jueves, 26 de enero de 2012

Importancia de un buen Sistema de Puesta a Tierra



Conductor de protección o puesta a tierra


La energía que nos suministran las empresas proviene de transformadores monofásicos y trifásicos. En este documento tomaremos como base el suministro de energía, por parte de un transformador trifásico a toda una zona determinada. La distribución de energía a las viviendas, se realiza tomando una o dos fases y un neutro.
Por medidas de seguridad se suele conectar el neutro del transformador a tierra, de esta forma la tierra es como si fuese un conductor eléctrico más del sistema trifásico.
En estas condiciones, veamos que ocurre cuando, por cualquier causa, falla un aislamiento y conductor eléctrico entra en contacto directo con una masa metálica accesible a las personas.Supongamos que dicha masa es el chasis de una lavadora.


Al ponerse en contacto un conductor activo con el chasis de la lavadora, toda su masa queda sometida a una cierta tensión respecto al suelo (tierra). Si en estas condiciones, una persona toca el chasis, someterá su cuerpo a dicha tensión. Un punto de contacto será el de la mano con el chasis y el otro se establecerá al tocar con los pies el suelo. Esto origina un paso de corriente eléctrica, a través del cuerpo humano, muy peligrosa, que puede llegar a causar accidentes mortales.

Para evitar que la corriente atraviese el cuerpo de la persona, se conecta el chasis a tierra mediante el conductor de protección o de tierra.


Al ser mucho menor la resistencia del conductor de protección que la del cuerpo humano, la corriente se desviará, prácticamente en su totalidad, por dicho conductor. De esta forma quedan protegidas las personas de estos defectos de aislamiento.


El interruptor diferencial 

El interruptor diferencial es un dispositivo que interrumpe el circuito en caso de que exista un fallo de aislamiento. Asi, por ejemplo, en el caso que estudiamos de fallo de aislamiento de la lavadora, de haber existido un interruptor diferencial, éste hubiera detectado rápidamente el fallo, desconectando el circuito general. De esta forma se elimina el peligro de electrocución para las personas.

¿Cómo actúa el interruptor diferencial?


En condiciones normales la corriente que entra por uno de los conductores es igual a la que sale por el otro, (Ia=Ib). Mientras se cumpla esta condición el interruptor diferencial permanecerá con sus contactos cerrados. Ahora bien, cuando aparece un efecto de aislamiento, existe una parte de la corriente eléctrica que se deriva por tierra (corriente de fuga o corriente de defecto), lo que hace que la intensidad de entrada sea diferente a la de salida. El interruptor diferencial está dotado de un sistema de detección que capta la diferencia (Id= Ia-Ib) y produce la apertura de sus contactos. De esta forma, en el momento en que aparece una corriente de derivación, el interruptor desconecta el circuito, evitando los posibles efectos de la corriente de defecto.

El sistema de detección diferencial funciona de la siguiente forma: los conductores de entrada y salida de la instalación se arrollan en un poco de espiras en un núcleo de hierro de forma toroidal. A su vez se incluye una bobina de bastantes espiras en el mismo nucleo que alimenta a un sistema de disparo electromagnético. La corriente alterna de entrada produce un campo magnético en el núcleo del hierro toroidal en un determindo sentido, que es contrarrestado por el producido por la corriente de salida, cuando éstas son del mismo valor. En el  caso de que se produzca una corriente de fuga, hacia tierra en la instalación, la corriente de entrada se hace mayor que la de salida, por lo que en el núcleo toroidal aparece un flujo magnético diferencial, proporcional a la diferencia de dichas corrientes. Como este flujo es alterno, en la bobina de disparo se induce una tensión suficiente  para provocar una apertura del interruptor.

¿Qué es la sensibilidad del interruptor diferencial?

Para que el interruptor diferencial actué es necesario que se produzca una determinada intensidad de defecto. Así, por ejemplo, existen interruptores de alta sensibilidad que actúan por una intensidad de defecto de 30mA (por debajo de esa intensidad no abren el circuito).
Los valores de la sensibilidad están normalizados y son los siguientes:
  • Alta sensibilidad (Id=30mA)
  • Media sensibilidad (Id=300mA)
  • Baja sensibilidad (Id=500mA)
En las viviendas se recomienda utilizar interruptores diferenciales de alta sensibilidad.Esta recomendación se hace ya que en el caso de que una persona toque un conductor sin aislamiento(por ejemplo un niño que mete los dedos en un enchufe) es decir, se ponga en contacto directo con una parte activa de una instalación, inevitablemente por su cuerpo atravesará una corriente eléctrica de fuga hacia la tierra. Esta corriente puede llegar a ser muy peligrosa.

Los efectos fisiológicos sobre el cuerpo humano debido al paso de la corriente eléctrica son los siguientes:
  • De 1 a 3 mA: no perceptibles.
  • De 5 a 10 mA: contracción involuntaria de músculos.
  • De 10 a 15 mA: Choque doloroso y dificultad de respiración.
  • De 15 a 30 mA: contracciones violentas . Alteración del ritmo cardíaco.
  • Mas de 30 mA: riesgo de fibrilación cardíaca.(peligro de muerte)


Con esto queda claro por qué se recomienda el uso de interruptores se alta sensibilidad.





6 comentarios:

  1. Interesante aporte, Gracias

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    1. Muchas gracias por tu visita y tu interés en mis aportes.

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  2. Me parece muy interesante lo del diferencial, pero no lo habia escuchado aqui en Medellin.

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  3. En verdad es muy importante y complementa el sistema de puesta a tierra, esperemos que se empiece a implementar.

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