Qué condiciones predominarían en un sistema de alimentación en condiciones de fallas a tierra

¡Hola a todos los amantes de la electricidad y la seguridad! En esta ocasión, exploraremos las condiciones y requisitos esenciales para un sistema de alimentación seguro y confiable. Acompáñenme en este emocionante recorrido mientras analizamos las pautas del Código Eléctrico y las consideraciones clave para garantizar una correcta conexión a tierra. ¡Prepárense para aprender y descubrir todo lo necesario para una instalación eléctrica de calidad!

La imagen que ilustra este artículo nos muestra las condiciones que predominarían en un sistema de alimentación, en condiciones de fallas a tierra. En este ejemplo vemos un sistema de alimentación trifásico de 400 amperes, en conexión Delta, con una acometida de cuatro hilos 120/240 V. Este sistema alimenta un tablero de distribución a través de un conducto no metálico. Los conductores de fase de la acometida son de 500 kcmil de cobre, y el electrodo de tierra utilizado es un electrodo artificial o "fabricado". Analicemos más de cerca los detalles y los requisitos que debemos tener en cuenta.

Según la sección 250-28(d) del Código Nacional de Electricidad (NEC), el puente principal de unión debe seleccionarse de acuerdo con la tabla 250-66. Se recomienda utilizar un cable de cobre calibre #1/0 AWG o un conductor de aluminio calibre #3/0 AWG. Sin embargo, también debemos tener presente lo que establece la sección 250-2 del Código, que dice: "El paso a tierra de los circuitos, equipos y las capas metálicas de los recubrimientos de los conductores deben tener la capacidad suficiente para conducir, con seguridad, cualquier corriente de falla que les sea impuesta". Esto significa que en algunos casos puede ser necesario aumentar el calibre del conductor a tierra o limitar la corriente de falla que puede afectarlo.

El calibre del conductor del electrodo de tierra de un sistema de alimentación de corriente alterna, ya sea con o sin conexión a tierra, no puede ser menor al indicado en la tabla 250-66. Esto aplica cuando el electrodo de tierra es un tubo metálico de agua enterrado, una varilla metálica correctamente conectada a tierra o la estructura de un edificio correctamente conectada a tierra. Sin embargo, si el único electrodo de tierra disponible es una varilla enterrada u otro electrodo fabricado, se permite utilizar un cable de cobre de calibre #6 AWG. Puedes consultar la sección 250-66 para obtener más detalles. Además, la tabla 250-122 nos permite utilizar un conductor de conexión a tierra del tablero de distribución de calibre tan pequeño como #3 AWG para conductores de cobre.

En algunos casos, puede ser necesario incrementar el calibre del conductor del electrodo de tierra para cumplir con los requisitos establecidos en las secciones 110-19, 250-2 y 250-96. La sección 110-10 establece que las impedancias del circuito y los dispositivos de protección deben coordinarse de manera que no causen ningún daño extensivo a los componentes eléctricos en caso de una falla.

Las secciones 110-10, 250-2 y 250-96 nos exigen conocer la corriente de falla disponible, así como las características de funcionamiento de los dispositivos de protección y los calibres de los conductores de conexión a tierra. Esto es fundamental para garantizar que sean consistentes con la corriente de falla disponible. La trayectoria de la corriente de falla a tierra va desde la cubierta, a través del puente de unión hacia la barra colectora del equipo, luego a través del conductor de conexión a tierra del equipo hacia la barra colectora de tierra en la acometida, y finalmente a través del conductor neutral hacia el devanado secundario del transformador conectado a tierra.

Debido a la alta impedancia de la trayectoria en paralelo a tierra impuesta por los electrodos enterrados, solo fluye una pequeña corriente de falla a través del electrodo de tierra del tablero de servicio y luego a través de la tierra de regreso al neutral del transformador conectado a tierra. Por lo tanto, un conductor de cobre calibre #6 AWG es adecuado para el conductor del electrodo de tierra.

Es importante mencionar que los fabricantes de cables y alambres proporcionan información sobre las capacidades y límites de operación tiempo/corriente de sus conductores de cobre y aluminio. Si la protección proporcionada no es consistente con las corrientes de falla y el tiempo disponible para la disipación de fallas, puede ser necesario aumentar el calibre de los conductores de conexión a tierra. Una opción sería utilizar fusibles de corrientes límite o interruptores automáticos de corrientes límite en combinación con el conductor de fase, lo que limitaría la corriente de falla que afectaría al conductor de conexión a tierra.

Y ahí lo tienes, amigos electricistas y entusiastas de la electricidad. Hemos explorado las condiciones y requisitos para un sistema de alimentación seguro, aprendiendo sobre la selección adecuada del calibre del conductor del electrodo de tierra y los factores a considerar según el Código Eléctrico. Recuerden siempre consultar el Código y seguir las regulaciones aplicables para garantizar instalaciones eléctricas confiables y seguras.

¡Espero que esta información haya sido útil y que te sientas más seguro en tus proyectos eléctricos! ¡Hasta nuestro próximo viaje por el fascinante mundo de la electricidad!