Qué es tierra neutral - definición simple

El dispositivo y el principio de funcionamiento de las redes con tierra neutral

El principio de funcionamiento de las fuentes de energía eléctrica, en particular los transformadores reductores, se basa en la ley de inducción y transferencia mutua de energía a través de un núcleo magnético. En este caso, el devanado primario puede no tener un cable neutro, a diferencia del secundario, donde conectarlo a cero a través de un conductor de baja resistencia, que puede equipararse con un valor cero, será un medio eficaz para proteger a las personas del daño del voltaje que es peligroso para su vida y su salud.

La característica principal de las redes con neutro a tierra es la aparición no solo de tensión lineal, sino también de fase. Qué es y cómo difiere entre sí, consideremos un ejemplo de un diagrama de circuito simple.

El voltaje de fase es el potencial entre uno de los cables de la línea y el punto cero conectado a tierra, es decir, firmemente conectado a tierra. El voltaje de línea es la diferencia de potencial entre las dos salidas de las líneas, es decir, L1 y L2, L1-L3 o L2-L3, también se llama interfase. Dichas fuentes de energía eléctrica en condiciones cotidianas tienen un valor de voltaje común en forma de 380 V - lineal y 220 - fase. El voltaje lineal es mayor que el voltaje de fase en √3, es decir, en 1.72.

Pero la tarea principal de dicho sistema no es solo el transporte de voltajes de dos valores a los consumidores con un número diferente de fases en un sistema de suministro de energía, sino también la protección de una persona durante la ruptura del aislamiento y la aparición de voltaje en puntos que en el estado normal no tienen un potencial peligroso. En edificios residenciales es:

• la carcasa de todos los electrodomésticos que conducen corriente eléctrica, es decir, están hechos de acero u otro metal conductor;
• estructuras metálicas de cuadros de distribución y aparamenta de conmutación;
• funda de cable

Además, para garantizar la seguridad, todos los elementos anteriores deben estar conectados a tierra, en este caso el peligro por el uso de voltaje y el uso de electrodomésticos en redes con un neutro conectado a tierra será mínimo. Además, la uniformidad de distribución de las cargas monofásicas es obligatoria para dichos circuitos.

Explicación para tontos

La subestación escalonada en la que está instalado el transformador tiene su propio circuito de tierra. Está interconectado por neumáticos y varillas de acero, en un circuito de tierra. Se coloca un cable para los consumidores en el panel eléctrico de la subestación, que contiene cuatro núcleos. Si el consumidor necesita energía de un circuito trifásico de 380 voltios, entonces es necesario conectarse a todos los núcleos. En una red monofásica de 220 V, la energía se suministrará desde el cable neutro y desde una de las fases. La protección de las personas en circuitos monofásicos y trifásicos, si no hay un sistema de conexión a tierra, debe llevarse a cabo debido a los dispositivos especiales de apagado de protección (RCD), que se activan por una pequeña fuga a cero, mientras se desconecta al consumidor de manera confiable de la red.

Clasificación de redes con neutro a tierra

El moderno sistema de suministro de energía tiene una marca estándar donde, además del conductor neutro en funcionamiento, también hay un conductor de protección, que proporciona una definición del grado de protección.

• L es el conductor de fase;
• N es el cero de trabajo;
• RE - conductor neutral protector;
• PEN - conductor de trabajo y neutro hecho por un cable.

Hay varios subsistemas en los circuitos con una fuente de energía que tiene un neutro a tierra:

• TN-C. Con este sistema, el conductor neutro y protector de la subestación está organizado por un conductor, cerca del receptor, su caja (u otros elementos que se conectarán a tierra) están conectados a este conductor combinado, esto se llama conexión a tierra. Este es un sistema obsoleto, se usaba en casas antiguas bajo la URSS, ahora no se usa para consumidores domésticos, ya que no es seguro. Tal sistema tiene un inconveniente significativo, ya que en el caso de una rotura del conductor PEN en el camino desde el transformador de alimentación al receptor de potencia, aparece un potencial peligroso en los casos de equipos anulados. Se usa solo para proteger a los consumidores industriales (esto se describe más adelante en la siguiente sección).
• TN-S. Tiene un mayor porcentaje de seguridad durante emergencias. Esto se logra separando los conductores de protección y de trabajo a lo largo de toda la línea de suministro, desde el transformador hasta el tablero de distribución (hasta el consumidor final). Sin embargo, debido al hecho de que es necesario usar productos de cable con cinco núcleos, lo que aumenta enormemente el costo de tendido y el presupuesto para la organización del suministro de energía al consumidor, este sistema no siempre se usa.
• TN-C-S. Este sistema de puesta a tierra es el más común en nuestro tiempo. Con este sistema, los conductores neutros y de protección a lo largo de toda la línea se combinan en un solo conductor PEN combinado. Al ingresar al edificio, este conductor se divide en PE protector y cero N, que se distribuyen aún más a los consumidores (apartamentos). Con este sistema, si el conductor PEN se quema hasta el punto de separación, aparecerá un potencial peligroso en las carcasas de los aparatos eléctricos con conexión a tierra. Para evitar esto, se realiza una conexión a tierra repetida del conductor PEN a lo largo de toda la línea y en la entrada del edificio y se imponen requisitos adicionales para la protección mecánica de este conductor.
• TT. Este sistema de conexión a tierra se practica si la línea del sistema TN-C-S se encuentra en condiciones técnicas insatisfactorias y no se garantiza la seguridad de la conexión a tierra de protección prevista. Este sistema de conexión a tierra proporciona la instalación de un circuito de conexión a tierra individual en el consumidor, mientras que el conductor PEN de la red eléctrica se usa solo como el cable neutro N.

Es importante saber

Para el suministro de energía de consumidores monofásicos y trifásicos en la industria y en condiciones domésticas, el llamado toma de tierra, que supuestamente es un método eficaz para apagar automáticamente una instalación eléctrica o una parte de la misma en la que se ha producido un cortocircuito.Cuando se conecta a tierra en circuitos con neutro a tierra, todas las partes metálicas y cajas de equipos eléctricos se conectan al cable cero. ¿Cómo funciona esta protección? El hecho es que con cualquier cortocircuito en el caso, el circuito entra en modo de cortocircuito, la corriente en el circuito del disyuntor aumenta significativamente y la sección de emergencia se desconecta de la red.

La ventaja de este sistema es el ahorro de gastos para el cableado de protección a tierra, así como la reducción del costo de los productos de cable, ya que los receptores de alimentación monofásicos y trifásicos se pueden conectar al mismo circuito.

Sin embargo, la falta de un neutro con conexión a tierra, organizado por el principio de conexión a tierra protectora, se puede llamar la falta de protección humana en caso de ruptura del aislamiento en el cuerpo del aparato durante una rotura de cable cero, que también es protectora. Y este es un punto muy importante: la conexión a tierra es una medida de protección peligrosa, por lo tanto, no debe organizarse en casa.

Sin embargo, la fuente de alimentación moderna está más orientada a la seguridad, por lo tanto, requiere la instalación de un RCD y un circuito de protección a tierra separado, a través del cual incluso los más pequeños corrientes de fuga irá al suelo, sin poner en peligro a la persona.

Ahora ya sabe qué es un neutro con conexión a tierra, cuál es su principio de funcionamiento y en qué redes se utiliza. Si tiene alguna pregunta, ¡puede hacerla en los comentarios debajo del artículo!

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