Conexión a tierra en edificios

  

Cuando estoy en mi habitación en el piso 10, ¿mi cuerpo tiene el mismo potencial de voltaje que el pin de tierra? No creo que este sea el caso, porque el cable de tierra no hace contacto con el piso en el que estoy parado

Un edificio generalmente tiene una resistencia al suelo bastante baja. Piense en todas las tuberías y otras estructuras metálicas, por ejemplo.

  

Probablemente, el piso 10 esté a 110 V y el pin de tierra esté a 0 V, y cuando toco el pin de tierra recibo una descarga.

Si la resistencia de tierra es (inusualmente) alta, no recibirá un golpe letal, porque no habrá flujo de corriente. Tenga en cuenta que puede recibir una pequeña descarga de su propia descarga electrostática, pero eso no es peligroso.

Cuando se habla de seguridad, el propósito del terreno en edificios e instalaciones es permitir que las protecciones se disparen (disyuntores, fusibles, etc.) en todas las circunstancias, cortando así el suministro en caso de falla (una falla puede ser un cortocircuito o una fuga; el esquema de suministro, el nivel de aislamiento y otros factores influyen en la decisión sobre el diseño de la protección por disparo).

Si hay un cortocircuito (falla del aislamiento), por ejemplo. En el interior del equipo, con una carcasa de contacto de 1 fase, la carcasa se pone en marcha: si no se conecta a tierra correctamente, esta pérdida de aislamiento nunca se detectará.

• Si se trata de un cortocircuito de pernos (pérdida importante de aislamiento), la resistencia general de la ruta de falla es baja, el recinto se encuentra en el potencial de fase, un gran cortocircuito fluirá a través de la conexión a tierra y una protección disparo (el fusible se fundirá, el disyuntor magnético se disparará, etc.).
• Si la falla del aislamiento es una fuga, puede ser peligroso o no, dependiendo de la resistencia de aislamiento general que todavía existe y si el operador / usuario está aislado de la tierra: por lo tanto, tenemos el enfoque típico para los electrodomésticos: detectar cualquier fuga peligrosa un disparo de la misma manera (detección de corriente residual, RCD, también llamado "relé de corriente de secuencia cero"), protegiendo a los humanos con un umbral adecuado (por ejemplo, 30 mA); para el entorno médico, con el paciente en condiciones ya malas, probablemente mucho más expuesto, el umbral es más restrictivo (5 mA).

Sin embargo, se puede desear que el usuario esté protegido haciéndolo flotar, con los pies aislados de la tierra (por ejemplo, 100 kohm de resistencia de aislamiento, con un tamaño de aislamiento mayor que el mayor voltaje que pueda aparecer): en ese caso, no peligro, porque 220 V / 10 kohm = 2.2 mA, que asumimos que son seguros aquí (ver IEC 60479). Además, el cuerpo humano tiene una resistencia que se suma al circuito de falla (digamos de 1 a 2 kohm, pero depende de qué parte se toca ... pie, mano, ... si la persona es pesada o delgada, si es un hombre o una mujer, sudoración, etc.): vea IEC 60479-1 "Efectos de la corriente en los seres humanos y el ganado" para obtener información sobre la resistencia y sobre los umbrales de corriente perceptibles / peligrosos, tanto para DC como para AC.

Cuando el sistema está flotando, tenemos un esquema de distribución que se llama "IT": la razón es la continuidad del servicio, principalmente, así que después de un primer fallo, una lámpara de advertencia parpadea, pero la fuente de alimentación aún está allí y la situación es no peligroso. Es importante cuando la función del equipo involucrado es de misión crítica, por ejemplo, un centro de elaboración de datos o equipos de protección de personas.

La situación de una gran resistencia de la trayectoria de falla, lo suficiente para proteger al operador, puede ocurrir, pero no puede confiar en ella si solo se debe a una combinación de factores que pueden ocurrir o no (por ejemplo, es húmeda o seca). El cable que dice que toca suavemente o audazmente, la superficie se oxida, hay algo de pintura que protege la superficie). Por razones de seguridad no es aceptable, y siempre se debe considerar el peor de los casos: en este caso, el problema podría ser el opuesto, es decir, el cortocircuito es demasiado débil para que lo detecte el interruptor principal. Esta es la razón por la cual, cuanto más lejos del punto de acoplamiento común (donde entra la línea de servicio), mayor es la sensibilidad de la protección: combinado con el tiempo de intervención (tiempo de disparo), esto se llama selectividad. Es un compromiso entre la disponibilidad del sistema de suministro y la protección de las personas incluso para "eventos pequeños": la IEC 60479 y otras normas de seguridad eléctrica (por ejemplo, IEC 60364) establecen umbrales (para la corriente a través del cuerpo o la tensión de contacto en manos, pies). , ...) considerado seguro, en el que se ajusta la protección y se confirma mediante cálculos con los peores escenarios (diseño).

Por supuesto, cualquier conexión a tierra de un envolvente, chasis, parte metálica, debe dimensionarse para el circuito de peor clasificación estimado, para que no sople durante el percance: el dimensionamiento se realiza con largos intervalos de tiempo durante los cuales los conductores se calientan, pero mantienen su integridad El intervalo de tiempo prolongado suele ser de 1 segundo o el tiempo de la segunda protección en sentido ascendente, suponiendo que el primero más cercano a usted ha fallado en su misión por algún motivo (nuevamente, consulte la selectividad). Las normas son BS 7430, IEEE Std. 80, IEC 60364.

[Ya bastante largo. Por favor, si necesita detalles, solo pregunte. Saludos]

Para ver la "regla fundamental de la conexión a tierra", consulte este circuito Puesto de bodega . "Tierra" en ese caso es el potencial común de 0 voltios.

  

Mi primera pregunta es: cuando estoy en mi habitación en el piso 10, ¿mi cuerpo tiene el mismo potencial de voltaje que el pin de tierra?

Esto depende.

Tenga en cuenta que el conductor de "tierra" realmente se llama "tierra de seguridad" o "tierra de protección" abreviado "PE".

Diga los reposapiés húmedos sobre el fregadero de la cocina de acero inoxidable, que si se instaló de acuerdo con el código local aquí, debe estar correctamente conectado a tierra con un cable. En este caso, hay una impedancia muy baja entre usted y el fregadero, y hay cobre desde el fregadero hasta la varilla en el suelo, por lo que todo está al mismo potencial.

Si pregunta por qué el fregadero debe estar conectado a tierra: esto es para hacer el viaje del RCD cuando se deja caer algún implemento de cocina alimentado por la red, o los niños intentan lavar la tostadora cuando está enchufado, ese tipo de escenario . Por el mismo motivo, la bañera metálica está conectada a tierra , también los grifos, etc.

Por el contrario, si usa zapatillas deportivas (suelas de goma aislantes y gruesas) y camina sobre una alfombra en un día muy seco, el potencial de su cuerpo estará flotando y muy aislado del PE. Por lo tanto, usted es una placa de un condensador, y el otro lado es el material conductor que hay alrededor. Puedes construir una carga estática de varios miles de voltios, y luego te golpean cuando tocas algo conductor.

Esto no hace daño, porque la capacitancia es muy baja (algunos pF), por lo que la cantidad de energía es extremadamente pequeña. Se siente como un pinchazo. Sin embargo, si la cosa conductiva que toca es parte de algunos equipos electrónicos, la chispa se abrirá paso y, si no se implementaron las medidas adecuadas, explotará un chip aleatorio, por lo que todo lo que esté aprobado por CE o UL debe pasar. pruebas ESD ...

  

Probablemente, el piso 10 esté a 110 V y el pin de tierra esté a 0 V, y cuando toco el pin de tierra recibo una descarga. ¿Es eso posible?

Bueno, como se mencionó anteriormente, si está aislado con sus zapatos, puede generar voltajes de carga estática impresionantes en usted mismo, por lo que puede sufrir daños, pero es solo una descarga capacitiva. Una vez que se descarga el condensador, no hay más energía para descargarte. 2pF cargado a 2kV es un pinchazo, pero si tuviera una fuente de alimentación de 2kV capaz de suministrar una corriente sostenida, sería letal.

  

Si es así, ¿por qué es segura la conexión a tierra?

Vea la respuesta de andrea, él recibe mi voto por mencionar el RCD, que es lo que generalmente salva su vida. Los fusibles y los interruptores tienen más que ver con la prevención de incendios cuando se producen cortocircuitos.

Por cierto, ¿tiene instalado un RCD en su casa y comprueba que todavía funciona? ¿Utilizando el botón TEST de vez en cuando?