Que é a tensión de transferencia de fallo e que a causa nos sistemas de baixa tensión

Tensión de fallo de transferencia

Nos sistemas de distribución de baixa tensión hai un tipo de accidente de choque eléctrico persoal no que o punto de ocurrencia do accidente e o punto de fallo do sistema non están na mesma localización. Este tipo de accidente ocorre porque, despois dun fallo a terra noutro lugar, a tensión de fallo xerada é conducida ás carcacerías metálicas de outros equipos a través do cable PE ou PEN. Cando a tensión de fallo na carcacería do equipo é superior á tensión segura para o corpo humano, ocorrerá un accidente de choque eléctrico cando o corpo humano entre en contacto coa carcacería do equipo. Esta tensión de fallo transfírese desde outros lugares, polo que chámase tensión de fallo de transferencia.

Hai principalmente dúas razóns polas que a tensión de fallo de transferencia fai que o punto de fallo a terra e o punto de accidente non estean na mesma localización:

• Un fallo a terra no sistema de media tensión causa unha tensión de fallo de transferencia no sistema de baixa tensión;

• A carcacería dun dispositivo no sistema TN falla e queda electrificada, causando que as carcacerías de todos os demais electrodomésticos teñan a tensión de fallo de transferencia;

1. Tensión de fallo de transferencia do sistema de baixa tensión ao sistema de baixa tensión

No sistema TN, as carcacerías de todos os electrodomésticos están conectadas xuntas. Nese momento, se un dispositivo falla e a súa carcacería queda electrificada, tamén causará unha diferenza de potencial a terra nos demais dispositivos, resultando nunha tensión de fallo de transferencia.

O tipo de sistema de aterramento de baixa tensión é o sistema TN. Cando ocorre un fallo a terra monofásico nun circuito de liña de saída monofásica de baixa tensión, a corrente de fallo a terra pasa polo punto de fallo, a terra e a resistencia de aterramento da transformadora de distribución e volve á transformadora para formar un lazo. Debido á gran resistencia no punto de fallo, a corrente de fallo é pequena e insuficiente para facer operar o seu interruptor. A corrente de fallo pasa pola resistencia de aterramento da transformadora de distribución, e xeraráse unha tensión de fallo na súa resistencia de aterramento. Esta tensión de fallo será conducida ás carcacerías metálicas dos equipos a través do cable PE, xerando así unha tensión de fallo de transferencia e causando que o punto de accidente de choque eléctrico ocorra;

2. Transferencia de tensión de fallo do sistema de media tensión ao sistema de baixa tensión

Unha transformadora de distribución de 10/0,4 kV debe ter dous dispositivos de aterramento independentes: aterramento protexido para a transformadora e aterramento de traballo para o sistema de baixa tensión. No entanto, para simplificar o aterramento e reducir os custos de construción, o aterramento protexido da maioría das transformadoras de distribución de media tensión comparte un único electrodo de aterramento co aterramento de traballo do sistema de baixa tensión. Isto significa que, se ocorre un fallo no tanque-carcaxa na parte de media tensión da transformadora de distribución, xerarase unha tensión de fallo de transferencia nas liñas do sistema de baixa tensión e incluso nas carcacerías de todos os equipos.

Este fallo esencialmente deriva dun fallo a terra monofásico no sistema de media tensión.

Cando ocorre un fallo no tanque-carcaxa da transformadora de distribución, xerarase unha corrente de fallo a terra. Se o sistema de baixa tensión usa o método de aterramento TN, o aterramento repetido do cable PE fai que a corrente de fallo se divida. Unha parte volve á terra a través da resistencia de aterramento de traballo do sistema de baixa tensión da transformadora, mentres que outra parte volve á terra a través da resistencia de aterramento repetido ao longo do cable PE antes de volver á fonte de enerxía de media tensión. A corrente de fallo pasa pola resistencia de aterramento de traballo do sistema de baixa tensión, creando unha caída de tensión nesta resistencia. Isto causa unha diferenza de potencial entre o punto neutro da fonte de enerxía do sistema de baixa tensión e a terra. Esta diferenza de potencial propágase ás liñas de distribución de baixa tensión, resultando nunha sobre-tensión transferida. No sistema de aterramento TN, esta sobre-tensión transferida pode propagarse incluso ás carcacerías de todos os equipos de baixa tensión a través do cable PE.

A magnitude da corrente de fallo depende principalmente do método de aterramento do sistema de media tensión e da corrente de capacitancia distribuída. A amplitud da tensión de fallo de transferencia está estreitamente relacionada cos métodos de aterramento tanto do sistema de media tensión como do de baixa tensión, sendo o método de aterramento do sistema de media tensión decisivo.

Clasificación da amplitud da tensión de fallo de transferencia: Sistema de aterramento de baixa resistencia > Sistema sen aterramento > Sistema de aterramento con bobina de supresión de arco;
Un sistema de media tensión con o punto neutro aterrado a través dunha baixa resistencia e un sistema de baixa tensión que usa o método de aterramento TN son máis propensos a accidentes de choque eléctrico, representando unha amenaza significativa para a seguridade persoal dos usuarios.

Conclusión

• A tensión de fallo de transferencia fai que o punto de fallo a terra e o punto de accidente non coincidan en dous escenarios principais: 1) Un fallo a terra no sistema de media tensión induce unha tensión de fallo de transferencia no sistema de baixa tensión; 2) Unha carcacería defectuosa e electrificada dun dispositivo no sistema TN causa unha tensión de fallo de transferencia nas carcacerías de todos os demais electrodomésticos;

• Para estes dous tipos de tensión de fallo de transferencia, o punto de fallo a terra e o punto de accidente de choque eléctrico non coinciden. O punto de aterramento é difícil de detectar, e a causa raíz do accidente de tensión de fallo de transferencia é difícil de analizar. Con as carcacerías metálicas dos equipos cargadas pola tensión de fallo de transferencia, o risco de choque eléctrico para as persoas aumenta nun grao determinado.