Què és la tensió de transferència de fallo i què la provoca en els sistemes de baixa tensió?

Tensió de transferència de falles

En els sistemes de distribució de baixa tensió, hi ha un tipus d'accident d'electrocussió personal en el qual el punt on es produeix l'accident i el punt de la falla del sistema no són el mateix. Aquest tipus d'accident es produeix perquè, després que es produeixi una falla a terra en algun altre lloc, la tensió de falla generada es condueix als closques metàl·lics d'altres equips a través del fil PE o PEN. Quan la tensió de falla al closque metàl·lic de l'equip és superior a la tensió segura per al cos humà, es produirà un accident d'electrocussió quan el cos humà entre en contacte amb el closque metàl·lic de l'equip. Com que aquesta tensió de falla s'ha transferit d'altres llocs, es diu tensió de transferència de falla.

Hi ha principalment dues raons per les quals la tensió de transferència de falla fa que el punt de la falla a terra i el punt de l'accident no siguin el mateix:

• Una falla a terra en el sistema de mitja tensió provoca una tensió de transferència de falla en el sistema de baixa tensió;

• El closque d'un dispositiu en el sistema TN falla i es torna viva, provocant que tots els altres electrodomèstics tinguin la tensió de transferència de falla;

1. Tensió de transferència de falla del sistema de baixa tensió al sistema de baixa tensió

En el sistema TN, els closques de tots els electrodomèstics estan connectats junts. En aquest moment, si un dispositiu falla i el seu closque es torna viva, també provocarà una diferència de potencial respecte a terra en altres dispositius, resultant en una tensió de transferència de falla.

El tipus de sistema de aterrament de baixa tensió és el sistema TN. Quan es produeix una falla a terra monofàsica en un circuit de línia de sortida monofàsica de baixa tensió, la corrent de falla a terra passa pel punt de falla a terra, la terra i la resistència d'aterrament del transformador de distribució i retorna al transformador formant un bucle. Degut a la gran resistència al punt de falla a terra, la corrent de falla és petita i insuficient per fer funcionar el seu disjuntor. La corrent de falla passa a través de la resistència d'aterrament del transformador de distribució, i es genera una tensió de falla en la seva resistència d'aterrament. Aquesta tensió de falla es condueix als closques metàl·lics de l'equipament a través del fil PE, generant així una tensió de transferència de falla i causant que es produeixi el punt d'accident d'electrocussió;

2. Transferència de tensió de falla del sistema de mitja tensió al sistema de baixa tensió

Un transformador de distribució de 10/0,4 kV hauria de tenir dos dispositius d'aterrament independents: aterrament de protecció per al transformador i aterrament de treball per al sistema de baixa tensió. Tanmateix, per simplificar l'aterrament i reduir els costos de construcció, l'aterrament de protecció de la majoria dels transformadors de distribució de mitja tensió comparteix un sol electrod d'aterrament amb l'aterrament de treball del sistema de baixa tensió. Això significa que, si es produeix una falla en el closque del tanque en la part de mitja tensió del transformador de distribució, es induirà una tensió de transferència de falla en les línies del sistema de baixa tensió i fins i tot en els closques de tots els equips.

Aquesta falla es deriva essencialment d'una falla a terra monofàsica en el sistema de mitja tensió.

Quan es produeix una falla en el closque del transformador de distribució, es genera una corrent de falla a terra. Si el sistema de baixa tensió utilitza el mètode d'aterrament TN, l'aterrament repetit del fil PE fa que la corrent de falla es divideixi. Una part retorna a la terra a través de la resistència d'aterrament de treball del sistema de baixa tensió del transformador, mentre que una altra part retorna a la terra a través de la resistència d'aterrament repetit a través del fil PE abans de tornar a la font de mitja tensió. La corrent de falla passa a través de la resistència d'aterrament de treball del sistema de baixa tensió, creant una caiguda de tensió en aquesta resistència. Això causa una diferència de potencial entre el punt neutre de la font d'alimentació del sistema de baixa tensió i la terra. Aquesta diferència de potencial es propaga a les línies de distribució de baixa tensió, resultant en una sobretensió transferida. En un sistema d'aterrament TN, aquesta sobretensió transferida pot arribar fins i tot als closques de tots els equips de baixa tensió a través del fil PE.

La magnitud de la corrent de falla depèn principalment del mètode d'aterrament del sistema de mitja tensió i de la corrent de capacitance distribuïda. L'amplitud de la tensió de transferència de falla està estretament relacionada amb els mètodes d'aterrament tant del sistema de mitja tensió com del sistema de baixa tensió, sent el mètode d'aterrament del sistema de mitja tensió decisiu.

Classificació de l'amplitud de la tensió de transferència de falla: Sistema d'aterrament de baixa resistència > Sistema sense aterrar > Sistema d'aterrament amb bobina de supressió d'arc;
Un sistema de mitja tensió amb el punt neutre aterrat a través d'una baixa resistència i un sistema de baixa tensió que utilitza el mètode d'aterrament TN són més propensos a accidents d'electrocussió, posant una amenaça significativa a la seguretat personal dels usuaris.

Conclusió

• La tensió de transferència de falla fa que el punt de la falla a terra i el punt de l'accident no coincideixin en dos escenaris principals: 1) Una falla a terra en el sistema de mitja tensió induce una tensió de transferència de falla en el sistema de baixa tensió; 2) Un dispositiu defectuós i viva en un sistema TN provoca una tensió de transferència de falla en tots els altres closques d'electrodomèstics;

• Per aquests dos tipus de tensió de transferència de falla, el punt de la falla a terra i el punt de l'accident d'electrocussió no coincideixen. El punt d'aterrament és difícil de detectar, i la causa raonada de l'accident de tensió de transferència de falla és difícil d'anàlisi. Amb els closques metàl·lics dels equips carregats amb la tensió de transferència de falla, el risc d'electrocussió per a les persones augmenta en certa mesura.