¿Por qué usamos tierra?

La conexión a tierra o la referencia se usa cuando se usa porque la larga experiencia ha demostrado que es la mejor opción en la práctica. "Reinventar la" rueda "de puesta a tierra puede tener su lugar en algunos casos, pero generalmente no. En muchos casos, hay aspectos que compiten entre sí, pero el mejor resultado general se obtiene utilizando el terreno. Los sistemas de distribución de energía son un ejemplo de ello.

Los sistemas de tensión de red o de red serían más seguros si el sistema no estuviera totalmente referenciado a tierra, y este es el principio de que los "transformadores de aislamiento" de seguridad se utilizan PERO en el momento en que una falla aterriza total o parcialmente una pata del sistema en cualquier lugar. Entonces, todo el sistema se vuelve letalmente peligroso para los usuarios.

Tenga en cuenta que SOLAMENTE UNA herramienta debe usarse con un transformador de aislamiento, y el transformador debe estar ubicado cerca de la herramienta. El uso de cables largos después del transformador y dos o más herramientas puede provocar una falla a tierra en una herramienta o el cableado, dejando la otra desprotegida.

La dificultad para mantener un sistema aislado es en la práctica (que es lo que cuenta) mucho más difícil que los problemas causados por la conexión a tierra. Algunos sistemas de energía de a bordo tienen ambos conductores flotando en relación con el fondo del barco (= potencial de agua de mar cuando está flotando en agua salada) PERO y la falla a tierra es peligrosa, como se muestra arriba, se hace un gran esfuerzo para localizar y eliminar cualquier falla en tierra. En un sistema basado en tierra que no se hizo referencia a tierra, cualquier falla a tierra en la misma fase afectaría a todos los usuarios en la misma fase. Por lo tanto, una calle entera de casas puede verse afectada por una falla en un circuito en una casa.

Una vez que tenga un sistema de referencia terrestre, los aspectos de seguridad de la detección y gestión de circuitos individuales se manejan fácilmente. Las carcasas conectadas a tierra proporcionan protección y detección, las corrientes de falla fluyen a tierra y pueden ser "recomendadas" para permitir la terminación fácil de fallas (fusibles) o detectarse a un nivel muy bajo (ELCB / GFI). La referencia a tierra es un positivo general en los sistemas de energía domésticos.

Pocos sistemas modernos usan la tierra como un conductor real.
 SWER ( S ingle W ire E arth R eturn) los sistemas de energía se utilizaron mucho al mismo tiempo y todavía están Utilizado en algunos sistemas rurales. Vi uno aquí (NZ) hace algunos meses pero son raros. De hecho, son muy útiles y rentables, pero generalmente se eliminan por razones que a menudo no tienen sentido técnico. El costo de proporcionar una conexión a tierra lo suficientemente buena en cada extremo es en la mayoría de los casos bajo en comparación con el costo de muchos kilómetros de agregar un conductor adicional.

Línea SWER de 19 kV:

SWER de Wikipedia

diapositiva SWER - buena

video SWER - NZ

Superb SWER slideshow / tutorial

SWER - Experiencia australiana con aplicación en un país en desarrollo utilizar

SWER - Wikipedia

Las señales de RF a menudo se "lanzan" como señales desequilibradas contra una imagen fantasma reflejada en el suelo. Un radiador vertical de cuarto de onda típico tiene una imagen implícita reflejada en el plano de tierra. Las torres altas de las estaciones de brodcast de AM casi todas usan este sistema. Existen economías en los materiales utilizados en comparación con el dipolo u otras antenas, el patrón de radiación es omnidireccional y los ángulos de radiación son adecuados para las comunicaciones de onda directa: la mayoría de las audiencias están cerca del transmisor de las estaciones de transmisión de AM.

• Las antenas receptoras de TV (los diseños tradicionales de Yagi) y las estaciones de transmisión de larga distancia utilizadas para las noticias intercontinentales, etc. a menudo usan antenas de haz o similares. La antena HRH delta Loop sin referencia a tierra fue desarrollada especialmente para tales aplicaciones.

En los sistemas que necesitan conexión a tierra, se han desarrollado técnicas para proporcionar terrenos que sean suficientemente buenos para minimizar adecuadamente los efectos de las condiciones locales. El terreno apropiado es esencialmente de resistencia cero, ya que tiene un tamaño sensiblemente infinito. Conectar el terreno local al terreno real es el desafío y los métodos y las necesidades se comprenden bien para cada aplicación relevante.

Estás haciendo un montón de suposiciones incorrectas. Algunos sistemas de transmisión de energía muy antiguos utilizaron el suelo como uno de los conductores, pero no es así como se hacen las cosas hoy en día, al menos no con nuevos sistemas.

De lo contrario, supondrá que las cosas siempre están conectadas a tierra cuando esto no es cierto. Aquí en los Estados Unidos, la alimentación eléctrica de una casa está flotando. Es desde el secundario de un transformador fuera de una de las tres fases. El secundario es de 220 V con un toque central. La mayoría de los circuitos se ejecutan entre un extremo y la toma central para obtener 110 V. Los circuitos de alta potencia, como rangos eléctricos o secadores, están cableados en todo el secundario y, por lo tanto, son de 220 V.

Mientras los tres cables del secundario del transformador están flotando, la toma central se conecta a tierra deliberadamente en la casa. Esto es, en parte, para lidiar con el aligeramiento y para evitar una gran acumulación de estática. Sin la conexión a tierra, todo el circuito podría cargar hasta un alto voltaje en relación con la tierra. En una tormenta eléctrica, esto podría ser particularmente malo, incluso sin un impacto directo.

Cuando dices "tierra", deberías distinguir realmente entre tierra y tierra de circuito. La tierra es como suena, una conexión directa con la tierra. La tierra del circuito realmente no tiene nada que ver necesariamente con la tierra real. Es solo el nombre que le damos al nodo en el circuito que consideramos la referencia de 0 V para los otros nodos. Esto es principalmente por conveniencia.

La radio es un tema completamente diferente otra vez. Las ondas de radio no completan un circuito, al menos no en el caso normal general cuando estás en el campo lejano. El suelo se usa en las radios como referencia para la antena, y algunas veces como espejo para hacer que una antena pequeña parezca más grande. A veces ese terreno es tierra de tierra, pero a menudo no, y ciertamente no tiene que serlo.

Noté este sitio en mi búsqueda para encontrar la primera vez que alguien decidió conectar a tierra y una red de suministro eléctrico. Las razones para la puesta a tierra o la conexión a tierra son al menos tres veces mayores que las que he encontrado al estudiar electricidad:

1 Compilación estática desde arriba, especialmente en suministros generales. La acumulación de electricidad estática en los cables del viento, etc., que, por supuesto, están directamente conectados a los electrodomésticos, le daría un golpe desagradable a alguien desde un elemento tostador hasta la tierra.

2 Fenómenos del terreno del arco. Leí en un documento antiguo sobre el sistema de suministro temprano en Wisconsin. Muchas referencias en la red a Arcing Ground. Pero como lo entiendo en los primeros sistemas sin conexión a tierra, se notó que cuando un conductor de fase cayó a tierra y fue recogido nuevamente, se dibujó un arco inesperadamente. Se ha dado cuenta de que una vez que un cable entra en contacto con la tierra, se forma un circuito completo involuntario a través de la capacitancia entre otras fases y la tierra ahora conectada. En ocasiones, se forma un circuito cercano al resonante que causa voltajes muy altos entre las otras fases y el conductor de tierra no deseado que es peligroso. Al conectar los diversos niveles de voltaje del sistema de suministro a tierra, este problema de conexión a tierra de arco se elimina, ya que el acoplamiento capacitivo entre los conductores aéreos y la tierra se cortan.

3 El suelo es un conductor. Por lo tanto, si en un sistema sin conexión a tierra se produce una falla de aislamiento de tal manera que una fase se conecta a tierra, la tierra se activa a ese voltaje pero poco más sucede. Hasta que se produce una segunda falla. Luego, la tierra conecta las dos fallas entre sí y pueden producirse corrientes elevadas y energización involuntaria del equipo. es decir, una tostadora con su activo conectado a tierra en No 1 Main St se puede conectar a una lámpara en No 26 Main St con su activo también en cortocircuito a tierra. Encender la tostadora en el número 1 hará que la lámpara se ilumine en el número 26 y viceversa. Sin duda eso habría confundido a cualquier electricista. Compre conectando el punto estrella (Wye) del transformador de suministro a tierra, sabemos exactamente qué esperar del suelo. Es un conductor neutro simplemente porque lo conectamos al suministro neutro. (O cable central de un transformador de derivación central monofásico) Desafortunadamente, esto significa que si una persona toca un conductor de fase mientras está en contacto con tierra, recibirá una descarga.

La referencia de voltaje es simplemente que al conectar a tierra el punto de la estrella, el voltaje a tierra se minimiza al voltaje de fase en lugar del voltaje de línea. Los sistemas SWER todavía son comunes en las zonas rurales de Australia. Algunas minas, fábricas y barcos funcionan con un sistema descubierto. En este caso, los indicadores o relés están dispuestos de modo que, si se produce una conexión a tierra, se indique o avise de inmediato y el electricista de servicio encontrará y solucione el fallo (con suerte) antes de que se produzca una segunda conexión a tierra. La ventaja es que el sistema puede experimentar una falla y no dispararse, por lo que se mantiene el suministro y la producción. Mientras la avería se aísle y arregle rápidamente. ¿Alguien sabe quién y cuándo conectaron a tierra el sistema de suministro?

Vea el sistema eléctrico como nuestro sistema circulatorio, una línea de presión y una línea de retorno, positiva y negativa, caliente y neutral, (un solo circuito) en el circuito más simple. El suelo solo debe usarse por seguridad.