Unha guía completa sobre sistemas de aterramento
Un sistema de aterramento, tamén coñecido como sistema de conexión a terra, conecta partes específicas dun sistema eléctrico de enerxía coa terra, xeralmente a superficie conductora da Terra, por razóns de seguridade e funcionais. A elección do sistema de aterramento pode afectar a seguridade e a compatibilidade electromagnética da instalación. As rexulacións para os sistemas de aterramento varían entre países, aínda que a maioría segue as recomendacións da Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Neste artigo, explicaremos os diferentes tipos de sistemas de aterramento, as súas vantaxes e desvantaxes, e como deseñalos e instalalos.
Qué é un sistema de aterramento?
Un sistema de aterramento defínese como un conxunto de conductores e electrodos que proporcionan un camiño de baixa resistencia para a corrente eléctrica fluir á terra en caso de fallo ou malfuncionamento. Isto é importante por varias razóns:
Protección do equipo: Un sistema de aterramento axuda a protexer o equipo eléctrico de danos debido a sobretensións ou condicións de curto circuito. Tamén prevén a acumulación estática e as subidas de potencia causadas por descargas eléctricas próximas ou operacións de conmutación.
Protección das persoas: Un sistema de aterramento axuda a prevenir os perigos de choque eléctrico asegurando que as partes metálicas expostas das instalacións eléctricas teñan o mesmo potencial que a terra. Tamén facilita a operación de dispositivos protexidos como interruptores de circuito o dispositivos de corrente residual (RCD) que poden desconectar o suministro en caso de fallo.
Punto de referencia: Un sistema de aterramento proporciona un punto de referencia para os circuitos e equipos eléctricos para que poidan operar a un nivel de tensión seguro respecto á Terra. Esto asegura que calquera enerxía eléctrica non utilizada pola carga se disipe de forma segura á terra.
Tipo de sistemas de aterramento
O BS 7671 lista cinco tipos de sistemas de aterramento: TN-S, TN-C-S, TT, TN-C, e IT. As letras T e N significan:
T = Terra (do francés Terre)
N = Neutral
As letras S, C, e I significan:
S = Separado
C = Combinado
I = Aislado
O tipo de sistema de aterramento determinase polo modo no que a fonte de enerxía (como un transformador ou un xerador) está conectada á terra e como o terminal de aterramento do consumidor está conectado á fonte ou a un electrodo de terra local.
Sistema TN-S
Un sistema TN-S, mostrado na Figura 1, ten a neutra da fonte de enerxía conectada coa terra nun só punto, na fonte ou tan preto como sexa razoablemente praticable. O terminal de aterramento do consumidor xeralmente está conectado á envoltura metálica ou armadura do cabo de servizo do distribuidor nos prédios.
Figura 1: Sistema TN-S
As vantaxes dun sistema TN-S son:
Proporciona un camiño de baixa impedancia para as correntes de fallo, o que asegura unha rápida operación dos dispositivos protexidos.
Evita calquera diferenza de potencial entre a neutra e a terra dentro das instalacións do consumidor.
Reduce o risco de interferencia electromagnética debido ás correntes de modo común.
As desvantaxes dun sistema TN-S son:
Require un conductor protector (PE) separado xunto cos conductores de suministro, o que aumenta o custo e a complexidade do cableado.
Pode verse afectado pola corrosión ou danos na envoltura metálica ou armadura do cabo de servizo, o que pode comprometer a súa efectividade.
Sistema TN-C-S
Un sistema TN-C-S, mostrado na Figura 2, ten o conductor neutro do suministro dunha liña de distribución conectado coa terra na fonte e en intervalos ao longo do seu trazo. Isto xeralmente chámase aterramento múltiple protexido (PME). Con esta disposición, o conductor neutro do distribuidor tamén se usa para devolver as correntes de fallo á terra que se producen na instalación do consumidor de forma segura á fonte. Para lograr isto, o distribuidor proporcionará un terminal de aterramento do consumidor, que está ligado ao conductor neutro entrante.
Figura 2: Sistema TN-C-S
As vantaxes dun sistema TN-C-S son:
Reduce o número de conductores necesarios para o suministro, o que baixa o custo e a complexidade do cableado.
Proporciona un camiño de baixa impedancia para as correntes de fallo, o que asegura unha rápida operación dos dispositivos protexidos.
Evita calquera diferenza de potencial entre a neutra e a terra dentro das instalacións do consumidor.
As desvantaxes dun sistema TN-C-S son:
Pode crear un risco de choque eléctrico se hai unha rotura no conductor neutro entre dous puntos de terra, o que pode causar un aumento da tensión de contacto nas partes metálicas expostas.
Pode causar correntes indeseadas que fluán en tubos metálicos ou estruturas que están conectados á terra en diferentes puntos, o que pode resultar en corrosión ou interferencia.
Sistema TT
Un sistema TT, mostrado na Figura 3, ten tanto a fonte como a instalación do consumidor conectados á terra mediante electrodos separados. Estes electrodos non teñen ningunha conexión directa entre eles. Este tipo de sistema de aterramento é aplicable tanto para instalacións trifásicas como monofásicas.
Figura 3: Sistema TT
As vantaxes dun sistema TT son:
Elimina calquera risco de choque eléctrico debido a unha rotura no conductor neutro ou contacto entre conductores vivos e partes metálicas aterradas.
Evita calquera corrente indeseada en tubos metálicos ou estruturas que están conectados á terra en diferentes puntos.
Permite máis flexibilidade na elección da localización e tipo de electrodos de terra.
As desvantaxes dun sistema TT son:
Require un electrodo de terra local eficaz para cada instalación, o que pode ser difícil ou caro de conseguir dependendo das condicións do solo e a disponibilidade de espazo.
Require dispositivos de protección adicionais como RCDs ou ELCBs operados por tensión para asegurar unha desconexión fiable en caso de fallo.
Pode resultar en maiores tensións de contacto en partes metálicas expostas debido á maior impedancia de bucle de terra.
Sistema TN-C
Un sistema TN-C, mostrado na Figura 4, ten as funcións neutra e protectoras combinadas nun só conductor a lo largo do sistema. Este conductor chámase PEN (neutra protexida). O terminal de aterramento do consumidor está conectado directamente a este conductor.
Figura 4: Sistema TN-C
As vantaxes dun sistema TN-C son:
Reduce o número de conductores necesarios para o suministro, o que baixa o custo e a complexidade do cableado.
Proporciona un camiño de baixa impedancia para as correntes de fallo, o que asegura unha rápida operación dos dispositivos protexidos.
As desvantaxes dun sistema TN-C son:
Crea un risco de choque eléctrico se hai unha rotura no conductor PEN ou se entra en contacto con partes vivas debido a un fallo de aislamento.
