21 octubre 2013

Criterios de diseño de instalaciones eléctricas industriales (10ª PARTE)



                                                                  Esquema TN-C

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Esquema TT (conductor neutro conectado a tierra)

Un punto de la fuente de alimentación se conecta directamente a tierra. Todas las partes conductoras accesibles y extrañas se conectan a una toma de tierra independiente de la instalación. Este electrodo puede o no ser eléctricamente independiente del electrodo de la fuente. Ambas zonas de influencia pueden solaparse sin que se vea afectado el funcionamiento de los dispositivos de protección.
Esquemas TN (partes conductoras accesibles conectadas al conductor neutro)
La fuente se conecta a tierra de la misma manera que con el esquema TT descrito anteriormente. En la instalación, todas las partes conductoras accesibles y extrañas se conectan al conductor neutro. A continuación se muestran las diversas versiones de esquemas TN.
Esquema TN-C
El conductor neutro también se utiliza como un conductor de protección y se denomina conductor PEN (neutro y puesta a tierra de protección). Este sistema no está permitido para conductores de menos de 10 mm2 ni para equipos portátiles. El esquema TN-C requiere un entorno equipotencial eficaz en la instalación, con electrodos de tierra dispersos y separados a intervalos que sean lo más regulares posible, puesto que el conductor PEN es el conductor neutro y también conduce corrientes con desequilibrios de fases, así como corrientes armónicas de tercer orden (y sus múltiplos).
Por tanto, el conductor PEN debe conectarse a una serie de electrodos de tierra en la instalación.
Puesto que el conductor neutro también es el conductor de protección, cualquier corte en el conductor representa un riesgo para las personas y los bienes.                                      
El esquema TN-S (5 hilos) es obligatorio para los equipos portátiles con circuitos con secciones transversales inferiores a 10 mm2.
El conductor de protección y el conductor neutro son independientes. En los sistemas de cables subterráneos en los que existen cables forrados de plomo, el conductor de protección es por lo general el revestimiento de plomo. El uso de conductores PE y N independientes (5 hilos) es obligatorio para los equipos portátiles con circuitos con secciones transversales inferiores a 10 mm2.
Esquema TN-C-S
Los esquemas TN-C y TN-S se pueden utilizar en la misma instalación. En el esquema TN-C-S, el esquema TN-C (4 hilos) nunca se debe utilizar aguas abajo del esquema TN-S (5 hilos), puesto que cualquier interrupción accidental en el conductor neutro en la parte aguas arriba provocaría una interrupción en el conductor de protección en la parte aguas abajo y, por tanto, presentaría un peligro.
Esquema IT (neutro aislado o neutro impedante)
Esquema IT (neutro aislado)
No se realiza ninguna conexión entre el punto neutro de la fuente de alimentación y tierra.
Las partes conductoras accesibles y extrañas de la instalación se conectan a una toma de tierra.
En la práctica, todos los circuitos tienen una impedancia de fuga a tierra, puesto que ningún aislamiento es perfecto. En paralelo con esta ruta de fuga resistiva (distribuida) se encuentra la ruta de la corriente capacitiva distribuida, y juntas constituyen la impedancia de fuga normal a tierra.
Esquema IT (neutro con conexión a tierra de impedancia)
Todas las partes conductoras accesibles y extrañas se conectan a una toma de tierra. Lo que se pretende con esta forma de conectar la fuente de alimentación a tierra es fijar el potencial de una red pequeña con respecto a tierra (Zs es pequeña en comparación con la impedancia de fuga) y reducir el nivel de sobretensiones, como las que se transmiten desde los devanados de alta tensión.
Esquema TT
Las características principales son:
La solución más sencilla de diseñar y de instalar. Se utiliza en instalaciones suministradas directamente por la red pública de distribución de baja tensión.
  • No requiere una supervisión continua durante el funcionamiento (puede ser necesaria una comprobación periódica de los DDR).
  • La protección se garantiza por medio de dispositivos especiales, los dispositivos de corriente diferencial (DDR), que también evitan el riesgo de incendio cuando están regulados a ≤ 500 mA.
  • Cada defecto de aislamiento provoca una interrupción del suministro eléctrico; sin embargo, el corte se limita al circuito defectuoso mediante la instalación de DDR en serie (DDR selectivos) o en paralelo (selección de circuito).
  • Las cargas o partes de la instalación que, durante el funcionamiento normal, provocan corrientes de fuga elevadas requieren medidas especiales para evitar los disparos intempestivos, por ejemplo, instalando un transformador de separación para las cargas o utilizando DDR específicos.

Esquema TN
Características principales:
En términos generales, el esquema TN:
  •  Requiere la instalación de electrodos de tierra a intervalos regulares en toda la instalación.
  • Requiere que la comprobación inicial del disparo eficaz al producirse el primer defecto de aislamiento se lleve a cabo mediante cálculos durante la fase de diseño, seguidos de mediciones obligatorias para confirmar el disparo durante la puesta en marcha.
  • Requiere que un instalador cualificado diseñe y lleve a cabo cualquier modificación o ampliación.
  • Puede causar, en caso de defectos de aislamiento, daños más graves a los devanados de las máquinas giratorias.
  • Puede representar, en instalaciones que presentan un riesgo de incendio, un peligro mayor debido a las corrientes de defecto más altas.

Además, el esquema TN-C:
A primera vista puede parecer más económico (eliminación de un polo de dispositivo y un conductor).
  • Requiere el uso de conductores fijos y rígidos.
  • Está prohibido en determinados casos: Instalaciones que presentan un riesgo de incendio y para equipos informáticos (presencia de corrientes armónicas en el conductor neutro).

Además, el esquema TN-S:
  • Puede utilizarse incluso con conductores flexibles y conductos pequeños.
  • Debido a la separación entre el neutro y el conductor de protección, proporciona un PE limpio (para sistemas informáticos e instalaciones que presentan riesgos especiales).

Esquema IT
Esta solución ofrece la mejor continuidad de servicio durante el funcionamiento.
  • La indicación del primer defecto de aislamiento, seguida de su localización y eliminación obligatorias, asegura la prevención sistemática de los cortes del suministro.
  • Se utiliza por lo general en instalaciones suministradas por un transformador privado de media tensión/baja tensión o de baja tensión/baja tensión.
  • Requiere personal de mantenimiento para su supervisión y explotación.

·      Requiere un alto nivel de aislamiento de la red (supone la división de la red si es muy extensa y el uso de transformadores de separación de circuitos para alimentar a las cargas con corrientes de fuga elevadas).

·      La comprobación del disparo eficaz al producirse dos defectos simultáneos debe llevarse a cabo mediante cálculos realizados en la fase de diseño, seguidos de mediciones obligatorias durante la puesta en marcha para cada grupo de partes conductoras accesibles 
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