POTENCIAL TRANSFERIDO DE TIERRA. El
Green book de la IEEE Std. 142-1991, Prácticas recomendadas
para puesta a tierra de Sistemas de potencia en Industrias y Comercios,
contiene información especifica referente al potencial
transferido de tierra (TEP) en secciones 1.6.4, 1.6.7 y 4.2.6. El nivel mas alto de voltaje usualmente es originado por corrientes geoelectromagnéticas, navegando a través del terreno. Otro fenómeno común es una falla a tierra de un conductor, que esta aterrizando a un transformador de una subestación primaria, a través del sistema de mallas que es usado para conectar a tierra el X0 del secundario del transformador. Si esta malla de puesta a tierra no esta conectada a la puesta a tierra del sistema de alto voltaje, puede haber un aumento de voltaje significativo por encima del terreno en cuanto la corriente de falla fluya hacia el terreno. Los conductores de bajo voltaje instalados en el área donde el voltaje de puesta a tierra o del electrodo de puesta a tierra ha sido afectado, tendrán un voltaje adicional a su voltaje normal de fase a tierra. El voltaje total puede exceder el nivel de aislamiento de los conductores o del equipo al cual están conectados.
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El flujo de corriente, interactúando con la impedancia de la instalación de puesta a tierra puede originar voltaje. Este voltaje, sucesivamente, causará una elevación en el voltaje de puesta a tierra dentro de la instalación del edificio. Esta condición se ilustra en la Figura 1. La elevación del potencial puede medirse en el equipo. Una referencia puesta en el terreno como una tubería de agua o un conductor enterrado proveen un buen punto de medición.
El potencial transferido de tierra ocurre con más frecuencia si la puesta a tierra de una instalación no es adecuada. Por ejemplo, las variaciones temporales en la resistividad del terreno debido al contenido de agua (terreno seco) o temperatura (terreno congelado) pueden ocasionar miles de ohm por centímetro en la resistividad del terreno.
En este caso, una pequeña cantidad de corriente fluyendo a y/o desde tierra causa elevaciones de potencial dentro de una instalación. Si es inadecuada la puesta a tierra de la instalación y también la de los transformadores de la Compañía Suministradora de Energía, entonces los efectos de TEP serán peor. Las instalaciones de alimentación Y-Y pueden ser más propensos a adquirir problemas de TEP.
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Como
se establece en el Green Book, la elevación de voltaje causa efectos
adversos en el cableado y equipo dentro de la instalación. Existen
dos condiciones que empeoran las condiciones del equipo afectado por TEP:
la puesta a tierra adicional y la conectividad de datos. La puesta a tierra
adicional (ejemplo, varillas de puesta a tierra separadas conectadas al
chasis del equipo) provee un camino a través del equipo que es
paralelo a la puesta a tierra de la acometida. Debido a esto, los transitorios
de corriente que fluyen en la puesta a tierra de la acometida también
encontrarán una trayectoria de paso a través del equipo.
La figura 2 muestra esta condición. Si la elevación de voltaje
en la acometida es muy grande entonces el TEP resultante hará que
fluyan grandes cantidades de corriente a través de la puesta a
tierra del equipo hacia la puesta a tierra adicional del equipo. Esta
es la razón por la cual los inspectores eléctricos frecuentemente
requieren que la
puesta a tierra adicional utilizada debe cumplir con lo provisto en la
puesta a tierra efectiva del NEC Artículo 250-51.
El TEP puede afectar de manera adversa la conectividad de datos. Cuando
la conectividad de datos provee una trayectoria metálica entre
un aparato afectado por TEP y otro aparato con potencial del terreno,
puede ocurrir un desajuste o un daño en el Hardware. En el caso
de redes de datos diferenciales balanceadas, (RS-422) con potenciales
de voltaje referidos al terreno pueden exceder la capacidad resistiva
de las
tarjetas de interfase en redes. En el mejor de los casos ocurrirán
errores en la transmisión de datos. En el peor de los casos, cuando
el potencial exceda la capacidad resistiva de las tarjetas de red (destrucción
“quema” de tarjetas) ocurrirá un daño en el
hardware.
En el caso de redes desbalanceadas asimétricas, (RS-232 o RS432),
la conexión de la red a tierra en cada extremo de la red ofrece
un camino para seguir a las corrientes de TEP. Si fluye la suficiente
corriente por el camino, entonces ocurrirán problemas de transmisión
de datos, y si el flujo de corriente es excesivo, entonces fallarán
las tarjetas de interfase.
Los problemas de TEP pueden ser evitados asegurando una dirección
o admitancia mayor y preferente con destino a tierra (efecto diodo de
Faragauss) , tanto en las mallas o circuitos como en los transformadores
utilizados de la compañía suministradora de energía.
La mayoría de las normas de IEEE recomienda una resistividad en
el terreno de menos de 5 ohm para una instalación. Los problemas
de TEP pueden empeorarse si se agregan varillas de puesta a tierra dentro
de una instalación y extendiendo una red de datos metálica
entre equipo servido por los sistemas de aterrizamiento separados.
Solución:
Instalar un Sistema Faragauss.
La tecnología Faragauss, impide el potencial transferido de tierra
(TEP) , debido a su eficiente unidireccionalidad a tierra y su exclusivo
sistema de acopladores - sincronizadores (Coplagauss) de admitancias a
tierra (Sistema Faragauss).
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