tierra como referencia de voltaje

  

¿Por qué no usamos una configuración con un cable neutro separado (no   enganchado a la tierra) por el camino de retorno de la corriente, lo que nos hace la   posibilidades de shock (en ese caso tendremos que tocar tanto el directo como el   los cables neutros para recibir una descarga).

Normalmente no usamos un retorno de tierra. Pero normalmente conectamos neutro a tierra en la fuente. ¿Por qué? Hay varias razones, pero esta es mi favorita: ¿Qué pasaría si intentáramos tener un sistema flotante sin referencia en la vida real? Numerosas fallas de contacto podrían acumularse sin ser detectadas, hasta que tarde o temprano se produjera un contacto a tierra, en algún lugar del sistema de distribución, que repentinamente torna vivo y peligroso todo el material en otro lugar. Por el contrario, asegurarse de que se haga referencia a tierra desde la palabra ir, significa que cualquier falla que ocurra se detectará de inmediato y apagará un interruptor de circuito antes de que se produzcan daños. Pero tiene razón en la medida en que existe una compensación: es posible, aunque improbable, que la conexión a tierra se asegure de que alguien reciba un impacto fatal en el que sin él no habría peligro.

Con algunas excepciones , no utilizamos intencionalmente la Tierra como un retorno. Los sistemas de energía todavía se mantienen cerca del potencial de la Tierra por razones de seguridad.

Considere: ¿qué pasaría si las líneas de distribución de energía estuvieran cerca de los 10,000 V por encima del potencial de la Tierra? Si bien todavía hay un voltaje normal entre cada una de las líneas, y un dispositivo conectado solo a estas líneas funcionaría bien, ¿qué sucede si coloca el dispositivo en el suelo? ¿Qué sucede si una persona sostiene el aparato y al mismo tiempo sostiene una tubería de agua fría?

Lo único que protege a esta persona de un choque de 10,000 VCC es un aislamiento que se espera que esté intacto. Y, por supuesto, el diseño para un voltaje de ruptura > 10,000 V es bastante difícil ...

Es mucho más sencillo si puedes tomar cualquier cosa que pueda entrar en contacto con una persona y conectarlo directamente a la Tierra. Entonces sabrá si hay alguna falla que pueda exponer a una persona a voltajes peligrosos, en lugar de golpear al usuario, la corriente fluirá a través de este sistema de tierra y explotará un interruptor.

Encontré este artículo útil para entender la distribución de energía de tres cables (caliente / neutral / tierra). Aquí está el extracto relevante:

  

Si fueras a construir tu propio sistema de distribución de energía eléctrica, descubrirías rápidamente algunos efectos inesperados y extraños. A veces los aparatos de sus clientes fallarían sin razón aparente. ¡Y a veces cuando alcanzas un interruptor de luz, una chispa de un pie de largo salta de tu mano y te deja sin sentido! ¡¿Qué diablos ?! Se necesita una gran tensión de CC para hacer una chispa de un pie de largo. ¿Por qué aparecen altos voltajes de CC en sus líneas de alimentación de CA?

     

Las chispas se producen debido a un hecho poco conocido: todo el mundo es un generador electrostático gigantesco. Hay un flujo de carga que se desarrolla verticalmente en cualquier lugar de la tierra. Las tormentas eléctricas bombean la carga negativa hacia abajo, y la carga se filtra hacia arriba en cualquier otro lugar de la tierra. Dependiendo de la altura de su circuito sobre la superficie de la tierra, dependiendo del área cubierta por sus cables y de si hubo una tormenta eléctrica sobre usted en ese momento, puede haber una carga de CC bastante grande en su sistema de distribución eléctrica. Esta carga puede ser de varios cientos de voltios; Suficiente para zap ordenadores y delicados electrónicos. O ... podrían ser muchas decenas de miles de voltios, suficientes para crear enormes chispas que saltan a través de los interruptores y saltan fuera de las tomas de pared, interruptores de pared, a través de los devanados de transformadores, etc. Su sistema de energía eléctrica está actuando como una especie de capacitivo "antena" que intercepta la débil corriente que viene del cielo y crea una enorme diferencia potencial con respecto a la tierra.

     

Además de lo anterior, encontrará un fenómeno inquietante cada vez que un rayo golpee directamente su sistema de distribución eléctrica. El rayo impulsado por voltaje se extiende instantáneamente a lo largo de toda su red, lo que no solo puede explotar en cada dispositivo enchufado en ese momento, sino que también puede crear arcos letales de muchos pies de longitud que llegan a "tocar" a sus clientes si estuvieran cerca de ellos. cables dentro de las paredes.

     

Hay una solución simple para estos problemas: conecta tu sistema a la Tierra. Conduzca algunas varillas de metal largas hacia la tierra y conéctelas a los cables. De esa manera, las corrientes de rayos se dirigirán hacia la Tierra en lugar de propagarse a lo largo de sus líneas eléctricas. Además, la corriente del cielo en tiempo despejado ya no puede acumular un alto voltaje, si alguna carga excesiva se filtra de inmediato a la tierra.

Como han dicho los demás, no usamos la tierra como un retorno.

En condiciones de falla, cuando una fase hace contacto con la tierra, las corrientes de falla fluyen para activar la protección del circuito para proteger los circuitos, la propiedad y el personal. Esto hace que sea muy fácil encontrar fallos, lo que es importante desde el punto de vista de las operaciones. Si tiene un circuito que se está desconectando regularmente significa que puede haber algunas operaciones o problemas de diseño con él.

Si utilizáramos un neutro aislado y ocurriera una falla a tierra, no sucedería nada. Si un operador parado en el suelo hace contacto con otro conductor, completaría el circuito y recibiría una descarga. Entonces, ¿dónde estaba la culpa original. Entonces, la razón principal por la que conectamos a tierra los generadores es la seguridad.

Después de todo, si ocurre una falla, lo peor que eres es en la oscuridad.

Hay otras razones como el costo. Si utilizas un neutral independiente, deberías conectar 4 cables en lugar de 3, sin ventajas reales. Mientras las cargas estén balanceadas con energía trifásica, no se requiere neutro.

El entorno marino utiliza 3 fases, neutro sin conexión a tierra. El casco no está conectado a los generadores. Esto significa que si una fase entra en contacto con el casco, la energía no se interrumpe. Se produce una falla a tierra. La razón principal de esto es garantizar la integridad de la alimentación por motivos de seguridad. Si un barco pierde potencia mientras navega en un canal, sería un problema peor que perder las luces. Una falla a tierra se debe despejar lo antes posible, ya que el casco del barco está energizado y una segunda falla apagará la nave o causará un choque a la persona que hace contacto.