La diferencia entre la conexión a tierra TT y TN

En los sistemas de energía eléctrica, la conexión a tierra (o puesta a tierra) es una medida crítica para garantizar la seguridad del equipo eléctrico y del personal. Dependiendo de cómo se conectan el punto neutro de la fuente de alimentación y las partes conductoras expuestas (como las cajas metálicas) del equipo eléctrico a la tierra, los sistemas de potencia pueden clasificarse en varios tipos. Los dos tipos más comunes son los sistemas TN y TT. Las principales diferencias entre estos sistemas radican en cómo se conecta a tierra el punto neutro de la fuente de alimentación y cómo se conectan a la tierra las partes conductoras expuestas del equipo.

1. Sistema TN

Definición: En un sistema TN, el punto neutro de la fuente de alimentación está conectado directamente a tierra, y las partes conductoras expuestas del equipo eléctrico están conectadas al sistema de puesta a tierra de la fuente de alimentación a través de un conductor de protección (línea PE). La "T" en TN significa la conexión directa a tierra del punto neutro de la fuente de alimentación, mientras que la "N" indica que las partes conductoras expuestas del equipo están conectadas al sistema de puesta a tierra de la fuente de alimentación a través de un conductor de protección.

1.1 Sistema TN-C

Características: En un sistema TN-C, el conductor neutro (línea N) y el conductor de protección (línea PE) se combinan en un solo conductor llamado línea PEN. La línea PEN sirve tanto como camino de retorno para las corrientes de trabajo como para la puesta a tierra de protección.

Ventajas:

• Estructura simple y menor costo.

• Adecuado para sistemas de distribución pequeños o aplicaciones de alimentación temporal.

Desventajas:

• Si la línea PEN se rompe, todo el equipo pierde su protección de puesta a tierra, lo que supone un peligro de seguridad.

• Pueden producirse fluctuaciones de tensión debido al uso compartido de la línea PEN para las corrientes de trabajo y de puesta a tierra, afectando el rendimiento del equipo.

1.2 Sistema TN-S

Características: En un sistema TN-S, el conductor neutro (línea N) y el conductor de protección (línea PE) están completamente separados. La línea N se utiliza solo como camino de retorno para las corrientes de trabajo, mientras que la línea PE está dedicada a la protección de puesta a tierra.

Ventajas:

• Alta seguridad: Incluso si la línea N se rompe, la línea PE permanece intacta, asegurando una protección continua para el equipo.

• Mayor estabilidad de tensión: Dado que la línea N y la línea PE están separadas, no hay interferencia de las corrientes de trabajo en la línea PE.

• Adecuado para edificios industriales, comerciales y residenciales con sistemas de distribución a gran escala.

Desventajas:

Costo más alto en comparación con los sistemas TN-C debido a la necesidad de una línea PE adicional.

1.3 Sistema TN-C-S

Características: Un sistema TN-C-S es un sistema híbrido donde parte del sistema utiliza una configuración TN-C, y otra parte utiliza una configuración TN-S. Generalmente, del lado de la fuente de alimentación se utiliza un sistema TN-C, y en el extremo del usuario, la línea PEN se divide en líneas N y PE separadas.

Ventajas:

• Menor costo en comparación con un sistema TN-S completo, adecuado para sistemas de distribución de tamaño mediano.

• En el extremo del usuario, la separación de las líneas N y PE mejora la seguridad.

Desventajas:

Si la línea PEN se rompe antes del punto de separación, aún puede afectar la seguridad de todo el sistema.

2. Sistema TT

Definición: En un sistema TT, el punto neutro de la fuente de alimentación está conectado directamente a tierra, y las partes conductoras expuestas del equipo eléctrico están conectadas a la tierra a través de electrodos de puesta a tierra independientes. Las dos "T" en TT significan la conexión directa a tierra del punto neutro de la fuente de alimentación y la puesta a tierra independiente de las partes conductoras expuestas del equipo.

2.1 Características

Puesta a tierra de la fuente de alimentación: El punto neutro de la fuente de alimentación está conectado directamente a tierra, estableciendo un potencial de referencia.

Puesta a tierra del equipo: Cada equipo eléctrico tiene su propio electrodo de puesta a tierra independiente conectado directamente a la tierra, en lugar de estar conectado al sistema de puesta a tierra de la fuente de alimentación a través de un conductor de protección.

Mecanismo de protección: Cuando un dispositivo experimenta una corriente de fuga, la corriente fluye a través del electrodo de puesta a tierra del dispositivo hacia la tierra, creando una corriente de cortocircuito que activa el interruptor o fusible para desconectar la alimentación, protegiendo el equipo y al personal.

2.2 Ventajas

• Alta independencia: Cada dispositivo tiene su propia puesta a tierra independiente, por lo que si falla la puesta a tierra de un dispositivo, la puesta a tierra de otros dispositivos sigue siendo efectiva.

• Adecuado para suministro de energía descentralizado: El sistema TT es particularmente adecuado para áreas rurales, granjas, edificios temporales y otros escenarios de suministro de energía descentralizada, donde el equipo está ampliamente distribuido y es difícil implementar una red de puesta a tierra unificada.

• Buena aislación de fallos: Cuando falla un dispositivo, los sistemas de puesta a tierra de otros dispositivos no se ven afectados, limitando el alcance del fallo.

2.3 Desventajas

• Requisitos de alta resistencia a tierra: Para asegurar que los dispositivos de corriente residual (DRCDs o RCCBs) funcionen de manera confiable, la resistencia a tierra de cada dispositivo debe ser muy baja (generalmente menos de 10Ω), lo que aumenta la complejidad y el costo de instalación.

• Fluctuaciones de tensión: Dado que cada dispositivo tiene una puesta a tierra independiente, si varios dispositivos experimentan corrientes de fuga simultáneamente, el potencial de puesta a tierra puede elevarse, afectando la operación de otros dispositivos.

• Requisitos más altos para DRCDs: El sistema TT generalmente requiere dispositivos de corriente residual de alta sensibilidad (DRCDs o RCCBs) para asegurar una desconexión rápida de la alimentación durante un evento de fuga.

3. Comparación entre los sistemas TN y TT

4. Elección entre sistemas TN y TT

La elección entre un sistema TN y un sistema TT depende de la aplicación específica, los requisitos de seguridad, las condiciones de instalación y las consideraciones de costos:

• Sistema TN: Adecuado para sistemas de suministro de energía centralizados como redes urbanas, plantas industriales, edificios comerciales y áreas residenciales. El sistema TN-S, en particular, se utiliza ampliamente en edificios modernos debido a su excelente seguridad y estabilidad de tensión.

• Sistema TT: Adecuado para sistemas de suministro de energía descentralizados como áreas rurales, granjas, edificios temporales y equipos móviles. La característica de puesta a tierra independiente del sistema TT lo hace ideal para escenarios donde es difícil implementar una red de puesta a tierra unificada, pero requiere una atención cuidadosa a la resistencia a tierra y a los dispositivos de corriente residual.

Conclusión

Tanto los sistemas TN como los sistemas TT tienen sus ventajas y desventajas. La elección del sistema de puesta a tierra debe basarse en la aplicación específica, los requisitos de seguridad, las condiciones de instalación y los factores de costos. Los sistemas TN son generalmente preferidos para sistemas de suministro de energía centralizados, ofreciendo mejor seguridad y estabilidad de tensión, mientras que los sistemas TT son adecuados para sistemas de suministro de energía descentralizados, proporcionando una fuerte independencia y aislación de fallos, pero requiriendo estándares más altos para la resistencia a tierra y la protección contra corrientes residuales.