Entendiendo la corriente de tierra

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Estoy tratando de entender la corriente de tierra en un sistema de distribución de energía.

Los conceptos básicos, por supuesto, son simples: en la red eléctrica, los cables "calientes" transportan alto voltaje, mientras que la ruta de retorno (el cable neutral) está conectada a tierra, por lo que la tierra forma parte del circuito.

Algunas personas parecen afirmar que esta corriente de tierra es dañina. Sea como sea, no estoy tratando de discutir sobre esa pregunta, sino más bien quiero entender cómo fluye realmente la corriente de tierra.

La única fuente que pude encontrar fue por Duane A.Dahlberg , y para ser franco , No pude hacer cabezas o colas de ello. Aparte de eso, no he podido encontrar ninguna fuente de información confiable.

Una de las afirmaciones que leí era que alguien que estaba en el suelo podía experimentar una diferencia potencial de 0.5 V entre su pie derecho y su pie izquierdo. Eso parece muy difícil de creer.

Estoy más interesado en la forma en que la corriente de tierra fluiría en relación con una línea aérea de 500 kV, aproximadamente 100 millas de largo.

Específicamente, lo que me gustaría saber.

  • ¿Qué voltaje y amperaje (orden de magnitud) es la corriente de tierra real? Obviamente, en una línea de 220kV, la mayoría de los 220kV deberían ir a la carga. ¿Cuánto se pierde en el cable real y cuál es el voltaje entre la conexión a tierra en un extremo de dicha línea de transmisión a tierra en el otro extremo?

  • ¿La corriente de tierra se desplaza a lo largo de la superficie o penetra en el suelo?

  • ¿Cómo afecta el tipo de material a la corriente de tierra (por ejemplo, suelo seco, roca, agua subterránea, etc.)

  • ¿Existen diferencias entre las líneas de alimentación de CA y CC con respecto a las corrientes de tierra?

pregunta Kevin Keane

3 respuestas

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Su pregunta contiene un error muy común, y es que grandes cantidades de corriente que fluyen a través del suelo son normales.

Enestediagrama,observelafaltadeunarutaparticularparaelflujodecorrientehaciaodesdeelsuelo.Mientrastodopermanezcaequilibradoyunalíneaeléctricanotoquelatierraounárbol,nohaycaminoparaquelacorrienteviajeatravésdelsuelo(exceptoalgunasfugasmenores).

Aquí hay un sistema de cuatro cables conectados en estrella. Observe cómo la tierra está conectada directamente al punto neutro en el centro, y la línea neutral (N) no tiene bobina. En este sistema, la línea neutral es la ruta de retorno para todas las cargas monofásicas, es decir, cualquier cosa que esté conectada de una fase a la neutral. Las conexiones de fase a fase todavía están disponibles, por supuesto. Pero el flujo de corriente a través de terreno todavía no es normal .

Lo que es una gran cosa: si pone un transformador de corriente en la conexión a tierra, ahora tiene un mecanismo de alta confiabilidad para detectar si el sistema está conectado a tierra. Esta es una característica estándar en la red eléctrica.

Ahora, digamos que una línea eléctrica de alto voltaje se ha roto y está tendida en el suelo. A 500 KV, definitivamente habrá un flujo de corriente a través de la tierra. Y como con todo el flujo de corriente, el voltaje cae cuando la corriente fluye a través de una resistencia. Comenzando desde los 500 KV al final de la línea y llegando a cero en la conexión a tierra del sistema más cercana, significa que puede haber una gran diferencia entre un pie y el otro en esa zona. En la industria, llamamos a este diferencial de voltaje de pasos , y puede ser letal . Es la razón por la que puede haber oído que necesita alejarse de los rayos y las líneas eléctricas, en lugar de caminar; que mantiene sus pies cerca uno del otro y evita el flujo de corriente de una pierna a otra.

En la posibilidad remota de que una línea haya sido derribada y puesta a tierra, el flujo de corriente se irradiará desde el punto de contacto de la tierra hacia cualquier camino que sea más favorable para el flujo de corriente. Si el suelo superficial está mojado recientemente, tenderá a permanecer allí. Si todo está bastante seco, es posible que no haya mucho flujo de corriente y que se irradie en casi todas las direcciones a medida que la tensión carga el suelo. Fluirá a través del agua subterránea, si puede llegar allí.

En cuanto a la diferencia entre los eventos de conexión a tierra de CA y CC, las características físicas de la DC hacen que sea más probable que no encuentre un buen camino de regreso a la conexión a tierra más cercana del sistema, lo que hace que sea más probable que tenga un paso potencialmente letal. diferencial de voltaje.

    
respondido por el Sean Boddy
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Creo que el "peor escenario" de todos los métodos de distribución de energía es SWER (retorno a tierra de un solo cable ): -

Enesteescenarionohaycablederetornoneutralylascorrientesdecargacompletasedevuelvenatravésdelatierra.

Teestoyapuntandoenestadirecciónporque,meparecequeestaesunasituaciónmuchomásonerosayprobablementevalelapenaconsiderarlaprimero.

Encuantoalascorrientesdetierradelaredeléctricanormal,considerelasiguienteimagen:-

Las corrientes de tierra fluirán entre pares de transformadores cuando la carga se desequilibre: esta corriente que fluye (por ejemplo) entre la subestación de distribución y la subestación de transmisión no fluirá hacia la casa de alguien porque los transformadores se aíslan.

    
respondido por el Andy aka
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Distribución de corriente de falla a tierra cuando ocurre una falla a tierra Subestaciones HV Ubicadas en un Área Urbana enlace

    
respondido por el Mike

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