República Bolivariana de Venezuela
       Universidad “Fermín Toro”
     Escuela de Ingeniería Eléctrica




Sistemas de Puesta a Tierra




           Cabudare 25/07/2012
DEFINICIONES
ESQUEMAS DE CONEXIÓN A TIERRA
TIPOS DE ESQUEMAS DE CONEXIÓN

Esquema de conexión a tierra IT
Esquema de conexión a tierra TT
Esquema de conexión a tierra TN, el cual presenta las
siguientes variantes:
        TN-S,
        TN-C
        TN-C-S.
SIGNIFICADO DE CADA LETRA

Primera letra: indica la situación del neutro de la alimentación,
            respecto a la puesta a tierra, pudiendo ser las
            letras T e I (esquemas IT,TT;TN)

T: conexión directa del neutro con la puesta a tierra

I: aislamiento de todas las partes activas por conexión a tierra o
   por conexión a través de una impedancia
SIGNIFICADO DE CADA LETRA

Segunda letra: indica la situación de las masas de la instalación
         respecto de a la puesta a tierra (esquemas
            IT,TT;TN). Pudiendo ser:

T: masas conectadas directamente a tierra

N: masas conectadas al neutro de la instalación y estas a tierra
SIGNIFICADO DE CADA LETRA

Tercera letra: indica la situación de las masas de la instalación
respecto de a la puesta a tierra (esquemas TN-S, TN-C, TN-C-S).
Pudiendo ser:

S: el cable neutro (N) está separado del cable de protección
   eléctrica (PE) y ambos separados.

C: las funciones de neutro y de protección están combinadas por
   un solo cable (PEN), situación combinada.
Fig. 3.1.- Ejemplo de coexistencia de todos los esquemas de conexión a
                                   tierra
Zonas tiempo/corriente para corriente alterna (de 15 a 100Hz)
            sobre las personas según la CEI60479-1
Valores de duración máxima de la tensión de contacto según la norma CIE 60 364
Esquema de conexión TT
Esquema general de conexión de un circuito TT
Como se vio anteriormente:




 Si Ra = Rb se tiene que:

                             U0
                      Ud
                              2
Siendo normalmente bajas las resistencias de tierra
 y del mismo orden de magnitud, esta tensión, del
      orden de Uo/2, es peligrosa; por tanto, es
 obligatorio prever una desconexión automática de
  la parte de la instalación afectada por el defecto.
Los sistema TT pueden pasar a sistemas TN-S
cuando la distancia entre las tomas de tierra de
 protección y de servicio están muy cercas. Esto
ocurre cuando la distancia entre los elementos
dispersores más cercanos de los dos sistemas de
 tierra independientes es inferior a diez radios
                  equivalentes.
El radio equivalente es una distancia que
indica la zona de influencia electromagnética
  del electrodo de puesta a tierra (jabalina).
  Depende de la forma y las dimensiones del
     mismo. Durante las mediciones de la
     resistencia de puesta a tierra se puede
              detectar este efecto.
   Normalmente esta condición se cumple
 cuando la separación es superior a tres veces
    la longitud de los electrodos verticales.
Solapamiento electromagnético entre los electrodos
Sin solapamiento electromagnético entre los electrodos
Ante la imposibilidad o incertidumbre en lograr un ECT TT y por ello la
    resultante es que sea TN-S se deberá:

Garantizar que la tensión límite permanente de contacto indirecto no sea mayor
        de 24 V, para cualquier tipo de local y para todas las unidades que
                              componen el inmueble.

 Instalar una protección diferencial contra los contactos directos para todas las
                                 líneas de circuito.

 En el caso de inmuebles que comprendan grandes superficies, es obligatoria la
    realización de las conexiones equipotenciales. Ello se debe hacer para evitar
     la aparición de tensiones peligrosas entre las masas conectadas al cable de
       protección (PE) y las masas extrañas (cañerías de agua, gas, estructuras
          metálicas, etc.) y a su vez disminuir la impedancia del lazo de falla.
Esquema de conexión TN
En este esquema se tiene un punto del sistema de
 alimentación (en general el centro de estrella del
    transformador de distribución, "neutro" del
    sistema) conectado directamente a tierra. Se
consideran dentro tres variantes de este sistema, de
acuerdo a la disposición del cable neutro y del cable
    de protección: TN-S, TN-C y TN-C-S.
Esquema de conexión TN-C
Fig. 5.1.1- Esquema de conexión de puesta a tierra TN-C
La función del cable de neutro (N) y de protección
 (PE) se combinan en uno solo (llamado PEN) en
toda la instalación y el mismo está puesto a tierra
                en la alimentación
Requerimientos de los esquemas de
           conexión TN-C


La sección del conductor neutro debe, en todo su
recorrido, ser como mínimo igual a la indicada en
 la tabla que sigue, en función de la sección de los
  conductores de fase. Esto se cumple sólo sí en la
instalación receptora no existe contaminación por
      armónicos. De existir contaminación por
 armónicos; la sección del conductor neutro debe
      ser por lo menos igual a la sección de los
                 conductores de fase.
Sección del conductor neutro en función de la sección de los conductores
                                  de fase

                           Sección nominal del conductor neutro
  Sección de los
                                         (mm2)
conductores de fase
     (mm2)                   Redes aéreas          Redes subterráneas
         16                        16                         16
         25                        25                         16
         35                        35                         16
         50                        50                        25
         70                        50                        35
         95                        50                        50
         120                       70                        70
         150                       70                        70
         185                       95                        95
        240                        120                       120
        300                        150                       150
        400                        185                       185
Requerimientos de los esquemas de
         conexión TN-C (Cont.)


En las líneas aéreas, el conductor neutro se tenderá
 con las mismas precauciones que los conductores
                        de fase.

Además de las puestas a tierra de los neutros las
 líneas principales y derivaciones serán puestos a
tierra igualmente en los extremos de éstas cuando
    la longitud de las mismas sea superior a 200
                       metros. .
Requerimientos de los esquemas de
     conexión TN-C (Cont.)


  La resistencia de tierra del neutro no será
   superior a 5 Ω en las proximidades de la
      central generadora o del centro de
transformación, así como en los 200 últimos
  metros de cualquier derivación de la red.
Requerimientos de los esquemas de
          conexión TN-C (Cont.)


La resistencia global de tierra, de todas las tomas de
       tierra del neutro, no será superior a 2 Ω.


En el esquema TN-C, las masas de las instalaciones
 receptoras deberán conectarse al conductor neutro
         mediante conductores de protección
Esquema de conexión TN-S
La función del cable de neutro (N) y de
    protección (PE) se combinan en uno solo
(llamado PEN) en toda la instalación y el mismo
 está puesto a tierra en la alimentación. Existen
       tres variantes de conexión a tierra:
L1                                                             L1

                     L2                                                             L2

                     L3                                                             L3

                     N                                                              N

                     PEN                                                            PEN

                               PE     N             L1    PE     N             L2
PUESTA A TIERRA DE                                                   CARGA 2
                                          CARGA 1
ALIMENTACIÓN DE
SERVICIO O
FUNCIONAL                                  MASA                      MASA



Rb



          Variante 1: Esquema TN-S en MT sin tierra adicional.
L1                                                               L1

                     L2                                                               L2

                     L3                                                               L3

                     N                                                                N

                     PEN                                                              PEN

                                      PE   N             L1   PE   N             L2
PUESTA A TIERRA DE         PUESTA A                                    CARGA 2
                                               CARGA 1
ALIMENTACIÓN DE            TIERRA
SERVICIO O                 ADICIONAL
FUNCIONAL                                       MASA                   MASA
                           REALIZADA POR
                           EL USUARIO

Rb                         Ra



          Variante 2:.- Esquema TN-S en MT con tierra adicional.
PUESTA A
                   TIERRA
                   ADICIONAL
                   REALIZADA POR
                   EL USUARIO




    Variante 3: Esquema TN-S en BT con tierra adicional.



 En este caso el cable se conecta al neutro debido a que la puesta a tierra
para servicio puede quedar lejos y se dificulta instalar un cable protector
(PE) hasta la misma, un caso típico es cuando se alimenta una instalación
   desde un banco de transformadores situado fuera de la instalación.
Circulación de la corriente de falla en un circuito TN-S


  En el caso de este tipo de conexión, ante un defecto de aislamiento, la
corriente de defecto Id no está limitada más que por la impedancia de los
                        cables del bucle del defecto.
Para redes de distribución secundaria esta tensión es del orden de Uo/2 (si
  Rcp = Rfase) es peligrosa, porque por lo general es superior a la tensión
   límite de seguridad, incluso en un lugar seco (UL = 50 V). Por tanto, es
      necesario asegurar la desconexión automática e inmediata de la
instalación o de parte de la misma. Siendo el defecto de aislamiento similar
      a un cortocircuito fase-neutro, el corte debe de realizarse con un
   dispositivo de protección contra cortocircuitos -DPCC- con un tiempo
              máximo de corte especificado en función de UL.
Tiempos de corte en el ECT TN-S (CEI 60 364)
Cálculo de la longitud máxima de un circuito
con un ECT TN-S protegido con un dispositivo de
    protección contra cortocircuitos -DPCC-




Donde

Por tanto




 Ia: corriente de disparo instantaneo
Valores de la corriente de disparo instantáneo
  Ia :

a.- Para un interruptor automático Ia = Im
   (siendo Im la corriente de funcionamiento
   del relé magnético o de corto-retardo),

b.- Para un fusible, Ia es una corriente tal que el
   tiempo total de corte del fusible (tiempo de
   prearco + tiempo de arco) sea conforme a la
   norma CEI 60 364
Nota:
  Si la línea tiene una longitud mayor que
   Lmáx, hay que: o disminuir Ia, o bien
   aumentar SCP, o instalar un Dispositivo
   Diferencial Residual (DDR).
Esquema de conexión TN-S-C
Esta conexión esta caracterizada por que en una
parte de la instalación, las funciones de neutro y
     protección se combinan en un solo cable
 (PEN), puesto a tierra en la alimentación y en el
  que, a partir de un determinado punto, dicho
cable (PEN) se desdobla en un cable neutro (N) y
 en uno de protección (PE). Es una combinación
de los dos esquemas anteriores. Este esquema no
            es aconsejable emplearlo.
Esquema de conexión TN-C-S.
Esquema de conexión IT
El esquema IT o de neutro aislado, como su
 nombre lo indica, presenta la particularidad de
 que el neutro del transformador está aislado de
tierra o a través de una impedancia (Zn (Zn  1 500 ) ).
  Las masas de la instalación consumidora están
 puestas a tierra mediante el cable de protección
 (PE) que es distinto al del neutro (N). O sea que
hay un aislamiento permanente entre el cable del
 neutro y tierra. Las tomas de tierra de las masas
        normalmente están interconectadas.
Esquema de conexión IT.
Comportamiento ante el
   primer defecto
Corrientes del primer defecto en un
esquema de conexión IT aislado de
If = Ic1 + Ic2,
 Donde:
            Ic1 = j . Cf .    . V1 3
            Ic2 = j . Cf .    . V2 3
Según el diagrama fasorial:

                               3
             Ic 2 cos 30         Ic 2
                              2

                              3
              Ic1 cos 30        Ic1
                             2
Como Ic1= Ic2 su suma será:

                    If     3 Ic1
 Como:
                      U0
          Ic1       3           3 Cf   U0
                      Xc
Sustituyendo Ic1 por su valor la corriente If queda como:



         If     3        3 Cf    U0 3 Cf    U0
Si el neutro está distribuido, la diferencia de
potencial del neutro respecto a tierra se debe
añadir una corriente Icn = Uo Cf ,
Por tanto en este caso:

                 If = 4Uo Cf 
Para un cable trifásico, de 1 km de
longitud, la impedancia natural de fuga a
tierra de se caracteriza por los valores
típicos:
C = 1 F / km,
R = 1 M / km,
Para un cable trifásico de 1 km en una de
red a 230/400 V, si Rb = 10 , la tensión de
defecto será:
Uc = Rb . If,= 0,7 V
Continuar la explotación, sin peligro, es muy
importante, pero hace falta:
• Estar advertido de que hay un defecto,
• Buscarlo rápidamente y eliminarlo, antes de que se
  produzca un segundo defecto.

Para responder a esta demanda:
   • La información «existe un defecto» la da el
      Controlador Permanente de Aislamiento (CPA)
   que
      supervisa todos los conductores activos, incluido
   el
       neutro
   • La búsqueda se realiza con la ayuda de un
Comportamiento ante el
   segundo defecto
Corrientes del segundo defecto en un
        esquema de conexión IT.
Pueden darse tres situaciones diferentes:
1.- El defecto afecta al mismo conductor activo
2.- El defecto afecta a dos conductores activos
    diferentes: si todas las masas están
    interconectadas, el defecto doble es un
    cortocircuito (a través del CP).
3.- El defecto afecta a dos conductores activos
    diferentes pero no todas las masas están
    interconectadas.
1.- El defecto afecta al mismo conductor activo

     No pasa nada y la explotación puede
continuar.
2.- El defecto afecta a dos conductores activos
    diferentes: si todas las masas están
    interconectadas, el defecto doble es un
    cortocircuito (a través del CP).

  El riesgo es similar al encontrado con el ECT TN.
   Las condiciones más desfavorables para los
   DPCC (Id es la menor posible) se tienen en el
   caso de que los dos defectos se produzcan en
   salidas que tengan las mismas características
   (sección longitud)
En este caso los DPCC deben de respetar las siguientes relaciones:
-     Si el neutro está distribuido y uno de los dos conductores con
  defecto es el neutro:




 - O, si el neutro no está distribuido:




Obsérvese que en el caso de que uno de los dos defectos esté sobre el neutro, la
corriente de defecto y la tensión de defecto son la mitad que en el esquema TN.
    Esto ha llevado a que, en este caso, las normas autoricen un tiempo de
                   funcionamiento de los DPCC más largo.
Corte de tiempos máximos especificados en
          esquema IT
3.- El defecto afecta a dos conductores activos
    diferentes pero no todas las masas están
    interconectadas.

  Para las masas puestas a
   tierra, individualmente o por grupos, cada
   circuito o cada grupo de circuitos debe de estar
   protegido por un DDR. En efecto, en caso de
   un defecto de aislamiento a nivel de grupos
   conectados a dos tomas de tierra diferentes, el
   comportamiento del ECT, respecto al fallo de
   aislamiento (Id, Ud), es similar al de un
   esquema en TT (la corriente de defecto pasa
Límite superior de la resistencia de la toma de
     tierra de las masas que no hay que
sobrepasar, en función de la sensibilidad de los
          DDR y de la tensión límite UL.
ESQUEMAS DE INTERRUPCIÓN POSIBLES A USAR EN DEPENDENCIA DEL
         ESQUEMA DE PUESTA A TIERRA QUE SE UTILICE.
- Esquemas de interrupción para los circuitos monofásicos
.   - Esquemas de interrupción para los circuitos trifásicos sin neutro
.   - Esquemas de interrupción para los circuitos trifásicos con neutro
Sobretensiones en los
  sistemas aislados
c

               b

               a                Icab    Icac


                     If

                            vc
               -vb


vab                              Icac

          va               Icab I          vb
                                  f


                          -vc

            vac

      Falla a tierra n un sistema aislado
Oscilograma de las corriente para una falla a tierra permanente
                en un sistema trifásico.
(a)                  (b)                   (c)                   (d)

                                                       Va
                   vb              vc

                         N
vb            vc
                             va         Vc                  Vb

     N                                                                  Potencial de tierra
                         Pulsos de corriente
         va                  debido a la          Va
                        reiniciación del arco                    Vb              Vc




                                         Vc                 Vb
                                                                            Va


               Falla intermitente a tierra en un sistema aislado.
Oscilogramade las corriente para una falla a tierra
     intermanente en un sistema trifásico.
Fin

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Presentación sistemas de puesta a tierra

  • 1. República Bolivariana de Venezuela Universidad “Fermín Toro” Escuela de Ingeniería Eléctrica Sistemas de Puesta a Tierra Cabudare 25/07/2012
  • 4. TIPOS DE ESQUEMAS DE CONEXIÓN Esquema de conexión a tierra IT Esquema de conexión a tierra TT Esquema de conexión a tierra TN, el cual presenta las siguientes variantes: TN-S, TN-C TN-C-S.
  • 5. SIGNIFICADO DE CADA LETRA Primera letra: indica la situación del neutro de la alimentación, respecto a la puesta a tierra, pudiendo ser las letras T e I (esquemas IT,TT;TN) T: conexión directa del neutro con la puesta a tierra I: aislamiento de todas las partes activas por conexión a tierra o por conexión a través de una impedancia
  • 6. SIGNIFICADO DE CADA LETRA Segunda letra: indica la situación de las masas de la instalación respecto de a la puesta a tierra (esquemas IT,TT;TN). Pudiendo ser: T: masas conectadas directamente a tierra N: masas conectadas al neutro de la instalación y estas a tierra
  • 7. SIGNIFICADO DE CADA LETRA Tercera letra: indica la situación de las masas de la instalación respecto de a la puesta a tierra (esquemas TN-S, TN-C, TN-C-S). Pudiendo ser: S: el cable neutro (N) está separado del cable de protección eléctrica (PE) y ambos separados. C: las funciones de neutro y de protección están combinadas por un solo cable (PEN), situación combinada.
  • 8. Fig. 3.1.- Ejemplo de coexistencia de todos los esquemas de conexión a tierra
  • 9. Zonas tiempo/corriente para corriente alterna (de 15 a 100Hz) sobre las personas según la CEI60479-1
  • 10. Valores de duración máxima de la tensión de contacto según la norma CIE 60 364
  • 12. Esquema general de conexión de un circuito TT
  • 13. Como se vio anteriormente: Si Ra = Rb se tiene que: U0 Ud 2 Siendo normalmente bajas las resistencias de tierra y del mismo orden de magnitud, esta tensión, del orden de Uo/2, es peligrosa; por tanto, es obligatorio prever una desconexión automática de la parte de la instalación afectada por el defecto.
  • 14. Los sistema TT pueden pasar a sistemas TN-S cuando la distancia entre las tomas de tierra de protección y de servicio están muy cercas. Esto ocurre cuando la distancia entre los elementos dispersores más cercanos de los dos sistemas de tierra independientes es inferior a diez radios equivalentes.
  • 15. El radio equivalente es una distancia que indica la zona de influencia electromagnética del electrodo de puesta a tierra (jabalina). Depende de la forma y las dimensiones del mismo. Durante las mediciones de la resistencia de puesta a tierra se puede detectar este efecto. Normalmente esta condición se cumple cuando la separación es superior a tres veces la longitud de los electrodos verticales.
  • 17. Sin solapamiento electromagnético entre los electrodos
  • 18. Ante la imposibilidad o incertidumbre en lograr un ECT TT y por ello la resultante es que sea TN-S se deberá: Garantizar que la tensión límite permanente de contacto indirecto no sea mayor de 24 V, para cualquier tipo de local y para todas las unidades que componen el inmueble. Instalar una protección diferencial contra los contactos directos para todas las líneas de circuito. En el caso de inmuebles que comprendan grandes superficies, es obligatoria la realización de las conexiones equipotenciales. Ello se debe hacer para evitar la aparición de tensiones peligrosas entre las masas conectadas al cable de protección (PE) y las masas extrañas (cañerías de agua, gas, estructuras metálicas, etc.) y a su vez disminuir la impedancia del lazo de falla.
  • 20. En este esquema se tiene un punto del sistema de alimentación (en general el centro de estrella del transformador de distribución, "neutro" del sistema) conectado directamente a tierra. Se consideran dentro tres variantes de este sistema, de acuerdo a la disposición del cable neutro y del cable de protección: TN-S, TN-C y TN-C-S.
  • 22. Fig. 5.1.1- Esquema de conexión de puesta a tierra TN-C
  • 23. La función del cable de neutro (N) y de protección (PE) se combinan en uno solo (llamado PEN) en toda la instalación y el mismo está puesto a tierra en la alimentación
  • 24. Requerimientos de los esquemas de conexión TN-C La sección del conductor neutro debe, en todo su recorrido, ser como mínimo igual a la indicada en la tabla que sigue, en función de la sección de los conductores de fase. Esto se cumple sólo sí en la instalación receptora no existe contaminación por armónicos. De existir contaminación por armónicos; la sección del conductor neutro debe ser por lo menos igual a la sección de los conductores de fase.
  • 25. Sección del conductor neutro en función de la sección de los conductores de fase Sección nominal del conductor neutro Sección de los (mm2) conductores de fase (mm2) Redes aéreas Redes subterráneas 16 16 16 25 25 16 35 35 16 50 50 25 70 50 35 95 50 50 120 70 70 150 70 70 185 95 95 240 120 120 300 150 150 400 185 185
  • 26. Requerimientos de los esquemas de conexión TN-C (Cont.) En las líneas aéreas, el conductor neutro se tenderá con las mismas precauciones que los conductores de fase. Además de las puestas a tierra de los neutros las líneas principales y derivaciones serán puestos a tierra igualmente en los extremos de éstas cuando la longitud de las mismas sea superior a 200 metros. .
  • 27. Requerimientos de los esquemas de conexión TN-C (Cont.) La resistencia de tierra del neutro no será superior a 5 Ω en las proximidades de la central generadora o del centro de transformación, así como en los 200 últimos metros de cualquier derivación de la red.
  • 28. Requerimientos de los esquemas de conexión TN-C (Cont.) La resistencia global de tierra, de todas las tomas de tierra del neutro, no será superior a 2 Ω. En el esquema TN-C, las masas de las instalaciones receptoras deberán conectarse al conductor neutro mediante conductores de protección
  • 30. La función del cable de neutro (N) y de protección (PE) se combinan en uno solo (llamado PEN) en toda la instalación y el mismo está puesto a tierra en la alimentación. Existen tres variantes de conexión a tierra:
  • 31. L1 L1 L2 L2 L3 L3 N N PEN PEN PE N L1 PE N L2 PUESTA A TIERRA DE CARGA 2 CARGA 1 ALIMENTACIÓN DE SERVICIO O FUNCIONAL MASA MASA Rb Variante 1: Esquema TN-S en MT sin tierra adicional.
  • 32. L1 L1 L2 L2 L3 L3 N N PEN PEN PE N L1 PE N L2 PUESTA A TIERRA DE PUESTA A CARGA 2 CARGA 1 ALIMENTACIÓN DE TIERRA SERVICIO O ADICIONAL FUNCIONAL MASA MASA REALIZADA POR EL USUARIO Rb Ra Variante 2:.- Esquema TN-S en MT con tierra adicional.
  • 33. PUESTA A TIERRA ADICIONAL REALIZADA POR EL USUARIO Variante 3: Esquema TN-S en BT con tierra adicional. En este caso el cable se conecta al neutro debido a que la puesta a tierra para servicio puede quedar lejos y se dificulta instalar un cable protector (PE) hasta la misma, un caso típico es cuando se alimenta una instalación desde un banco de transformadores situado fuera de la instalación.
  • 34. Circulación de la corriente de falla en un circuito TN-S En el caso de este tipo de conexión, ante un defecto de aislamiento, la corriente de defecto Id no está limitada más que por la impedancia de los cables del bucle del defecto.
  • 35. Para redes de distribución secundaria esta tensión es del orden de Uo/2 (si Rcp = Rfase) es peligrosa, porque por lo general es superior a la tensión límite de seguridad, incluso en un lugar seco (UL = 50 V). Por tanto, es necesario asegurar la desconexión automática e inmediata de la instalación o de parte de la misma. Siendo el defecto de aislamiento similar a un cortocircuito fase-neutro, el corte debe de realizarse con un dispositivo de protección contra cortocircuitos -DPCC- con un tiempo máximo de corte especificado en función de UL.
  • 36. Tiempos de corte en el ECT TN-S (CEI 60 364)
  • 37. Cálculo de la longitud máxima de un circuito con un ECT TN-S protegido con un dispositivo de protección contra cortocircuitos -DPCC- Donde Por tanto Ia: corriente de disparo instantaneo
  • 38. Valores de la corriente de disparo instantáneo Ia : a.- Para un interruptor automático Ia = Im (siendo Im la corriente de funcionamiento del relé magnético o de corto-retardo), b.- Para un fusible, Ia es una corriente tal que el tiempo total de corte del fusible (tiempo de prearco + tiempo de arco) sea conforme a la norma CEI 60 364
  • 39. Nota: Si la línea tiene una longitud mayor que Lmáx, hay que: o disminuir Ia, o bien aumentar SCP, o instalar un Dispositivo Diferencial Residual (DDR).
  • 41. Esta conexión esta caracterizada por que en una parte de la instalación, las funciones de neutro y protección se combinan en un solo cable (PEN), puesto a tierra en la alimentación y en el que, a partir de un determinado punto, dicho cable (PEN) se desdobla en un cable neutro (N) y en uno de protección (PE). Es una combinación de los dos esquemas anteriores. Este esquema no es aconsejable emplearlo.
  • 44. El esquema IT o de neutro aislado, como su nombre lo indica, presenta la particularidad de que el neutro del transformador está aislado de tierra o a través de una impedancia (Zn (Zn  1 500 ) ). Las masas de la instalación consumidora están puestas a tierra mediante el cable de protección (PE) que es distinto al del neutro (N). O sea que hay un aislamiento permanente entre el cable del neutro y tierra. Las tomas de tierra de las masas normalmente están interconectadas.
  • 46. Comportamiento ante el primer defecto
  • 47. Corrientes del primer defecto en un esquema de conexión IT aislado de
  • 48. If = Ic1 + Ic2, Donde: Ic1 = j . Cf . . V1 3 Ic2 = j . Cf . . V2 3 Según el diagrama fasorial: 3 Ic 2 cos 30 Ic 2 2 3 Ic1 cos 30 Ic1 2
  • 49. Como Ic1= Ic2 su suma será: If 3 Ic1 Como: U0 Ic1 3 3 Cf U0 Xc Sustituyendo Ic1 por su valor la corriente If queda como: If 3 3 Cf U0 3 Cf U0
  • 50. Si el neutro está distribuido, la diferencia de potencial del neutro respecto a tierra se debe añadir una corriente Icn = Uo Cf , Por tanto en este caso: If = 4Uo Cf 
  • 51. Para un cable trifásico, de 1 km de longitud, la impedancia natural de fuga a tierra de se caracteriza por los valores típicos: C = 1 F / km, R = 1 M / km, Para un cable trifásico de 1 km en una de red a 230/400 V, si Rb = 10 , la tensión de defecto será: Uc = Rb . If,= 0,7 V
  • 52. Continuar la explotación, sin peligro, es muy importante, pero hace falta: • Estar advertido de que hay un defecto, • Buscarlo rápidamente y eliminarlo, antes de que se produzca un segundo defecto. Para responder a esta demanda: • La información «existe un defecto» la da el Controlador Permanente de Aislamiento (CPA) que supervisa todos los conductores activos, incluido el neutro • La búsqueda se realiza con la ayuda de un
  • 53. Comportamiento ante el segundo defecto
  • 54. Corrientes del segundo defecto en un esquema de conexión IT.
  • 55. Pueden darse tres situaciones diferentes: 1.- El defecto afecta al mismo conductor activo 2.- El defecto afecta a dos conductores activos diferentes: si todas las masas están interconectadas, el defecto doble es un cortocircuito (a través del CP). 3.- El defecto afecta a dos conductores activos diferentes pero no todas las masas están interconectadas.
  • 56. 1.- El defecto afecta al mismo conductor activo No pasa nada y la explotación puede continuar.
  • 57. 2.- El defecto afecta a dos conductores activos diferentes: si todas las masas están interconectadas, el defecto doble es un cortocircuito (a través del CP). El riesgo es similar al encontrado con el ECT TN. Las condiciones más desfavorables para los DPCC (Id es la menor posible) se tienen en el caso de que los dos defectos se produzcan en salidas que tengan las mismas características (sección longitud)
  • 58. En este caso los DPCC deben de respetar las siguientes relaciones: - Si el neutro está distribuido y uno de los dos conductores con defecto es el neutro: - O, si el neutro no está distribuido: Obsérvese que en el caso de que uno de los dos defectos esté sobre el neutro, la corriente de defecto y la tensión de defecto son la mitad que en el esquema TN. Esto ha llevado a que, en este caso, las normas autoricen un tiempo de funcionamiento de los DPCC más largo.
  • 59. Corte de tiempos máximos especificados en esquema IT
  • 60. 3.- El defecto afecta a dos conductores activos diferentes pero no todas las masas están interconectadas. Para las masas puestas a tierra, individualmente o por grupos, cada circuito o cada grupo de circuitos debe de estar protegido por un DDR. En efecto, en caso de un defecto de aislamiento a nivel de grupos conectados a dos tomas de tierra diferentes, el comportamiento del ECT, respecto al fallo de aislamiento (Id, Ud), es similar al de un esquema en TT (la corriente de defecto pasa
  • 61. Límite superior de la resistencia de la toma de tierra de las masas que no hay que sobrepasar, en función de la sensibilidad de los DDR y de la tensión límite UL.
  • 62. ESQUEMAS DE INTERRUPCIÓN POSIBLES A USAR EN DEPENDENCIA DEL ESQUEMA DE PUESTA A TIERRA QUE SE UTILICE.
  • 63. - Esquemas de interrupción para los circuitos monofásicos
  • 64. . - Esquemas de interrupción para los circuitos trifásicos sin neutro
  • 65. . - Esquemas de interrupción para los circuitos trifásicos con neutro
  • 66. Sobretensiones en los sistemas aislados
  • 67. c b a Icab Icac If vc -vb vab Icac va Icab I vb f -vc vac Falla a tierra n un sistema aislado
  • 68. Oscilograma de las corriente para una falla a tierra permanente en un sistema trifásico.
  • 69. (a) (b) (c) (d) Va vb vc N vb vc va Vc Vb N Potencial de tierra Pulsos de corriente va debido a la Va reiniciación del arco Vb Vc Vc Vb Va Falla intermitente a tierra en un sistema aislado.
  • 70. Oscilogramade las corriente para una falla a tierra intermanente en un sistema trifásico.
  • 71. Fin