posibles esquemas de puesta a tierra para una instalación de baja tensión 1, 2, ya sea en corriente continua o alterna, conocidos como TN (TNC, TNS y TNC-S), TT o IT (Figura 1). Aprovechar las características de cada sistema, comparando sus ventajas y desventajas, valora el diseñador, aumentando la seguridad y eficiencia de la instalación.
Los símbolos utilizados en la clasificación de los esquemas de puesta a tierra son los siguientes:
- La primera letra indica la situación de la alimentación con relación a tierra: T significa punto directamente puesto a tierra; Me refiero al aislamiento de todas las partes vivas de la tierra o a la conexión a tierra de un punto mediante impedancia;
- La segunda letra indica la situación de las masas de la instalación eléctrica con respecto a tierra: T significa masas directamente puestas a tierra, independientemente de la eventual puesta a tierra de un punto de alimentación; N significa masas conectadas al punto de alimentación puesto a tierra (en corriente alterna, el punto puesto a tierra es normalmente el punto neutro);
- Además, otras (posibles) letras informan sobre la disposición del conductor neutro y del conductor de protección: S significa funciones de neutro y protección proporcionadas por conductores separados; C significa funciones de neutro y protección combinadas en un solo conductor (conductor PEN).
Entre los tres esquemas disponibles, el esquema IT es el menos extendido, estando su uso estrechamente asociado a entornos hospitalarios específicos, donde existe en forma del famoso IT médico, aunque su uso está indicado en todas las instalaciones donde la continuidad del suministro eléctrico la electricidad, sea una prioridad. En un esquema de TI, todas las partes vivas están aisladas del suelo o un punto de alimentación está conectado a tierra mediante una impedancia. Siempre en este esquema, las masas de la instalación están puestas a tierra, en las siguientes posibilidades:
- Tierras puestas a tierra en el mismo electrodo de tierra que el suministro, si existe;
- Tierras puestas a tierra en su(s) propio(s) electrodo(s) de tierra, cuando no existe electrodo de tierra para la alimentación, o, porque el electrodo de tierra de las masas es independiente del electrodo de tierra de la fuente de alimentación.
Para la seguridad de la instalación, un dispositivo de protección debe desconectar automáticamente la alimentación del circuito o equipo que protege siempre que un fallo (entre parte viva y tierra, o entre parte viva y conductor de protección) en el circuito o equipo dé lugar a una voltaje de contacto superior al valor relevante del voltaje de contacto límite UL. Este punto es fundamental para entender el esquema IT, pues en este esquema se desea no desconectar automáticamente el suministro cuando ocurre la primera falla, siempre y cuando la tensión límite de contacto se mantenga en valores preestablecidos. Como en una instalación informática la corriente proveniente de una sola falta a tierra, o a tierra, tiene baja intensidad, no es imperativo desconectar automáticamente el suministro cuando se cumplen las condiciones específicas de seguridad establecidas en la ABNT NBR 5410:2004/2008. En este caso también se debe garantizar que en caso de un segundo fallo en el que intervenga otro conductor bajo tensión no se produzcan tensiones de contacto peligrosas. Por lo tanto, a la hora de optar por el esquema IT para que no se corte el suministro eléctrico en caso de una primera falla, es fundamental que esta sea localizada y eliminada lo más rápido posible. Para que el seccionamiento automático en caso de una primera falta a tierra o a tierra no sea obligatorio, se deberá multiplicar el valor de la resistencia del electrodo de tierra de las masas (en ohmios), por el valor de la intensidad de la corriente de falta (amperios, A), resultante de un primer fallo directo entre un conductor de fase (en el caso de CA) y tierra, debe ser inferior a la tensión límite de contacto en el punto de aparición del fallo:
REAL ACADEMIA DE BELLAS ARTES. Identificación ≤ UL
Donde:
- RA = Resistencia del electrodo de puesta a tierra;
- Id = Intensidad de corriente de falla;
- UL = Valor de tensión de contacto en el punto de fallo.
Para una identificación y ubicación más rápida de la falla, se debe proporcionar un dispositivo de aislamiento de supervisión (DSI) o sistemas de ubicación de fallas de supervisión (Figura 2) para que los responsables de la instalación los orienten. Este dispositivo debe emitir una señal sonora o visual, la cual debe durar mientras persista la falla. Si existen señales tanto sonoras como visuales, se acepta que se pueda cancelar la señal sonora, pero no la visual, que debe durar hasta que se elimine la falla.
En caso de una segunda falla, se deben seguir las reglas definidas por la ABNT NBR 5410:2004/2008 para esquemas TN o TT, dependiendo de cómo estén puestas a tierra las masas. A pesar de todas las cuestiones técnicas, no se debe perder de vista que el objetivo del esquema IT es limitar las corrientes de falla, permitiendo evitar la desconexión automática del suministro debido a la primera falla4. Es decir, la continuidad del suministro eléctrico es la gran ventaja a la hora de optar por este esquema, por lo que se deben adoptar medidas de seguridad extra, que en los esquemas TN no serían necesarias, ya que en este caso se produciría una desconexión automática del suministro. ya en la primera falla. TI representa una opción por menos interrupciones a cambio de una mayor complejidad de instalación, manteniendo los mismos niveles de seguridad. Para evitar que se produzca una segunda avería, que es inaceptable, es necesario que la primera sea inmediatamente identificada, localizada y eliminada. Como muchos accidentes ocurren por la dificultad de interrumpir las corrientes de falla en los circuitos de corriente continua, reducir su ocurrencia puede ser algo operativa y económicamente interesante, que debe ser evaluado por el diseñador, siempre y cuando no lleve el prejuicio de que el esquema TI. Es un sistema utilizado exclusivamente en entornos hospitalarios. Finalmente, las diversas funciones de un sistema de puesta a tierra deben evaluarse dentro de los límites de cada norma. Por ejemplo, el uso del esquema IT no influye en la eficiencia de la protección contra rayos (PDA)5 (Figura 3), ya sea en relación a los sistemas de protección contra rayos (SPDA) o en relación a las medidas de protección contra sobretensiones (MPS), cuya puesta a tierra y Las características de equipotencialización deben adaptarse a las características del esquema informático, algo muy sencillo de hacer.
Referencias
- ABNT NBR 5410:2004 Versión Corregida:2008, Instalaciones eléctricas de baja tensión
- ABNT NBR 16690:2019. Instalaciones eléctricas de conjuntos fotovoltaicos – Requisitos del proyecto Requisitos para un esquema de puesta a tierra de TI
- HACKL, Dieter. Explotar instalaciones fotovoltaicas de forma segura y eficiente. https://www.bender.de/fileadmin/content/BenderGroup/Documents/Article/en/Beitrag_PHOTOVOLTAIK_engl_8str.pdf
- ABNT NBR 5419:2015. Protección contra Descargas Atmosféricas
Una respuesta
¡Buenas tardes!
Buen artículo. Este es un tema de mucha relevancia, ya que la conexión a tierra es importante en cualquier tema de naturaleza eléctrica que incluya instalaciones eléctricas. Debemos buscar un esquema que brinde mayor seguridad al usuario, a los empleados que trabajan en las instalaciones y a los bienes muebles e inmuebles. El sistema IT es bastante eficiente, ya que la alimentación está aislada de tierra (conductor neutro aislado) y las masas están conectadas directamente a tierra, independientemente de la puesta a tierra de la alimentación. Gracias por tu colaboración y un fuerte abrazo.