En primer lugar, centrémonos en la conexión a tierra en sistemas trifásicos de alimentación en configuración delta con terminal de alto voltaje. En esta situación, es importante destacar que los conductores del sistema trifásico y el sistema monofásico de alumbrado se traen a la entrada de servicio por separado. Pero ¿qué ocurre con el conductor conectado a tierra? ¡Pues bien, se instala y canaliza junto con los conductores de alimentación hacia el dispositivo de desconexión de servicio y se une a la cubierta del tablero de servicio! Además, también llega al dispositivo de desconexión del servicio de alumbrado y se une a su cubierta. Ambos, conductor conectado a tierra y conductor de electrodo de tierra, utilizan el mismo sistema de conexión a tierra. ¡Una conexión sólida y confiable!
Pero eso no es todo, en la imagen también podemos apreciar otros métodos de conexión a tierra en un sistema trifásico en configuración delta de cuatro hilos en terminal de alto voltaje. En este caso, existen dispositivos de desconexión independientes para el sistema trifásico de potencia y el sistema monofásico de alumbrado. Además, los tres conductores de fase se instalan en un conducto o canalización. Y, por supuesto, el conductor conectado a tierra se une al conductor de electrodo de tierra y llega tanto al servicio de alimentación como al servicio de alumbrado. ¡Una conexión completa y segura!
Ahora, es importante tener en cuenta que la regla básica para la conexión a tierra se aplican únicamente a sistemas que están sólidamente conectados a tierra. Y según la reglam básica, el conductor conectado a tierra debe llegar a cada entrada de servicio o dispositivo de desconexión de servicio. Está permitido que un tablero tenga hasta seis dispositivos de desconexión que estén ubicados dentro de una sola cubierta o gabinete. ¡No se deja nada al azar en materia de seguridad!
Y cuando se trata de instalaciones con múltiples dispositivos de desconexión, el Código establece una excepción en la sección 250-24(b). Esta excepción permite que el conductor conectado a tierra llegue a la cubierta de un tablero general de distribución y se una a ella. ¡Una forma eficiente y práctica de manejar la conexión a tierra en sistemas complejos!
Selección del conductor conectado a tierra
Para seleccionar el calibre del conductor conectado a tierra, el Código nos brinda pautas claras. Si el conductor conectado a tierra se utiliza como conductor de circuito, se selecciona de acuerdo con el artículo 220 del Código. Pero ¿qué sucede cuando el conductor conectado a tierra no se utiliza como conductor de circuito? En ese caso, la sección 250-24(b)(1) nos proporciona las reglas para seleccionar el calibre del conductor conectado a tierra. ¡Una guía precisa para garantizar la eficiencia y seguridad de nuestras instalaciones eléctricas!
Cuando el conductor conectado a tierra se utiliza como conductor de circuito, su calibre se selecciona según lo estipulado en el artículo 220 del Código. Este artículo nos brinda las pautas necesarias para garantizar una selección adecuada del calibre del conductor conectado a tierra. ¡Una información valiosa para asegurar el correcto funcionamiento de nuestros circuitos!
Pero eso no es todo, también debemos tener en cuenta las notas de la sección 230-24(b)(2) que nos remiten a la sección 310-4 del Código. Esta sección trata sobre los conductores instalados en paralelo. Y aquí viene lo interesante: el Código permite el uso de un conductor conectado a tierra de calibre 1/0 cuando los conductores se instalan en paralelo. ¡Una opción que nos brinda flexibilidad en nuestras instalaciones eléctricas!
Este requisito se aplica a dos tipos de instalaciones:
- Cuando el conductor conectado a tierra se usa como conductor de circuito.
- Cuando el conductor conectado a tierra no es un conductor de circuito, y se hace llegar hasta el tablero de servicio.
La sección 250-24(b)(1) menciona las formas para calcular el calibre del conductor conectado a tierra. Éstas son:
- La regla básica es consultar directamente la tabla 250-66 si el tamaño de los conductores de alimentación no supera los 1100 kcmil para conductores de cobre o los 1750 kcmil para conductores de aluminio. ¡Una forma sencilla y práctica de determinar el calibre adecuado!
- Si los conductores de entrada de servicio exceden los 1100 kcmil de cobre o los 1750 kcmil de aluminio, el calibre del conductor conectado a tierra no debe ser mayor al 12½% del tamaño del conductor de fase de mayor calibre. ¡Un cálculo simple pero crucial para garantizar la seguridad de nuestras instalaciones eléctricas!
- Cuando los conductores de fase se instalan en paralelo, el calibre del conductor conectado a tierra depende de la sección transversal total de cualquiera de las fases. ¡Un aspecto clave a tener en cuenta al realizar nuestras conexiones en paralelo!
En resumen, cuando los conductores de fase de entrada de servicio no exceden 1100 kcmil de cobre o 1750 kcmil de aluminio, se aplica la tabla 250-66.
Servicio trifásico en estrella con el punto central conectado a tierra
En la imagen que acompaña este texto, podemos observar un servicio trifásico en estrella con el punto central conectado a tierra. Lo interesante es que, en este caso, la carga consiste únicamente en equipos trifásicos, lo que significa que no se necesita el uso del neutro o conductor conectado a tierra. ¡Una situación que nos brinda una solución simple y eficiente!
Ahora, centrémonos en los conductores de fase de entrada de servicio, que tienen un tamaño de 500 kcmil de cobre. Para determinar el calibre del conductor de cobre conectado a tierra, podemos recurrir directamente a la tabla 250-66 del Código. ¡Una herramienta invaluable para nuestras necesidades eléctricas!
De acuerdo con la tabla 250-66, el calibre del conductor conectado a tierra necesario para el servicio de 500 kcmil es de número 1/0 para conductores de cobre. ¡Una información esencial para asegurar la correcta protección de nuestras instalaciones eléctricas! Si estuviéramos utilizando conductores de aluminio, el tamaño sería el mismo, número 1/0.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que si los conductores de fase de entrada de servicio exceden los 1100 kcmil para conductores de cobre o los 1750 kcmil para conductores de aluminio, la tabla 250-66 no será suficiente para calcular el calibre del conductor conectado a tierra. ¡Aquí viene la clave para mantener el equilibrio!
En estos casos, el calibre del conductor conectado a tierra no debe exceder el 12.5% de la sección transversal total de cualquiera de los conductores de fase. ¡Una regla sencilla pero vital para asegurar la correcta protección de nuestras instalaciones eléctricas! Mantener este equilibrio nos garantiza un funcionamiento seguro y eficiente.
En la imagen que acompaña este texto, podemos ver un servicio con conductores de 600 kcmil por fase. Ahora, aquí viene la parte interesante: cuando sumamos los tamaños de los conductores de fase de entrada, obtenemos un total de 1800 kcmil por fase.
600 kcmil x 3 = 1800 kcmil por fase
¡Un número impresionante! Pero, ¿qué significa esto en términos de calibre del conductor conectado a tierra? Resulta que estos 1800 kcmil por fase superan el límite de 1100 kcmil de cobre establecido en la tabla 250-66. Pero no se preocupen, ¡aquí viene nuestro fiel aliado, el requisito del 12.5% para salvar el día!
Hagamos algunos cálculos sencillos: multiplicamos los 1800 kcmil por el 12.5% y obtenemos 225 kcmil.
1800 x 12.5% = 225 kcmil
Sin embargo, este no es un calibre estándar. Pero no se preocupen, tenemos una solución lista: La tabla 8 del Código muestra el área de conductores en cmil y se utiliza para convertir mil circulares en calibres de conductores estándar “AWG”, cuando se aplica la regla del 12.5%. En este caso los 225 kcmil exceden el calibre 4/0. Por lo tanto, seleccionamos el siguiente calibre disponible para conductores de cobre, que en este caso es de 250 kcmil. ¡Resuelto!
Ahora, ¿qué pasa si los conductores hubieran sido de aluminio y los tamaños de los conductores de entrada de servicio hubieran excedido el valor de 1750 kcmil? El procedimiento para calcular el calibre del conductor conectado a tierra sería exactamente el mismo. ¡La lógica sigue siendo la misma, independientemente del tipo de conductor!
Conductores del electrodo de tierra para sistemas de ca
Según la tabla 250-66 del Código Eléctrico, que lleva por título "Conductores del electrodo de tierra para sistemas de corriente alterna", se establece que el calibre máximo requerido para un conductor del electrodo de tierra es de 3/0 para conductores de cobre o 250 kcmil para conductores de aluminio.
Esto significa que cuando necesitamos aplicar la regla del 12.5% para determinar el calibre del conductor conectado a tierra, este puede ser mayor que el del propio electrodo de tierra para el mismo servicio. Sin embargo, nunca se requiere que el calibre del conductor conectado a tierra sea mayor que el de los conductores de fase.
Ahora, veamos un ejemplo práctico. En el circuito que se muestra en la imagen, utilizamos conductores del mismo calibre que mencionamos anteriormente. Sin embargo, en esta instalación particular, tenemos tres conductores en paralelo, cada uno con un conductor de fase y un conductor conectado a tierra. Es decir, los conductores conectados a tierra también están en paralelo.
600 Kcmil x 3 = 1800 kcmil por fase
Resulta que los 1800 kcmil por fase superan los 1100 kcmil para conductores de cobre que encontramos en la tabla 250-66. ¡Un verdadero desafío! No teman, porque hay una solución: la regla del 12.5% viene al rescate. Aplicando esta regla, podemos calcular el calibre del conductor conectado a tierra. Así que prepárense para hacer algunos cálculos y descubrir la respuesta.
12.55% de 1800 kcmil es 225 kcmil
Por lo tanto, debe existir un conductor conectado a tierra en cada uno de los tres conductores en paralelo.
225 kcmil dividido entre 3 = 75 kcmil o 75000 cmil
De acuerdo con la tabla 8 del Código, el siguiente calibre estándar para 75 kcmil es el 1. El calibre mínimo requerido para conductores en paralelo según la sección 250-24(b) y 310-4 es el número 1/0. Por lo tanto, cada uno de los conductores conectados a tierra, en paralelo, deben tener como mínimo un conductor de cobre de calibre 1/0.
Estos cálculos sólo se aplican cuando existe un sistema de alimentación que se conecta a tierra y el conductor conectado a tierra se lleva a la acometida pero no se usa como conductor de circuito. Cuando el conductor conectado a tierra se usa como conductor de circuito, entonces el conductor conectado a tierra se llama conductor neutro, de acuerdo con el artículo 220 del Código (Circuito ramal, y cálculos de servicio).
Conclusiones
En resumen, la conexión a tierra en los sistemas de alimentación eléctrica es esencial para garantizar la seguridad y el correcto funcionamiento de nuestras instalaciones. Ya sea en sistemas trifásicos, sistemas monofásicos o en instalaciones con múltiples dispositivos de desconexión, el conductor conectado a tierra desempeña un papel fundamental en la protección contra fallas y la canalización de corrientes. Siguiendo las normas y requisitos establecidos en el Código, podemos asegurarnos de tener conexiones a tierra confiables y eficientes.
¡Y hasta aquí llegamos con nuestro recorrido por el mundo de la conexión a tierra en los sistemas de alimentación eléctrica! Espero que hayan disfrutado de esta aventura informativa y que hayan aprendido algo nuevo. ¡Recuerden siempre priorizar la seguridad en sus instalaciones eléctricas!
¡Hasta la próxima, amantes de la electricidad!
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