Figura 1: Subestación con tierras de protección y servicio
separadas
Cuando
Las tierras de protección y servicio están separadas, y se produce un defecto
en una autoválvula, el potencial que adquiere el electrodo al que se encuentre
conectada será U0.
Si,
como obliga el RAT ITC 13 (Apartado 6.2 d), las autoválvulas y descargadores
deben ser conectados a una tierra de servicio, diferente de la Tierra de
Protección y alejada suficientemente de ella, el potencial que adquiere esta
tierra es U0.
Inconvenientes
En el
caso de descarga a tierra a través de la autoválvula debido a una sobretensión
que puede ser creada en la línea a mucha distancia, la diferencia de potencial
entre los puntos D y T puede resultar elevada y existe peligro de cebado de
arco del devanado a la cuba. Si la autoválvula se hubiese unido a una tierra
separada, el potencial de esa tierra, probablemente de resistencia elevada,
cuando se produce la descarga a su través sería U0,
mientras que los potenciales de D y T serían de un valor muy reducido,
independiente de U0. No
existiría peligro de perforación de los aislamientos del transformador. Es el
mismo caso que si se uniera a una tierra general.
Figura 2: Centro de Transformación con tierras de protección y
servicio separadas
En el
caso de un CT donde los sistemas de Tierra de Protección y Tierra de Servicio
se encuentren separados, alejado el punto N, cuando se produce un defecto a
tierra a través del Sistema de Tierras de Protección, cuyo potencial absoluto
para este caso será U0 = Ipt · Rct., el punto N adquiere el
potencial Un, en función de la distancia a que se encuentre de la Tierra de
Protección, del valor de la intensidad de puesta a tierra y de la resistividad
del terreno.
Si el
bastidor del cuadro de BT se une a la Tierra de Protección (RAT ITC 13,
Apartado 6.1), la diferencia de potencial que puede aparecer entre conductores
y bastidor será U0 – Un. El conductor (aislado) de puesta a tierra
del neutro tendrá un aislamiento capaz de soportar U0 – Un en la zona de cruce
con la Tierra de Protección.
El
aislamiento del equipo de BT deberá poder soportar la diferencia de potencial U0
– Un, (RAT ITC 13 Apartado 7.7.2 c).
Debe
prestarse especial atención a las tensiones de paso en el interior del CT y a
las Tensiones de Contacto en el entorno de las vallas y cierres metálicos, así
como en los cuadros de BT. En general, será necesario y suficiente con recurrir
a la malla equipotencial.
Figura 3: Perfil de distribución de potenciales en un Centro de
Transformación para
una dirección cualquiera, con y sin malla equipotencial
El
perfil de tensiones en el suelo corresponde al caso en que la puerta (metálica)
se encuentra puesta a tierra, así como la valla de protección del
transformador. El gradiente de potencial más elevado cabe esperar encontrarlo
en las zonas limítrofes a la citada valla y a la puerta Figura trazado naranja).
La
curva de trazo y punto representa el supuesto de que entre la valla de
protección y la puerta se coloque embebida en el suelo una malla equipotencial
unida al electrodo de Puesta a Tierra de Protección. El Gradiente de Potencial
más elevado se encuentra en la zona de acceso a la plataforma que contiene la
citada malla equipotencial.
Figura 4: P. a T. del Cuadro de BT separada de las tierras de
protección y servicio
En el
caso de la figura 4, (cuadro de BT conectado a una tierra separada de la Toma
de Tierra de Protección y de la Toma de Tierra de Servicio), cuando por el
electrodo de la Toma de Tierra de Protección de difunde la intensidad de puesta
a tierra, que coincide con la intensidad de defecto, Ipt = Idef, el potencial
del electrodo es U0. Para este mismo caso, el potencial del sistema
de neutro es Un. Si se dispone una nueva tierra, a la que se conecta el cuadro
de BT en el punto K (distante), el potencial que adquiere este punto será UK
para la situación anterior.
Existirán
diferencias de potencial entre ellas, de valores U0 - Un, U0 – Uk,
Un – Uk. No es una solución razonable ya que necesita tres sistemas
de tierras, y además no está contemplada en el Reglamento (RAT).
El
conductor (aislado) de Puesta a Tierra del Neutro, deberá tener un aislamiento
capaz de soportar U0 - Un en la zona de cruce con la tierra de
protección.
El
aislamiento del equipo de BT deberá soportar la diferencia de potencial U0
– Uk (RAT ITC 13 Apartado 7.7.2 c).
La
situación da lugar a Tensiones de Contacto, en el entorno del cuadro de BT,
inferiores al caso anterior, pero aparecen diferencias de potencial adicionales
valla-cuadro, canalizaciones metálicas-cuadro, etc.
Figura 5: Disposición de P. a T. del cuadro de BT. cuando este
no alcanza los niveles de aislamiento en caso de defecto
El
caso de la figura 5 se produce cuando el aislamiento propio del cuadro de BT
(Uensayo) no alcanza el valor necesario de aislamiento en caso de defecto. El
conductor aislado de Puesta a Tierra de Neutro, tendrá un aislamiento capaz de
soportar U0 - Un en las zonas de cruce con el electrodo de Puesta a
Tierra de Protección.
El
cuadro de BT deberá estar aislado respecto de la pared con el valor U0
- Un
El
caso está contemplado en el RAT 13, Apartado 7.7.2 c, al señalarse allí que si
el aislamiento propio del equipo de baja tensión es inferior al valor U0
- Un, entonces los elementos conductores del mismo que tienen que conectarse a
tierra, tales como chasis de cuadros, carcasas de aparatos, etc, deberán
montarse sobre aisladores con un nivel de aislamiento correspondiente a U0
- Un y luego se conectarán a la tierra del neutro de BT, que no es ninguno de
los casos anteriores, donde todos estos aparatos se conectaban a la Puesta a
Tierra de Servicio, y que es lo que se practica normalmente ya que el
aislamiento de los equipos de BT siempre es mayor que U0 - Un.
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