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Sustento de la Regla 060-1100. Las fallas del arco a tierra en sistemas eléctricos

sólidamente puestos a tierra, pueden causar un daño muy severo al equipo eléctrico y a las instalaciones. Como el arco tiene resistencia y genera calor, la corriente de falla puede ser lo suficientemente pequeña para que el dispositivo estándar de sobrecorriente no sienta su existencia y la descarga de arco puede persistir por un tiempo largo, haciendo daño al equipo eléctrico. Los sistemas que no están puestos a tierra, no son tan propensos a grandes daños como lo son los sistemas puestos a tierra, ya que una falla en una fase no va a resultar en la descarga del arco y la destrucción del equipo. Si esta fase permanece puesta a tierra y otra fase falla a tierra, puede aparecer una falla de fase a fase. Este tipo de falla normalmente genera corrientes altas de corto circuito suficiente para causar que los dispositivos de sobrecorriente se abran rápidamente, limitando por lo tanto el daño.

En un sistema puesto a tierra, cualquier corriente de falla a tierra va a retornar al sistema a través de una ruta diferente al neutro. La ruta usual de retorno a tierra es a través de los conductos o cubiertas metálicas, o a lo largo de conductores de enlace equipotencial.

Existen equipos eléctricos capaces de sentir el flujo de corriente en una ruta de retorno a tierra y activar un dispositivo de corriente para que éste opere. Hay dos métodos comunes: un método usa un transformador de corriente de secuencia cero y el segundo método usa un sensor de banda o abrazadera para sentir el escape de la corriente a tierra. Ambos métodos normalmente son usados cuando hay cargas de línea a neutro así como cargas de línea a línea. Existe la posibilidad de que alguna

porción de corriente de falla vaya a puentear el sensor y retornar al neutro del sistema en el transformador a través de la tierra, los componentes del edificio, etc. Además, estos dos métodos no limitan la corriente de falla y, dependiendo del tipo usado, pueden causar que dispare el dispositivo de sobrecorriente, protegiendo al circuito/equipo/instalación. Lo último puede no ser deseable para todas las instalaciones servidas.

Además, un sistema puesto a tierra va a permitir que ocurra una carga desbalanceada en un sistema trifásico sin causar una fluctuación de la tensión línea a línea o la tensión de línea a tierra.

Propósito de la Regla 060-1100. (Véase la Figura 060-1100). Se dan las reglas que

se deben tomar en cuenta para la instalación de dispositivos de puesta a tierra que son usados para controlar la corriente de falla a tierra o la tensión a tierra de un sistema de corriente alterna.

Figura 060-1100

Típico Sistema Puesto a Tierra a Través de Dispositivo

Sustento y Propósito de la Regla 060-1102. Para controlar la corriente de falla a

tierra, se requiere que se instalen los dispositivos de puesta a tierra entre la tierra y el punto neutro, ya sea verdadero o artificial de un sistema, sin cargas de línea a neutro conectadas al sistema.

En los sistemas de alta tensión sobre los 5 KV, la corriente de falla a tierra es de tal magnitud que se requiere que el sistema quede automáticamente desenergizado cuando se detecte una falla a tierra, limitando por lo tanto el daño.

Para evitar que el sistema eléctrico sea desenergizado cuando ocurra una falla a tierra en las instalaciones eléctricas de 5 KV o menos, se requiere que la corriente de falla a tierra se limite a 5 A o menos y también cuando se detecte una falla a tierra, se

Señal de alarma

Señal de alarma Caja de acometida

Al equipo de medición

Requerimiento de conductores (Regla 060-812)

La puesta a tierra puede ser común

Requerimiento de

co nducto res (Regla 060-1108) Dispo sitivo de puesta a tierra del neutro

energice una alarma visible o audible para advertir al personal de la presencia de una falla a tierra en el sistema.

Sustento de la Regla 060-1104. Los dispositivos de puesta a tierra del neutro deben

incluir las resistencias de puesta a tierra, transformadores de puesta a tierra, neutralizadores de falla a tierra, reactores, capacitadores o una combinación de ellos. Las fallas a tierra pueden continuar por algún tiempo hasta que se toman las medidas correctivas. Estos dispositivos van a llevar la corriente de falla a tierra en forma continua a menos que el sistema sea desenergizado automáticamente cuando ocurra una falla a tierra.

Propósito de la Regla 060-1104. Los dispositivos de puesta a tierra del neutro deben

ser aprobados para su aplicación y tener un valor nominal de corriente continua. Se puede hacer una excepción al valor nominal continuo cuando se prevé la desorganización del sistema, cuando se detecta una falla a tierra y el tiempo del valor nominal del dispositivo de puesta a tierra del neutro se coordina con el valor nominal de tiempo/corriente de los dispositivos de protección del sistema.

Para evitar los peligros de choque eléctrico, se pretende que los dispositivos de puesta a tierra del neutro tengan una tensión de aislamiento de capacidad de por lo menos la tensión de línea a neutro del sistema.

Sustento de la Regla 060-1106. Los dispositivos de puesta a tierra del neutro

requieren de una inspección periódica, pruebas y mantenimiento. Las condiciones de falla bajo tierra pueden provocar que los dispositivos de puesta a tierra del neutro presenten peligros de choque eléctrico y, dependiendo del tipo, pueden elevar la temperatura sobre la del ambiente de su localización.

Durante la instalación inicial y a lo largo de la vida de la instalación, el personal que trabaja en el sistema (por ejemplo, personal autorizado de mantenimiento o de la empresa eléctrica) necesita saber que está instalado un dispositivo de puesta a tierra del neutro y conocer la tensión del neutro a tierra del sistema, de manera que no se tome ninguna acción que pueda crear un peligro de choque eléctrico o puentear los dispositivos de protección del sistema.

Propósito de la Regla 060-1106. Para evitar los peligros de descarga y permitir el

servicio requerido para los dispositivos de puesta a tierra del neutro deben estar cubiertos o protegidos (véase la Regla 060-202), deben ser localizados en un área que sea accesible solamente para el personal autorizado y se coloquen señales de peligro en el suministro de potencia (por ejemplo, transformador o generador), el equipo de la conexión y el equipo de medición de suministro de energía.

La disipación del calor de los dispositivos de puesta a tierra del neutro no deben dañar o afectar la operación de los dispositivos u otros equipos eléctricos.

Sustento de la Regla 060-1108. El conductor que corre entre el dispositivo de puesta

a tierra del neutro y el punto neutro del transformador, generador o transformador de puesta a tierra no es un conductor neutro en esta aplicación aunque muchos de los requerimientos de las instalaciones sean los mismos.

Propósito de la Regla 060-1108. Para asegurar la operación apropiada del sistema,

se requiere que el conductor tendido entre el dispositivo de puesta a tierra del neutro y el punto neutro de la fuente de energía, sea instalada de una forma adecuada y

aprobada, que no sea conectado a tierra, que tenga una capacidad de corriente igual o mayor al valor nominal del dispositivo de puesta a tierra del neutro, pero no menor a 10 mm2 de sección y que sea identificado por el aislamiento de color blanco o gris natural, que tenga un valor nominal de tensión de aislamiento no menor a la tensión nominal del sistema.

Se requiere que el conductor corra entre el dispositivo de puesta a tierra del neutro y el sistema de electrodo de puesta a tierra, sea instalado de una forma aprobada; que tenga una capacidad de corriente igual o mayor al de la capacidad nominal del dispositivo de puesta a tierra del neutro, pero no menor a 10 mm2 de sección y que sea desnudo o aislado con un aislamiento de color verde.