Sistemas de puesta a tierra

Sistema de puesta a tierra en el sistema de suministro de energía eléctrica

Creado por: Glen Zhu | Fecha de actualización: 02 de diciembrendde 2022

Sistema de puesta a tierra TN-C, TN-S, TN-CS, TT e IT

Los sistemas de suministro de energía básicos utilizados en el suministro de energía para proyectos de construcción son sistemas trifásicos de tres hilos y trifásicos de cuatro hilos, etc., pero la connotación de estos términos no es muy estricta. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha adoptado disposiciones uniformes al respecto y se denomina sistema TT, sistema TN y sistema IT. Qué sistema TN se divide en sistema TN-C, TN-S y TN-CS. La siguiente es una breve introducción a varios sistemas de suministro de energía.

Sistema de suministro de potencia

De acuerdo con los diversos métodos y terminologías de protección definidos por IEC, los sistemas de distribución de energía de bajo voltaje se dividen en tres tipos de acuerdo con los diferentes métodos de conexión a tierra, a saber, sistemas TT, TN e IT, y se describen a continuación.

Sistema de alimentación TN-C

El sistema de suministro de energía del modo TN-C utiliza la línea neutra de trabajo como línea de protección de cruce por cero, que puede denominarse línea neutra de protección y puede representarse mediante PEN.

Sistema de alimentación TN-CS

Para el suministro de energía temporal del sistema TN-CS, si la parte frontal está alimentada por el método TN-C y el código de construcción especifica que el sitio de construcción debe utilizar el sistema de suministro de energía TN-S, la caja de distribución total puede ser dividido en la parte trasera del sistema. Fuera de la línea PE, las características del sistema TN-CS son las siguientes.

1) La línea neutra de trabajo N está conectada con la línea de protección especial PE. Cuando la corriente desequilibrada de la línea es grande, la protección cero del equipo eléctrico se ve afectada por el potencial de la línea neutra. El sistema TN-CS puede reducir el voltaje de la carcasa del motor a tierra, pero no puede eliminarlo por completo. La magnitud de este voltaje depende del desequilibrio de carga del cableado y de la longitud de esta línea. Cuanto más desequilibrada sea la carga y cuanto más largo sea el cableado, mayor será la compensación de tensión de la carcasa del dispositivo a tierra. Por lo tanto, se requiere que la corriente de desequilibrio de carga no sea demasiado grande y que la línea PE se conecte a tierra repetidamente.

2) La línea de PE no puede entrar en el protector de fugas bajo ninguna circunstancia, porque el protector de fugas al final de la línea hará que el protector de fugas frontal se dispare y provoque un corte de energía a gran escala.

3) Además de la línea PE debe conectarse a la línea N en la caja general, la línea N y la línea PE no deben conectarse en otros compartimentos. No se deben instalar interruptores ni fusibles en la línea de PE, y no se debe utilizar tierra como PE. línea.

Mediante el análisis anterior, el sistema de suministro de energía TN-CS se modifica temporalmente en el sistema TN-C. Cuando el transformador de potencia trifásico está en buenas condiciones de funcionamiento y la carga trifásica está relativamente equilibrada, el efecto del sistema TN-CS en el uso de electricidad en la construcción aún es factible. Sin embargo, en el caso de cargas trifásicas desequilibradas y un transformador de potencia dedicado en el sitio de construcción, se debe utilizar el sistema de suministro de energía TN-S.

Sistema de alimentación TN-S

El sistema de alimentación en modo TN-S es un sistema de alimentación que separa estrictamente el neutro de trabajo N de la línea de protección dedicada PE. Se llama sistema de suministro de energía TN-S. Las características del sistema de alimentación TN-S son las siguientes.

1) Cuando el sistema está funcionando normalmente, no hay corriente en la línea de protección dedicada, pero hay corriente desequilibrada en la línea cero en funcionamiento. No hay voltaje en la línea PE a tierra, por lo que la protección cero de la carcasa metálica del equipo eléctrico está conectada a la línea de protección especial PE, que es segura y confiable.

2) La línea neutra de trabajo solo se utiliza como circuito de carga de iluminación monofásico.

3) La línea de protección especial PE no puede romper la línea, ni puede entrar en el interruptor de fuga.

4) Si el protector de fugas a tierra se usa en la línea L, la línea cero de trabajo no debe conectarse a tierra repetidamente, y la línea de PE tiene una conexión a tierra repetida, pero no pasa a través del protector de fugas a tierra, por lo que también se puede instalar el protector de fugas en la línea L de la fuente de alimentación del sistema TN-S.

5) El sistema de suministro de energía TN-S es seguro y confiable, adecuado para sistemas de suministro de energía de bajo voltaje como edificios industriales y civiles. El sistema de alimentación TN-S debe utilizarse antes de que comiencen las obras de construcción.

Sistema de alimentación TT

El método TT se refiere a un sistema de protección que conecta directamente a tierra la carcasa metálica de un dispositivo eléctrico, que se denomina sistema de puesta a tierra de protección, también llamado sistema TT. El primer símbolo T indica que el punto neutro del sistema eléctrico está directamente conectado a tierra; el segundo símbolo T indica que la parte conductora del dispositivo de carga que no está expuesta al cuerpo vivo está conectada directamente a tierra, independientemente de cómo esté conectado a tierra el sistema. Toda la conexión a tierra de la carga en el sistema TT se denomina conexión a tierra de protección. Las características de este sistema de alimentación son las siguientes.

1) Cuando se carga la carcasa metálica del equipo eléctrico (la línea de fase toca la carcasa o el aislamiento del equipo está dañado y tiene fugas), la protección de conexión a tierra puede reducir en gran medida el riesgo de descarga eléctrica. Sin embargo, los disyuntores de circuito de bajo voltaje (interruptores automáticos) no se disparan necesariamente, lo que hace que el voltaje de fuga a tierra del dispositivo de fuga sea mayor que el voltaje seguro, que es un voltaje peligroso.

2) Cuando la corriente de fuga es relativamente pequeña, es posible que incluso un fusible no pueda fundirse. Por lo tanto, también se requiere un protector de fugas para protección. Por tanto, el sistema TT es difícil de popularizar.

3) El dispositivo de puesta a tierra del sistema TT consume mucho acero y es difícil de reciclar, tiempo y materiales.

En la actualidad, algunas unidades de construcción utilizan el sistema TT. Cuando la unidad de construcción toma prestada su fuente de alimentación para uso temporal de electricidad, se usa una línea de protección especial para reducir la cantidad de acero que se usa para el dispositivo de conexión a tierra.

Separe la línea de protección especial PE recién agregada del neutro de trabajo N, que se caracteriza por:

1) No hay conexión eléctrica entre la línea de tierra común y la línea de neutro de trabajo;

2) En el funcionamiento normal, la línea cero de trabajo puede tener corriente y la línea de protección especial no tiene corriente;

3) El sistema TT es adecuado para lugares donde la protección del suelo está muy dispersa.

Sistema de alimentación TN

Sistema de suministro de energía en modo TN Este tipo de sistema de suministro de energía es un sistema de protección que conecta la carcasa metálica del equipo eléctrico con el cable neutro de trabajo. Se llama sistema de protección neutral y está representado por TN. Sus características son las siguientes.

1) Una vez que se energiza el dispositivo, el sistema de protección de cruce por cero puede aumentar la corriente de fuga a una corriente de cortocircuito. Esta corriente es 5.3 veces mayor que la del sistema TT. En realidad, se trata de una falla de cortocircuito monofásico y el fusible del fusible se fundirá. La unidad de disparo del interruptor de circuito de bajo voltaje se disparará y disparará inmediatamente, haciendo que el dispositivo defectuoso se apague y sea más seguro.

2) El sistema TN ahorra material y horas de mano de obra y se utiliza ampliamente en muchos países y países de China. Esto demuestra que el sistema TT tiene muchas ventajas. En el sistema de suministro de energía en modo TN, se divide en TN-C y TN-S según si la línea cero de protección está separada de la línea neutra de trabajo.

Principio de funcionamiento:

En el sistema TN, las partes conductoras expuestas de todos los equipos eléctricos están conectadas a la línea protectora y al punto de tierra de la fuente de alimentación. Este punto de tierra suele ser el punto neutral del sistema de distribución de energía. El sistema de energía del sistema TN tiene un punto que está directamente conectado a tierra. La parte conductora de electricidad descubierta del aparato eléctrico está conectada a este punto a través de un conductor de protección. El sistema TN suele ser un sistema de red trifásico con neutro a tierra.

Su característica es que la parte conductora expuesta del equipo eléctrico está conectada directamente al punto de tierra del sistema. Cuando ocurre un cortocircuito, la corriente de cortocircuito es un circuito cerrado formado por el cable metálico. Se forma un cortocircuito metálico monofásico, lo que da como resultado una corriente de cortocircuito suficientemente grande para permitir que el dispositivo de protección actúe de forma fiable para eliminar el fallo. Si la línea neutra de trabajo (N) se conecta a tierra repetidamente, cuando la caja sufre un cortocircuito, parte de la corriente puede desviarse al punto de conexión a tierra repetida, lo que puede provocar que el dispositivo de protección no funcione de manera confiable o no evite la falla. ampliando así la falla.

En el sistema TN, es decir, el sistema trifásico de cinco hilos, la línea N y la línea PE están tendidas y aisladas por separado entre sí, y la línea PE está conectada a la carcasa del dispositivo eléctrico en lugar de la línea N. Por lo tanto, lo más importante que nos importa es el potencial del cable PE, no el potencial del cable N, por lo que la conexión a tierra repetida en un sistema TN-S no es una conexión a tierra repetida del cable N. Si la línea PE y la línea N están conectadas a tierra juntas, debido a que la línea PE y la línea N están conectadas en el punto de tierra repetido, la línea entre el punto de tierra repetido y el punto de tierra de trabajo del transformador de distribución no tiene diferencia entre la línea PE y la línea N.

La línea original es la línea N. La corriente neutra que se supone es compartida por la línea N y la línea PE, y parte de la corriente se desvía a través del punto de puesta a tierra repetido. Debido a que se puede considerar que no hay una línea PE en el lado frontal del punto de puesta a tierra repetido, solo la línea PEN que consta de la línea PE original y la línea N en paralelo, se perderán las ventajas del sistema TN-S original. por lo que la línea PE y la línea N no pueden ser conexión a tierra común. Por las razones anteriores, en las regulaciones pertinentes se establece claramente que la línea neutral (es decir, la línea N) no debe conectarse a tierra repetidamente excepto el punto neutral de la fuente de alimentación.

Sistema informático

El sistema de suministro de energía en modo IT I indica que el lado del suministro de energía no tiene tierra de trabajo o está conectado a tierra con alta impedancia. La segunda letra T indica que el equipo eléctrico del lado de la carga está conectado a tierra.

El sistema de suministro de energía en modo IT tiene alta confiabilidad y buena seguridad cuando la distancia de suministro de energía no es larga. Generalmente se utiliza en lugares donde no se permiten apagones o lugares donde se requiere un estricto suministro de energía continua, como acerías eléctricas, quirófanos de grandes hospitales y minas subterráneas. Las condiciones del suministro de energía en las minas subterráneas son relativamente malas y los cables son susceptibles a la humedad. Al utilizar el sistema alimentado por TI, incluso si el punto neutro de la fuente de alimentación no está conectado a tierra, una vez que el dispositivo tiene una fuga, la corriente de fuga a tierra relativa sigue siendo pequeña y no dañará el equilibrio del voltaje de la fuente de alimentación.

Por tanto, es más seguro que el sistema de puesta a tierra neutro de la fuente de alimentación. Sin embargo, si la fuente de alimentación se utiliza a larga distancia, no se puede ignorar la capacitancia distribuida de la línea de alimentación a tierra. Cuando una falla de cortocircuito o una fuga de la carga hace que la carcasa del dispositivo entre en tensión, la corriente de fuga formará un camino a través de la tierra y el dispositivo de protección no necesariamente actuará. Esto es peligroso. Sólo cuando la distancia de la fuente de alimentación no es demasiado larga es más seguro. Este tipo de suministro de energía es poco común en las obras.

El significado de las letras I, T, N, C, S

1) En el símbolo del método de suministro de energía estipulado por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), la primera letra representa la relación entre el sistema de energía (potencia) y la tierra. Por ejemplo, T indica que el punto neutro está directamente conectado a tierra; I indica que la fuente de alimentación está aislada del suelo o que un punto de la fuente de alimentación está conectado a tierra a través de una impedancia alta (por ejemplo, 1000 Ω;) (I es la primera letra de la palabra francesa Aislamiento de la palabra "aislamiento").

2) La segunda letra indica el dispositivo conductor de electricidad expuesto al suelo. Por ejemplo, T significa que la carcasa del dispositivo está conectada a tierra. No tiene relación directa con ningún otro punto de conexión a tierra del sistema. N significa que la carga está protegida por cero.

3) La tercera letra indica la combinación de cero de trabajo y línea protectora. Por ejemplo, C indica que la línea neutra de trabajo y la línea de protección son una, como TN-C; S indica que la línea neutra de trabajo y la línea de protección están estrictamente separadas, por lo que la línea PE se denomina línea de protección dedicada, como TN-S.

En una red eléctrica, un sistema de puesta a tierra es una medida de seguridad que protege la vida humana y los equipos eléctricos. Dado que los sistemas de puesta a tierra difieren de un país a otro, es importante tener un buen conocimiento de los diferentes tipos de sistemas de puesta a tierra a medida que la capacidad instalada fotovoltaica global sigue aumentando. Este artículo tiene como objetivo explorar los diferentes sistemas de puesta a tierra según la norma de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y su impacto en el diseño del sistema de puesta a tierra para sistemas fotovoltaicos conectados a la red.

Propósito de la puesta a tierra

Los sistemas de puesta a tierra proporcionan funciones de seguridad al suministrar a la instalación eléctrica un camino de baja impedancia para cualquier avería en la red eléctrica. La puesta a tierra también actúa como punto de referencia para que la fuente eléctrica y los dispositivos de seguridad funcionen correctamente.

La puesta a tierra de equipos eléctricos se logra típicamente insertando un electrodo en una masa sólida de tierra y conectando este electrodo al equipo usando un conductor. Hay dos suposiciones que se pueden hacer sobre cualquier sistema de puesta a tierra:

1) Los potenciales de tierra actúan como referencia estática (es decir, cero voltios) para los sistemas conectados. Como tal, cualquier conductor que esté conectado al electrodo de tierra también poseerá ese potencial de referencia.

2) Los conductores de puesta a tierra y la estaca proporcionan un camino a tierra de baja resistencia.

Puesta a tierra protectora

La puesta a tierra de protección es la instalación de conductores de puesta a tierra dispuestos para reducir la probabilidad de lesiones por fallas eléctricas dentro del sistema. En caso de avería, las partes metálicas del sistema que no transportan corriente, como marcos, vallas, cerramientos, etc., pueden alcanzar un alto voltaje con respecto a la tierra si no están conectadas a tierra. Si una persona entra en contacto con el equipo en tales condiciones, recibirá una descarga eléctrica.

Si las partes metálicas están conectadas a la tierra de protección, la corriente de falla fluirá a través del conductor de tierra y será detectada por dispositivos de seguridad, que luego aislarán el circuito de manera segura.

La puesta a tierra de protección se puede lograr mediante:

  • Instalación de un sistema de puesta a tierra de protección donde las partes conductoras están conectadas al neutro puesto a tierra del sistema de distribución a través de conductores.
  • Instalación de dispositivos de protección de corriente de fuga a tierra o sobrecorriente que funcionan para desconectar la parte afectada de la instalación dentro del tiempo especificado y los límites de voltaje de contacto.

El conductor de puesta a tierra de protección debe poder transportar la posible corriente de falla durante una duración igual o superior al tiempo de funcionamiento del dispositivo de protección asociado.

Puesta a tierra funcional

En la puesta a tierra funcional, cualquiera de las partes activas del equipo (ya sea '+' o '-') puede conectarse al sistema de puesta a tierra con el fin de proporcionar un punto de referencia para permitir un funcionamiento correcto. Los conductores no están diseñados para soportar corrientes de falla. De acuerdo con AS / NZS5033: 2014, la conexión a tierra funcional solo está permitida cuando existe una separación simple entre los lados CC y CA (es decir, un transformador) dentro del inversor.

Tipos de configuración de puesta a tierra

Las configuraciones de puesta a tierra se pueden organizar de manera diferente en el lado de la alimentación y la carga mientras se logra el mismo resultado general. La norma internacional IEC 60364 (Instalaciones eléctricas para edificios) identifica tres familias de puesta a tierra, definidas mediante un identificador de dos letras de la forma 'XY'. En el contexto de los sistemas de CA, 'X' define la configuración de los conductores neutros y de tierra en el lado de suministro del sistema (es decir, generador / transformador), e 'Y' define la configuración de neutro / tierra en el lado de carga del sistema (es decir, el cuadro principal y cargas conectadas). 'X' e 'Y' pueden tomar los siguientes valores:

T - Tierra (del francés 'Terre')

N - Neutro

Yo - aislado

Y los subconjuntos de estas configuraciones se pueden definir usando los valores:

S - Separado

C - Combinado

Utilizando estos, las tres familias de puesta a tierra definidas en IEC 60364 son TN, donde el suministro eléctrico se conecta a tierra y las cargas del cliente se conectan a tierra a través de neutro, TT, donde el suministro eléctrico y las cargas del cliente se conectan a tierra por separado, e IT, donde solo las cargas del cliente. están conectados a tierra.

Sistema de puesta a tierra TN

Un solo punto en el lado de la fuente (generalmente el punto de referencia neutral en un sistema trifásico conectado en estrella) está conectado directamente a tierra. Cualquier equipo eléctrico conectado al sistema se conecta a tierra a través del mismo punto de conexión en el lado de la fuente. Este tipo de sistemas de puesta a tierra requieren electrodos de tierra a intervalos regulares durante toda la instalación.

La familia TN tiene tres subconjuntos, que varían según el método de segregación / combinación de conductores neutros y de tierra.

TN-S: TN-S describe una disposición en la que se ejecutan conductores separados para tierra de protección (PE) y neutro a las cargas de los consumidores desde la fuente de alimentación de un sitio (es decir, generador o transformador). Los conductores PE y N están separados en casi todas las partes del sistema y solo están conectados entre sí en el suministro. Este tipo de puesta a tierra se utiliza típicamente para grandes consumidores que tienen uno o más transformadores AT / BT dedicados a su instalación, que se instalan adyacentes o dentro de las instalaciones del cliente.

Figura 1 – Sistema TN-S

TN-C: TN-C describe una disposición en la que un neutro de protección combinado (PEN) se conecta a tierra en la fuente. Este tipo de conexión a tierra no se usa comúnmente en Australia debido a los riesgos asociados con el fuego en ambientes peligrosos y debido a la presencia de corrientes armónicas que lo hacen inadecuado para equipos electrónicos. Además, según IEC 60364-4-41 - (Protección de seguridad - Protección contra descargas eléctricas), no se puede utilizar un RCD en un sistema TN-C.

Figura 2 – Sistema TN-C

TN-CS: TN-CS denota una configuración en la que el lado de suministro del sistema utiliza un conductor PEN combinado para la conexión a tierra, y el lado de carga del sistema utiliza un conductor separado para PE y N. Este tipo de conexión a tierra se utiliza en sistemas de distribución tanto en Australia como en Nueva Zelanda y con frecuencia se le conoce como tierra neutral múltiple (MEN). Para un cliente de BT, se instala un sistema TN-C entre el transformador del sitio y las instalaciones (el neutro se conecta a tierra varias veces a lo largo de este segmento) y se usa un sistema TN-S dentro de la propiedad (desde el cuadro de distribución principal aguas abajo ). Al considerar el sistema como un todo, se trata como TN-CS.

Figura 3 – Sistema TN-CS

Además, según IEC 60364-4-41 - (Protección de seguridad - Protección contra descargas eléctricas), cuando se usa un RCD en un sistema TN-CS, no se puede usar un conductor PEN en el lado de la carga. La conexión del conductor de protección al conductor PEN debe realizarse en el lado de la fuente del RCD.

Sistema de puesta a tierra TT

Con una configuración TT, los consumidores emplean su propia conexión a tierra dentro de las instalaciones, que es independiente de cualquier conexión a tierra en el lado de la fuente. Este tipo de conexión a tierra se utiliza normalmente en situaciones en las que un proveedor de servicios de red de distribución (DNSP) no puede garantizar una conexión de baja tensión a la fuente de alimentación. La puesta a tierra TT era común en Australia antes de 1980 y todavía se usa en algunas partes del país.

Con los sistemas de puesta a tierra TT, se necesita un RCD en todos los circuitos de alimentación de CA para una protección adecuada.

De acuerdo con IEC 60364-4-41, todas las partes conductoras expuestas que están protegidas colectivamente por el mismo dispositivo de protección deben estar conectadas por los conductores de protección a un electrodo de tierra común a todas esas partes.

Figura 4 – Sistema TT

Sistema de puesta a tierra de TI

En una disposición de puesta a tierra de TI, no hay puesta a tierra en el suministro o se realiza mediante una conexión de alta impedancia. Este tipo de puesta a tierra no se utiliza para redes de distribución, pero se utiliza con frecuencia en subestaciones y para sistemas independientes alimentados por generadores. Estos sistemas pueden ofrecer una buena continuidad de suministro durante la operación.

Figura 5 – Sistema de TI

Implicaciones para la puesta a tierra del sistema fotovoltaico

El tipo de sistema de puesta a tierra empleado en cualquier país determinará el tipo de diseño del sistema de puesta a tierra necesario para los sistemas fotovoltaicos conectados a la red; Los sistemas fotovoltaicos se tratan como un generador (o un circuito fuente) y deben conectarse a tierra como tales.

Por ejemplo, los países que emplean el uso de una disposición de puesta a tierra de tipo TT requerirán una fosa de puesta a tierra separada para los lados de CC y CA debido a la disposición de puesta a tierra. En comparación, en un país donde se utiliza una disposición de puesta a tierra de tipo TN-CS, basta con conectar el sistema fotovoltaico a la barra de puesta a tierra principal en el cuadro de distribución para cumplir los requisitos del sistema de puesta a tierra.

Existen varios sistemas de puesta a tierra en todo el mundo y un buen conocimiento de las diferentes configuraciones de puesta a tierra garantiza que los sistemas fotovoltaicos estén conectados a tierra de forma adecuada.

Cómo elegir los dispositivos de protección contra sobretensiones utilizados para los sistemas de puesta a tierra en sistemas de suministro de energía eléctrica de baja tensión (Sistema IEC/EN)

Clase de SPD

En el sistema IEC, los SPD se prueban en varias clases de prueba, con el objetivo de evaluar y asegurar su idoneidad para su uso en diferentes lugares y circunstancias. En rigor, la Clase se refiere al tipo de prueba, no al SPD. Sin embargo, en el uso común, se hace referencia a los SPD por su clase, por ejemplo, un SPD de clase I es un SPD que ha sido probado según los requisitos de la clase I (de una gravedad específica), y así sucesivamente.

Las clases de prueba son las siguientes:

Clase I / Tipo 1 – Probado con impulsos de corriente de rayo parcialmente conducidos simulados. Estos SPD se usarían en puntos de alta exposición, como donde la línea cercana al SPD podría ser golpeada directamente por un rayo, o en el punto de entrada a un edificio equipado con un Sistema de protección contra rayos (LPS) de impacto directo.

Clase II / Tipo 2 – Probado con impulsos de corriente de menor duración. Estos SPD se instalarían donde se espera que las sobrecorrientes sean menores. Esto podría ser en el punto de entrada de energía principal de un edificio en una ubicación no expuesta (rodeada de edificios más altos, por ejemplo) o en subpaneles dentro del edificio.

Clase III / Tipo 3 – Probado con impulsos de tensión. Estos SPD se instalarían en el equipo que se va a proteger, y solo se espera que manejen picos de voltaje residual que "superaron" los SPD aguas arriba de Clase I o II, y los pequeños picos de corriente asociados. A menudo, por conveniencia, también se utilizan protectores de Clase II en estos lugares.

En la ilustración anterior, el tipo de SPD instalados en el Tablero de Distribución Principal, Tableros de Distribución y el Equipo a proteger sería el siguiente:

Situación del edificio MDB DB Equipo
Muy expuesta, de equipada con LPS Clase I / Tipo 1 Clase II / Tipo 2 Clase III / Tipo 3
Menos expuesto, sin LPS Clase II / Tipo 2 Clase II / Tipo 2 Clase III / Tipo 3

Hay una serie de normas IEC/EN que trabajan juntas para proporcionar un sistema de clasificación del sistema de potencia, las sobretensiones que pueden ocurrir en diferentes puntos del sistema, el rendimiento y la aplicación de los SPD, y la susceptibilidad relativa del uso final. equipo a las sobretensiones de los rayos. Las más directamente relevantes son las normas de la serie IEC/EN 62305 que se ocupan tanto de la protección contra rayos como de la protección contra sobretensiones, y las normas de la serie IEC/EN 61643 que cubren las pruebas, la selección y la aplicación de SPD.

Es posible que no sea necesario instalar SPD en las tres ubicaciones, según el tamaño del edificio y la longitud del cableado. En general, los SPD siempre se instalan en el punto de entrada y, en salas de equipos más pequeñas, pueden estar, además, en el equipo. En edificios más grandes, repartidos en varios pisos o áreas grandes, los SPD generalmente se proporcionarían en los tableros de distribución y, además, en equipos sensibles o críticos.

Los SPD se clasifican principalmente de acuerdo con la magnitud de la corriente de sobretensión que pueden manejar y qué tan bien limitan el voltaje mientras conducen esa corriente de sobretensión. Estos parámetros son

Clase de prueba Parámetro Descripción
Clase I / Tipo 1 Corriente de impulso, yodiablillo Este impulso de corriente tiene una forma de onda de 10/350 μs
Clase II / Tipo 2 Corriente de descarga nominal, yon Este impulso de corriente tiene una forma de onda de 8/20 μs y es nominal porque el SPD tiene que manejar con éxito una secuencia de 15 de estos impulsos.
Corriente máxima de descarga, Imax Este impulso de corriente tiene una forma de onda de 8/20 μs y es el impulso máximo de 8/20 μs que puede manejar el SPD. Es un parámetro opcional.
Clase III / Tipo 3 Tensión de circuito abierto del generador de ondas combinadas, Uoc
Todas las clases Nivel de protección de voltaje, Up

Es posible probar un tipo de SPD en más de una clase de prueba. Los SPD están marcados y especificados con los parámetros con los que se han probado con éxito.

Clases y categorías de SPD

Selección de SPD y Aplicación de Sistemas de Puesta a Tierra (Sistema IEC/EN)

Habiendo determinado la Clase de SPD requerida, es necesario determinar el voltaje y la configuración correctos. La norma IEC 60364-1 detalla las siguientes configuraciones del sistema. En las descripciones que siguen, Un se utiliza para el voltaje nominal de los sistemas, y Uc se utiliza para el voltaje de funcionamiento continuo máximo (este es un parámetro de un SPD).

Sistema de puesta a tierra TNC

En este sistema, el conductor de tierra neutro y de protección se combinan en un solo conductor en todo el sistema. Este conductor se conoce como PEN, una "tierra de protección y neutro". Todas las partes expuestas del equipo conductor están conectadas al PEN.

SPD instalados Descripción Ejemplo de producto
Fase a PEN (“3+0”) Al menos 1.1 x Un SLP40-275 / 3S

Por ejemplo, en un sistema Ph-N de 230 V, la protección Ph-PEN debe tener un Uc nominal de al menos 255 V. Por lo general, un SPD con una Uc Se seleccionaría una clasificación de al menos 275 V para sistemas de 220 a 240 V. A menudo, para permitir las fluctuaciones de voltaje de la fuente de alimentación, una Uc de al menos 1.3 x Un se recomienda, como una Uc de 300 V para un sistema de 230 V, o se elegiría la exclusiva tecnología de liberación del gatillo de LSP.

Sistema de puesta a tierra TNS

En este sistema, se ejecuta un conductor de tierra de protección y un neutro separados. El conductor de tierra de protección (PE) normalmente es un conductor separado, pero también puede ser la cubierta metálica del cable de alimentación. Todas las partes expuestas del equipo conductivo están conectadas al conductor PE.

SPD instalados Descripción Ejemplo de producto
Fase a PE (“4+0”), o Al menos 1.1 x Un SLP40-275 / 4S
Fase-N y N-PE (“3+1”) SLP40-275 / 3S + 1

Por ejemplo, en un sistema Ph-N de 230 V, la protección Ph-PE (o Ph-N) debe tener una clasificación Uc de al menos 255 V. En general, se seleccionaría un SPD con una clasificación Uc de al menos 275 V para 220 a sistemas de 240 V. A menudo, para tener en cuenta las fluctuaciones del voltaje de la fuente de alimentación, se recomienda una Uc de al menos 1.3 x Uo, como una Uc de 300 V para un sistema de 230 V, o se elegiría la tecnología de liberación de gatillo única de LSP.

Sistema de puesta a tierra TNCS

En este sistema, el suministro se configura según TNC, mientras que la instalación aguas abajo se configura según TNS. El conductor PEN combinado generalmente ocurre entre la subestación y el punto de entrada al edificio, y la tierra y el neutro están separados en el Tablero de distribución principal. Este sistema también se conoce como Puesta a tierra múltiple de protección (PME) o Neutro conectado a tierra múltiple (MEN). El conductor PEN de suministro está conectado a tierra en varios puntos de la red y, por lo general, lo más cerca posible del punto de entrada del consumidor.

SPD instalados Descripción Ejemplo de producto
MDB: Fase a PEN (“3+0”) Al menos 1.1 x Un FLP12,5-275 / 3S
DB: Fase a PEN (“4+0”), o FLP12,5-275 / 4S
Fase-N y N-PE (“3+1”) FLP12,5-275 / 3S + 1

Por ejemplo, en un sistema Ph-N de 230 V, la protección Ph-PE (o Ph-N) debe tener un Uc nominal de al menos 255 V. Por lo general, un SPD con una Uc Se seleccionaría una clasificación de al menos 275 V para sistemas de 220 a 240 V. A menudo, para permitir las fluctuaciones de voltaje de la fuente de alimentación, una Uc de al menos 1.3 x Un se recomienda, como una Uc de 300 V para un sistema de 230 V, o se elegiría la exclusiva tecnología de liberación del gatillo de LSP.

Sistema de puesta a tierra TT

Un sistema que tiene un punto de la fuente de energía puesto a tierra y las partes conductoras expuestas de la instalación conectadas a electrodos puestos a tierra independientes. El suministro neutro de entrada no está conectado a tierra en el cuadro de distribución principal.

SPD instalados Descripción Ejemplo de producto
Fase a N, N-PE (“3+1”) Al menos 1.1 x Un FLP12,5-275/3S+1, SLP40-275/3S+1

Por ejemplo, en un sistema Ph-N de 230 V, la protección Ph-N debe tener un Uc nominal de al menos 255 V. Por lo general, un SPD con una Uc Se seleccionaría una clasificación de al menos 275 V para sistemas de 220 a 240 V. A menudo, para permitir las fluctuaciones de voltaje de la fuente de alimentación, una Uc de al menos 1.3 x Un se recomienda, como una Uc de 300 V para un sistema de 230 V, o se elegiría la exclusiva tecnología de liberación del gatillo de LSP.

En el sistema TT, para que los dispositivos de protección contra sobrecorriente (fusibles y disyuntores) funcionen de la manera prevista, es importante que los SPD no se conecten directamente de fase a tierra de protección, sino de fase a neutro y de neutro a tierra. Por lo tanto, el SPD de neutro a PE transporta tanto la corriente de impulso de PE a neutro como la corriente de impulso de PE a fase. Se recomienda que este SPD sea un GDT (Tubo de descarga de gas) debido a sus características de manejo de energía generalmente superiores.

Sistema de puesta a tierra TT

Un sistema que no tiene conexión directa entre las partes vivas y la tierra, pero todas las partes conductoras expuestas de la instalación están conectadas a electrodos independientes puestos a tierra. La fuente es flotante o está conectada a tierra a través de una alta impedancia (para limitar las corrientes de falla). Esto significa que durante una falla de Fase a Tierra, los sistemas continúan operando. Esto se detecta y se inician los esfuerzos de mantenimiento para corregir la falla. Sin embargo, durante este tiempo, el voltaje de fase a tierra aumenta al voltaje habitual de línea a línea, y los SPD instalados deben soportar esto durante este tiempo. La mayoría de los sistemas de TI instalados no utilizan un conductor neutro: el equipo se alimenta de línea a línea. El sistema de TI se usa normalmente en instalaciones más antiguas en países como Noruega y Francia. También se utiliza en aplicaciones especiales, como salas de cuidados intensivos de hospitales y aplicaciones industriales especiales.

SPD instalados Descripción Ejemplo de producto
Fase a PEN (“3+0”) Al menos 1.73 x Un SLP40-275 / 3S
SPD instalados Descripción Ejemplo de producto
Fase a PEN (“4+0”) Al menos 1.73 x Un FLP12,5-275/4S, SLP40-275/4S

Por ejemplo, en un sistema Ph-N de 230 V, la protección Ph-PE y N-PE debe tener un Uc nominal de 440 V (permitiendo el voltaje LL y una tolerancia del 10%). A menudo, se aplica un margen de seguridad adicional para permitir las inestabilidades que pueden ocurrir en el sistema de TI sin conexión a tierra, como una Uc de 480v

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