Ieee 142-2007 Español

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   O    R    B    I   ™      L

142

Práctica recomendada de IEEE para

Puesta a tierra de sistemas de energía industriales y comerciales

  e    d   r   e   v    E    E    E    I

Estánd ar IEEE 1 142 42 2007  ™ 

Publicado por elyInstituto de Electricidad ingenieros electrónicos, inc.

(Revisión de IEEE Std 1421991)

 

 

 

Estándar IEEE 142™-2007 (Revisión de IEEE Std 1421991)

Pr áct ctic ica a recom recomendada endada de IE IEEE para la pue pu est sta a a tierra ti erra de sist si ste emas d de ee energ nerg í a indust ind ustriale rialess y co come merci rcia ale less

Patrocinador

Comité de Ingeniería de Sistemas de Potencia del

Sociedad de Aplicaciones Apli caciones de la Indus tria IEE IEEE E  Aprobado el 7 de junio de 2007

Junta de estándares IEEE-SA

 

Resumen : Se cubren los problemas de puesta a tierra del sistema, es decir, conexión a tierra del neutro, de la esquina del delta, o del midtap de una fase. Se analizan las ventajas y desventajas de los sistemas con conexión a tierra frente a los sin conexión a tierra. Se proporciona información sobre cómo conectar a tierra el sistema, dónde debe conectarse el sistema y cómo seleccionar el equipo para la conexión a tierra de los circuitos neutros. Se aborda la conexión de estructuras y envolventes de aparatos eléctricos, tales como motores, interruptores, transformadores, barras colectoras, cables, conductos, estructuras de edificios y equipos portátiles, a un sistema de puesta a tierra. Se describen los fundamentos para realizar la interconexión de un sistema conductor de tierra entre los equipos eléctricos y las picas de tierra, tuberías de agua, etc. Los problemas de la electricidad estática: cómo se genera, qué procesos pueden producirla, cómo se mide, y qué se debe hacer para evitar su generación o para drenar las cargas estáticas a tierra para evitar chispas. También se cubren los métodos de protección de estructuras contra los efectos de los rayos. Se discute la obtención de una conexión a tierra de baja resistencia, el uso de picas de tierra, conexiones a tuberías de agua, etc. Se incluye un capítulo aparte sobre equipos electrónicos. Palabras clave: conexión a tierra, puesta a tierra de equipos electr ónicos, puesta a tierra de equipos, protecci ón contra rayos, protección estática, puesta a tierra de sistemas

Instituto de Ingenieros El éctricos y Electr ónicos, Inc. 3 Park Avenue, Nueva York, NY 10016-5997, EE. UU. Copyright © 2007 por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. Reservados todos los derechos. Publicado el 30 de noviembre de 2007. Impreso en los Estados Unidos de América. IEEE es una marca registrada en la Oficina de Marcas y Patentes de EE. UU., propiedad del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electr ónicos, Incorporated. El Código Eléctrico Nacional y NEC son marcas comerciales registradas en la Oficina de Marcas y Patentes de EE. UU., propiedad de la Asociación Nacional de Protecci ón contra Incendios. El Código Nacional de Seguridad Eléctrica y NESC son marcas comerciales registradas y marcas de servicio del Instituto de Ingenieros El éctricos y Electr ónicos, Inc. Red Nacional de Detecci ón de Rayos (NLDN) es una marca registrada de Vaisala, Inc.Imprimir: ISBN PDF:ISBN

0-7381-5639-2SH95700 0-7381-5640-XSS95700

Ninguna parte de esta publicaci ón puede reproducirse de ninguna forma, en un sistema de recuperación electr ónica o de otro modo, sin el permiso previo por escrito del editor.

 

Normas IEEELos documentos se desarrollan dentro de las Sociedades IEEE y los Comités de coordinación de

estándares de la Junta de estándares de la Asociación de estándares IEEE (IEEE-SA). El IEEE desarrolla sus estándares a través de un proceso de desarrollo por consenso, aprobado por el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares, que reúne a voluntarios que representan diversos puntos de vista e intereses para lograr el producto final. Los voluntarios no son necesariamente miembros del Instituto y sirven sin compensación. Si bien el IEEE administra el proceso y establece reglas para promover la equidad en el proceso de desarrollo de consenso, el IEEE no evalúa, prueba ni verifica de forma independiente la exactitud de la información contenida en sus estándares. El uso de un estándar IEEE es totalmente voluntario. El IEEE se exime de responsabilidad por cualquier daño  personal, a la propiedad o de otro tipo, de cualquier naturaleza, ya sea especial, indirecto, consecuente o compensatorio, que resulte directa o indirectamente de la publicación, el uso o la confianza en este o cualquier otro estándar IEEE. documento. El IEEE no garantiza ni representa la precisión o el contenido del material contenido en este documento, y niega expresamente cualquier garantía expresa o implícita, incluida cualquier garantía implícita de comerciabilidad o idoneidad para un propósito específico, o que el uso del material contenido en este documento es gratuito. de la infracción de patente. Los documentos de las normas IEEE se suministran "TAL CUAL". La existencia de un estándar IEEE no implica que no haya otras formas de producir, probar, medir, comprar, comercializar o proporcionar otros bienes y servicios relacionados con el alcance del estándar IEEE. Además, el  punto de vista expresado en el momento en que se aprueba y emite un estándar está sujeto a cambios provocados  por desarrollos en el el estado del arte y comen comentarios tarios recibidos de los usua usuarios rios del estándar. Ca Cada da estándar IEEE está sujeto a revisión al menos cada cinco años para revisión o reafirmación. Cuando un documento tiene más de cinco años y no ha sido reafirmado, es razonable concluir que su contenido, aunque todavía tiene algún valor, no refleja completamente el estado actual de la técnica. Se advierte a los usuarios que verifiquen para determinar si tienen la última edición de cualquier estándar IEEE. Al publicar y poner a disposición este documento, el IEEE no está sugiriendo ni prestando servicios profesionales o de otro tipo para, o en nombre de, ninguna persona o entidad. El IEEE tampoco se compromete a realizar ningún deber que cualquier otra persona o entidad le deba a otra. Cualquier persona que utilice este y cualquier otro documento de estándares IEEE debe confiar en el asesoramiento de un profesional competente para determinar el ejercicio de cuidado razonable en cualquier circunstancia dada. Interpretaciones: Ocasionalmente, pueden surgir preguntas sobre el significado de partes de los estándares en relación con aplicaciones específicas. Cuando se llame la atención del IEEE sobre la necesidad de interpretaciones, el Instituto iniciará acciones para preparar las respuestas apropiadas. Dado que los estándares IEEE representan un consenso de intereses interesados, es importante asegurarse de que cualquier interpretación también haya recibido la concurrencia de un equilibrio de intereses. Por esta razón, el IEEE y los miembros de sus sociedades y los Comités Coordinadores de Estándares no pueden brindar una respuesta instantánea a las solicitudes de interpretación, excepto en aquellos casos en los que el asunto haya recibido una consideración formal previamente. En conferencias, simposios, seminarios o cursos educativos, Los comentarios para la revisión de los estándares IEEE son bienvenidos por parte de cualquier parte interesada, independientemente de la afiliación de membresía con IEEE. Las sugerencias de cambios en los documentos deben tener la forma de una propuesta de cambio de texto, junto con los comentarios de apoyo apropiados. Los comentarios sobre las normas y las solicitudes de interpretaciones deben dirigirse a: Secretario, Junta de estándares de IEEE-SA 445 Hoes Lane Piscataway, NJ 08854 EE. UU. La autorización para fotocopiar partes de cualquier estándar individual para uso interno o personal es otorgada  por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y El Electrónicos, ectrónicos, Inc., siempre que se pague la tarifa correspondiente al Centro de autorización de derechos de autor. Para organizar el pago de la tarifa de licencia, comuníquese con Copyright Clearance Center, Customer Service, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923 EE. UU.; +1 978 750 8400. Permiso para fotocopiar partes de cualquier norma individual con fines educativos el uso en el salón de

clases también se puede obtener a través del Centro de autorización autorización de derechos de autor.

 

Introducción Esta introducción no forma parte de IEEE Std 142-2007, Práctica recomendada de IEEE para la  puesta a tierra de sistemas sistemas de energía energía industriales y comerciales. comerciales.

Este libro es una revisión de IEEE Std 142-1991, el IEEE Green Book ™. Esta práctica recomendada ha servido a los ingenieros eléctricos que buscan información sobre puesta a tierra de sistemas eléctricos desde la primera edición en 1956. Refleja la experiencia y el buen juicio de un grupo de trabajo formado por ingenieros activos en el diseño y operación de sistemas eléctricos para sistemas de energía industriales y comerciales.

 Av is o a llos os us uar ios io s Fe de erratas Se puede acceder a la errata, si la hay, para este y todos los demás estándares en la siguiente URL:http://standards.ieee.org/rea URL:http://standard s.ieee.org/reading/ieee/updates ding/ieee/updates/errata/index.htm /errata/index.html.S l.See recomienda a los usuarios que consulten periódicamente esta URL para ver las erratas.

Interpretaciones Se puede acceder a lectura/ieee/interp/index.html. las interpretaciones actuales URL:http://normas.ieee.org/ URL :http://normas.ieee.org/

en

la

siguiente

patentes Se llama la atención sobre la posibilidad de que la implementación de esta norma requiera el uso de materia cubierta por derechos de patente. Mediante la publicación de esta norma, no se toma ninguna posición con respecto a la existencia o validez de cualquier derecho de patente en relación con la misma. El IEEE no será responsable de identificar patentes o solicitudes de patentes para las que se requiera una licencia para implementar un estándar IEEE ni de realizar investigaciones sobre la validez legal o el alcance de aquellas patentes que se le presenten.

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Participantes En el momento en que este estándar se envió a la Junta de estándares de IEEE-SA para su aprobación, el grupo de trabajo tenía los siguientes miembros: Elliot Rappaport,Silla Daleep C. Mohla,Vicepresidente

Capítulo 1: Puesta a tierra del sistema: Donald W. Zipse y Gene Strycula, copresidentes  Capítulo 2: Conexión a tierra del equipo — Elliot Elliot Rappaport, Presidente  Capítulo 3: Puesta a tierra de protección contra rayos y estática — Donald Donald McCullough II y Donald W. Zipse,Copresidentes Capítulo 4: Conexión con la tierra — Ken Ken Michaels, Presidente  Capítulo 5: Puesta a tierra de equipos electrónicos —  Thomas Baldwin, Presidente   — Thomas larry ayer V. Basch Baldwin Bridger William Bush M. Butkiewicz

Thomas M. Gruzs M. Jerath Don O. Koval Molinos T. David

 Neil Nichols Melvin K. Sanders Lynn F. Saunders Srinivasa I. venugopaiano

Los siguientes miembros del comité de votación individual votaron sobre esta norma. Los votantes pueden haber votado por aprobación, desaprobación o abstención. Marcos AndradeRichard Becker WJ (Bill) Bergman Thomas Blair William Bloethe Stuart Bouchey Baldwin Bridger Frederick Brockhurst Mark Bushnell keith chow DonaldColaberardino Stephen P. Conrad Terry Conrad James Daly Stephen Dare Gurú Dutt Dhingra Gary Di Troia Gary Donner Randall Dotson  Neal Dowling Donald Dunn

Randall Groves Thomas M. Gruzs Paul Hamer Robert Hoerauf Darin Hucul Robert Ingham David W. Jackson Joseph Jancauskas Yuri Khersonsky Robert Konnik

William Moylan Michael Newman  Neil Nichols Greg Nolan TW Olsen Gregory Olson Lorraine Padden Kostas Pervolarakis Paul Pillitteri Percy Pool

Don O. Koval Saumen Kundu Stephen R. Lambert Blane Leuschner Jason Lin MiguelLowensteinR  ichard LoydGregory Luri Keith Malmedal William McCoy Donald McCullough II

Louie Rappaport Powell Elliot Radhakrishna Rebbapragada Michael Roberts Melvin K. Sanders Steven Sano Robert Schuerger Robert Seitz Michael Shirven H. Jin Sim

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Dan Evans Jay Fischer H. Landis Floyd II Marcel Fortin Carl Fredericks Edgar Galyon Travis Griffith

Mark McGranaghan John Merando James Michalec Gary Michel T. David Mills James Mitchem Charles Morse Abdul Mousa

David Smith Robert Smith Devendra Soni Peter Sutherland James Wilson Larry Young Donald W. Zipse

Cuando el Consejo de Normas de IEEE-SA aprobó esta norma el 7 de junio de 2007, tenía los siguientes miembros:

Richard DeBlasio Alex Gelman William R. Goldbach Arnold M. Greenspan Joanna N. Guenin Julian Forster* Kenneth S. Hanus William B. Hopf

steve m mills,SillaRobert M. vestido,Vicepresidentedon wright,Presidente anterior Judith Judith Gorman,Secretario

Richard H. Hulett Hermann Koch Joseph L. Koepfinger* John Kulick David J. Law Glenn Parsons

 Narayanan Ramachandran Greg Ratta Robbie Robson Anne-Marie Sahazizia Virginia C. Sulzberger Malcolm V. Thaden Richard L. Townsend

Ronald Petersen Tom A.C. Prevost

Howard L. Wolfman

*Miembro Emérito

También se incluyen los siguientes enlaces de la Junta de Normas de IEEE-SA sin derecho a voto: Satish K. Aggarwal, representante de la NRC  Alan H. Cookson, representante del NIST   Don Mesina Gerente del Programa de Estándares IEEE, Desarrollo de Documentos Patricia A. Gerdón Gerente de programa de estándares IEEE, Desarrollo de programa técnico

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Contenido Capítulo 1 Sistemapuesta a tierra1 ......................................................................................................... 1.1  Introducción1 .................................................................................................... 1.2  Definiciones.2 ................................................................................................... 1.3  Propósitos del sistemapuesta sistemapuesta a tierra4 .............................. ........................................ ..................... ..................... ............ 1.4  Métodos de sistemapuesta a tierra neutra.5 ........................... ...................................... ..................... ................ ...... 1.5  Obteniendo el sistemaneutral22 sistemaneutral22 ..................... ............................... ..................... ..................... .................... .................... .......... 1.6  Ubicación del sistemapuntos de puesta a tierra28 ...................... ................................. ..................... ............ 1.7  Toma de tierrade generadores industriales y comerciales38 ........................... ............................... 1.8  Autotransformadores48..................................................................................... 1.9  Puesta a tierra del sistema para sistema ininterrumpidosistemas de energía53 1.10 Suministro de equipos mineros portátilessistemas57 ................... ............................. .................... .......... 1.11 Creación de callejeroscorrientes callejeroscorrientes y potenciales60 ..................... ................................ ...................... .............. ... 1.12 Evitandoruido de modo común62 ......................... ................................... .................... ..................... ...................... .............. ... 1.13 Limitación de los potenciales de tierra transferidos 63 .................... .............................. ................. ....... 1.14 Voltajes producidos “resonantemente”64 “resonantemente”64  .......................................................... 1.15 Toma de tierrade los sistemas de alimentación de CC66 ........................... ................................. ...... 1.16 Normativoreferencias70  Normativoreferencias70..................... ............................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............ 1.17 Bibliografía73 ................................................................................................... Capitulo Puesta a 2tierra del equipo.75 .................................................................................................. 2.1  Objetivos básicos75 .......................................................................................... 2.2  Fundamentalconcept Fundamentalconceptos77 os77 .................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................... ......... 2.3  Puesta a tierra del equipo influenciada por el tipo de uso 95 .................... ............................. ......... 2.4  Exteriorsubestac Exteriorsubestaciones iones de marco abierto95 ............. ........................ ...................... ..................... .................... ............ 2.5  Unidadsubestaciones99 ..................................................................................... 2.6  Instalaciones que dan serviciomaquinaria eléctrica portátil pesada 100 ........... ........... 2.7  Cableado interiorsistemas104 interiorsistemas104 .................... ............................... ..................... .................... ..................... ..................... ............. ... 2.8  Subestaciones unitarias interiores y maniobrascentros110.................... .............................. ............ 2.9  Utilizaciónequipo.111 ........................................................................................ 2.10 Normativoreferencias114  Normativoreferencias114.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................... ......... 2.11 Bibliografía116 ................................................................................................. Capítulo 3 Estáticoy puesta a tierra para protección contra rayos.119 ..................... ............................... ..................... .................... ......... 3.1  Introducción119 ................................................................................................ 3.2  Estáticopuesta a tierra119 ................................................................................. 3.3  Puesta a tierra de protección contra rayos140..................... ............................... ..................... ..................... .......... 3.4   Normativorefere  Normativoreferencias156 ncias156.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................... ......... 3.5  Bibliografía159 ................................................................................................. Capítulo 4 Conexión a tierra161 ........................................................................................................ 4.1  Resistencia a tierra161 ................................................................................. 4.2  Terrestreelectrodos169 ................................................................................ 4.3  Métodos y técnicas deconstrucción.174 ............................. ....................................... ..................... ............... .... 4.4  Medida de la resistencia atierra176............................................................. atierra176............................................................. Copyright © 2007 IEEE. Reservados todos

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4.5   Normativorefere  Normativoreferencias182 ncias182.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... .............. ... Capítulo 5 Puesta a tierra de equipos electrónicos187 ........................ .................................. ..................... ..................... ..................... ............... .... 5.1  Introducción187 .......................................................................................... 5.2  Definiciones.187 ......................................................................................... 5.3  historia de la computadorapuesta a tierra188.................... .............................. ..................... ................ ..... 5.4  Sistema o equipo a serpuesta a tierra.190 ................ ........................... ..................... ..................... .............. ...   5.5  puesta a tierra tierra electronicaequipo.191 electronicaequipo.191 .................... .............................. ..................... ..................... .................. ........ 5.6  Efectos de los rectificadores internos en las computadoras200................... ................... 5.7   puesta a tierra tierra deescudos201.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ................... ......... 5.8  Interferencia de frecuencias de radio204 ........................ ................................... ..................... ................. ....... 5.9  Historias de casos205 .................................................................................. 5.10 Normativoreferencias207  Normativoreferencias207.................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... .............. ... 5.11 Bibliografía208 ........................................................................................... índice211 .........................................................................................................................

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Capítulo Capítul o1 Puesta a tierra tierr a del del sistema si stema 1.1 Introducción 1.1.1 1.1 .1 Visión general Este capítulo proporciona procedimientos recomendados para la puesta a tierra del sistema de sistemas de energía industriales y comerciales, y la selección y aplicación adecuadas de las impedancias de puesta a tierra. También se abordan casos especiales de  puesta a tierra del sistema para generadores, fuentes de alimentación ininterrumpida (UPS), equipos de minería portátiles y sistemas de voltaje múltiple.

1.1.2 1.1. 2 General Gener al La conexión a tierra de un sistema eléctrico es una decisión que la mayoría de los ingenieros encargados de planificar o modificar la distribución eléctrica deben enfrentar en algún momento. Por lo general, se recomienda alguna forma de conexión a tierra, aunque hay ciertas excepciones. Existen varios métodos y criterios para la puesta a tierra del sistema; cada uno tiene su propio propósito. La intenciónlas de razones este capítulo ayudar al oingeniero el tema  presentando básicasespara poner no ponera atomar tierra decisiones y revisandosobre las prácticas generales y los métodos de puesta a tierra del sistema. Las prácticas establecidas en este documento se aplican principalmente a los sistemas de energía industrial que distribuyen y utilizan energía a voltaje medio o bajo, generalmente dentro de un área geográfica más pequeña que la que cubre una empresa de servicios  públicos. Cuando las distancias o los niveles de potencia puedan dictar circuitos y equipos similares a los de una empresa de servicios públicos, se justifica la consideración de las  prácticas de la empresa de servicios públicos. Sin embargo, también se deben consid considerar erar las restricciones del National Electrical Code® (NEC®), las necesidades particulares de viii

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servicio de NFPA 701 y la experiencia y capacitación de la fuerza laboral. 1La información sobre las referencias se puede encontrar en1.16. e n1.16.

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IEEE Norma 142 

CAPÍTULO

Cuando un sistema de energía industrial incluye equipos de generación de energía, las razones para poner a tierra estos componentes pueden ser las mismas que para poner a tierra componentes similares de sistemas de servicios públicos. Los métodos de conexión a tierra serían generalmente similares en condiciones de servicio similares. Sin embargo, en el entorno industrial, las condiciones de servicio pueden verse alteradas por lo siguiente: a)  Ubicación dentro del sistema de potencia  b)  Característica Característicass individuales del generador c) 

Requisitos del proceso de fabricación

Todos estos pueden afectar las decisiones de puesta a tierra. El NEC, patrocinado por la Asociación Nacional de Protección contra Incendios, contiene normas relacionadas con la puesta a tierra de sistemas y equipos aplicables a instalaciones industriales, comerciales y de ocupación especial. Estas reglas se consideran requisitos mínimos para la protección de la vida y la propiedad y deben revisarse cuidadosamente durante el curso del diseño del sistema. Las prácticas recomendadas en este documento  pretenden complementar, complementar, y no anular, anular, ninguno de los los requisitos del NEC.

1.2 Definiciones A los efectos de este documento, se aplican los siguientes términos y definiciones. El diccionario autorizado de términos de estándares IEEE[B8] IEEE [B8]2  y el NEC deben ser referenciados para los términos no definidos en esta subcláusula. 1.2.1 efectivamente fundamentado: Conectado a tierra a través de una impedancia lo

suficientemente baja como para que, para todas las condiciones del sistema, la relación entre la reactancia de secuencia cero y la reactancia de secuencia positiva (X0/X1) sea  positiva y no mayor que 3, y la relación entre la resistencia de secuencia cero y la reactancia de secuencia positiva (R 0/X1) es positivo y no mayor que 1. 1.2.2  conductor de puesta a tierra de equipos (EGC): El conductor utilizado para

conectar las partes metálicas del equipo, las canalizaciones y otros recintos que no conducen corriente al conductor puesto a tierra del sistema, al conductor del electrodo de  puesta a tierra (GEC), o a ambos, en el equipo de servicio o en la fuente de una conexión separada. sistema derivado. 1.2.3  terrestre:Una conexión conductora, ya sea intencional o accidental, entre un

circuito o equipo eléctrico y la tierra, o algún otro cuerpo que sirva en lugar de la tierra. 1.2.4 conectado a tierra:Conectado a tierra oa un cuerpo conductor prolongado que sirve

en lugar de la tierra, ya sea que la conexión sea intencional o accidental. 1.2.5  sistema puesto a tierra:Un sistema en el que al menos un conductor o punto

(generalmente el cable central o el punto neutro de los devanados del transformador o generador) está intencionalmente conectado a tierra, ya sea sólidamente o mediante una impedancia. 2Los números entre paréntesis corresponden a los de la bibliografía en1.17. en1.17.

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PUESTA A TIERRA

Norma IEEE 142-2007

1.2.6  sistema de puesta a tierra: Un sistema que consta de todas las conexiones de

 puesta a tierra interconectadas en un sistema de potencia específico y se define por su aislamiento de los sistemas de puesta a tierra adyacentes. El aislamiento lo proporcionan los devanados primario y secundario del transformador que están acoplados únicamente  por medios magnéticos. magnéticos. Por lo tanto, el límite límite del sistema está está definido por la falta de una conexión física que sea metálica o a través de una impedancia significativamente alta. 1.2.7 puesta a tierra de alta resistencia: Un sistema conectado a tierra por resistencia

diseñado para limitar la corriente de falla a tierra a un valor que se puede permitir que fluya durante un período prolongado de tiempo, mientras cumple con los criterios de R 0< Xco,de modo que se reduzcan los voltajes transitorios de las fallas a tierra de arco. La corriente de falla a tierra generalmente se limita a menos de 10 A, lo que produce daños limitados incluso durante fallas prolongadas. 1.2.8  puesta a tierra de baja resistencia: Un sistema conectado a tierra por resistencia

que permite que fluya una corriente de falla a tierra más alta para obtener suficiente corriente para la operación selectiva del relé. Por lo general, cumple con los criterios de R0/X0 menor o igual a 2. La corriente de falla a tierra suele estar entre 100 A y 1000 A. 1.2.9  corriente de carga por fase (I co): La corriente (Ven/Xco) que pasa por una fase del

sistema para cargar la capacitancia distribuida por fase a tierra del sistema; V enes el voltaje de línea a neutro y Xcoes la reactancia capacitiva distribuida por fase del sistema.

1.2.10  puesta a tierra de reactancia: Puesta a tierra a través de una impedancia, cuyo

elemento principal es la reactancia inductiva. 1.2.11  resistencia puesta a tierra: Puesta a tierra a través de una impedancia, cuyo

elemento principal es la resistencia. 1.2.12  resonante a tierra:Un sistema en el que la corriente de carga capacitiva es

neutralizada por una corriente inductiva producida por un reactor conectado entre el sistema neutral y tierra. Al "sintonizar" correctamente el reactor (seleccionando la derivación correcta), se puede lograr una corriente de falla de baja magnitud. En general, cuando esto ocurre, el arco no se mantendrá y la falla a tierra se extinguirá o “apagará”.

En un circuito en paralelo, formado por L y C, esto sucede cuando,

o

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IEEE Norma 142 

CAPÍTULO

1.2.13  Rnorte: El valor de la resistencia conectada desde el neutro a tierra de un sistema  puesto a tierra por resistencia. Para sistemas puestos a tierra de alta resistencia donde R norte nortees un componente principal de R 0, la relación R 0= 3R norte nortese aplica. 1.2.14  R R0: La resistencia de secuencia cero por fase del sistema.

1.2.15 sistema derivado por separado: Un sistema de cableado cuya energía se deriva

de un generador, transformador o devanados de convertidor y no tiene conexión eléctrica directa, incluyendo un conductor de circuito puesto a tierra sólidamente conectado, para alimentar conductores que se originen en otro sistema.  1.2.16  sólidamente fundamentado: Conectado directamente a través de una conexión a tierra adecuada en la que no se haya insertado intencionalmente ninguna impedancia. 1.2.17  carga estática: La electricidad generada cuando dos sustancias diferentes entran

en contacto. Las cintas transportadoras son productores activos de electricidad estática. 1.2.18  sobretensión de conmutación: Una onda transitoria de sobrevoltaje en un circuito eléctrico causada por la operación de un dispositivo de conmutación que interrumpe la corriente. 1.2.19  corriente de carga del sistema: La corriente de carga capacitiva distribuida total (3Vin/

 X co co) de un sistema trifásico. 1.2.20 sistema trifásico de cuatro hilos: Un sistema de suministro de corriente alterna

que comprende cuatro conductores, tres de los cuales están conectados como en un sistema trifásico de tres hilos, el cuarto está conectado al punto neutro del suministro sumi nistro o al  punto medio de una fase en el caso de un transformador secundario conectado en triángulo. con el propósito de conducir la corriente de carga. 1.2.21  sistema trifásico de tres hilos: Un sistema de suministro de corriente alterna que

comprende tres conductores, entre pares sucesivos de los cuales se mantienen diferencias alternas de potencial desplazadas sucesivamente en fase por un tercio de un período. 1.2.22 sobretensión transitoria: La sobretensión temporal asociada con la operación de

un dispositivo de conmutación, una falla, un rayo, una falla a tierra de arco en un sistema sin conexión a tierra u otros eventos instigadores. 1.2.23 sistema sin puesta a tierra: Un sistema sin una conexión intencional a tierra,

excepto a través de dispositivos indicadores o de medición de potencial u otros dispositivos de muy alta impedancia. 1.2.24  X  X co: La reactancia capacitiva distribuida por fase a tierra del sistema. 1.2.25  X  X 0: 0: Reactancia de secuencia cero del sistema. 1.2.26  X  X 1: 1: Reactancia de secuencia positiva del sistema. 1.2.27  X  X 2: 2: Reactancia de secuencia negativa del sistema. 4

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PUESTA A TIERRA

Norma IEEE 142-2007

1.3 1.3 Propósi tos de la puesta a tierra del sis tema. La puesta a tierra del sistema es la conexión intencional a tierra de un conductor de fase o neutro con el propósito de: a)  Controlar el voltaje con respecto a tierra, o tierra, dentro de límites predecibles, y  b)  Proporcionar un flujo de corriente que permita la detección de una conexión no deseada entre los conductores del sistema y tierra. Tal detección puede entonces iniciar la operación de dispositivos automáticos para eliminar la fuente de voltaje de estos conductores. El NEC prescribe ciertas conexiones a tierra del sistema que deben realizarse para cumplir con el código. El control de la tensión a tierra limita la tensión de tensión en el aislamiento de los conductores para que el rendimiento del aislamiento pueda predecirse más fácilmente. El control de voltaje también permite reducir el riesgo de descarga eléctrica para las personas que podrían entrar en contacto con conductores activos.

1.4 1.4 Mé Método todoss de pu puesta esta a tierra del neutro del sistema. 1.4.1 Introducción La mayoría de los sistemas puestos a tierra emplean algún método para poner a tierra el sistema neutral en uno o más puntos. Estos métodos se pueden dividir en dos categorías generales: conexión a tierra sólida y conexión a tierra por impedancia. La puesta a tierra  por impedancia se puede dividir en varias subcategorías: puesta a tierra por reactancia,  puesta a tierra por resistencia y puesta a tierra por neutralizador de falla a tierra. Figur a1a11 muestra ejemplos de estos métodos de puesta a tierra. Cada método, según su nombre, se refiere a la naturaleza del circuito externo desde el sistema neutral a tierra en lugar del grado de conexión a tierra. En cada caso la impedancia del generador o transformador cuyo neutro está puesto a tierra está en serie con el circuito externo. Por lo tanto, un generador o transformador sólidamente conectado conectado a tierra puede o no proporcionar una conexión a tierra efectiva para el sistema, según la impedancia de la fuente del sistema. Muchos de los conceptos involucrados en la definición de los tipos y niveles de puesta a tierra del sistema se explican mejor en términos de componentes simétricos o circuitos equivalentes. El lector que no esté familiarizado con estos métodos analíticos puede consultar el Capítulo 2 de Beeman y el Capítulo 3 de IEEE Std 399 ™  (IEEE Brown Book ™) como guía. Las capacidades de interrupción de los interruptores automáticos de caja moldeada  pueden verse afectadas por el método de puesta a tierra. Además, si se utilizan otros sistemas en Y que no sean sólidamente puestos a tierra, se deben evaluar las clasificaciones de interrupción unipolares de los interruptores automáticos para la aplicación. Copyright © 2007 IEEE. Reservados todos

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IEEE Norma 142 

CAPÍTULO

1.4. 1.4.2 2 Sistema sin c onexión a tierra (sin conexión a tierra intencional) En un sistema sin conexión a tierra, no existe una conexión intencional entre los conductores del sistema y tierra. Sin embargo, como se muestra en la figur aa1-2,siempre 1-2,siempre existe un acoplamiento capacitivo entre un conductor del sistema y otro, y también entre los conductores del sistema y tierra. En consecuencia, el llamado sistema no puesto a tierra es en realidad un sistema puesto a tierra por capacitancia, en virtud de la capacitancia distribuida de los conductores del sistema a tierra. Dado que la capacitancia entre fases tiene poco efecto sobre las características de puesta a tierra del sistema, no se tendrá en cuenta. Para simplificar, se supone que la reactancia capacitiva distribuida a tierra, Xco, está balanceada.

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PUESTA A TIERRA

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Figur a 1-1 1-1—Circuito neutral d el sistema y diagramas equivalentes para sistemas con y sin conexión a tierra En una condición sin falla, con voltajes trifásicos balanceados aplicados a las líneas, la corriente de carga capacitiva, Ico, en fase será igual y desplazada 120° entre sí. Los voltajes de fase a tierra también serán iguales y estarán desplazados 120° entre sí. Las relaciones entre vectores se muestran en el inciso b) de la Figur a1-2. a1-2. Dado que el neutro de las capacitancias distribuidas está a potencial de tierra, se sigue que el neutro del transformador también está a potencial de tierra, siendo retenido allí por la capacitancia a tierra. Si uno de los conductores del sistema, la fase C por ejemplo, falla a tierra, el flujo de corriente a través de esa capacitancia a tierra cesará, ya que ahora no existe diferencia de  potencial a través de ella. Sin embargo, el voltaje a través de los dos capacitores distribuidos restantes a tierra aumentará de línea a neutral a línea a línea. La corriente de carga capacitiva, Ico, en las dos fases sin falla, por lo tanto, aumentará en la raíz cuadrada Copyright © 2007 IEEE. Reservados todos

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de 3. Como se muestra en la Figura1-3,l Figura1-3,los os voltajes de línea a tierra ya no son de 120°, sino de 60°. Por lo tanto, la suma vectorial de la corriente de carga capacitiva a tierra ya no es cero, sino 3 Ico o tres veces la corriente de carga original por fase. La corriente de falla, Ig, que fluye desde el conductor fallado a tierra, se adelanta al voltaje original de línea a neutro (Vnc = – Vcn) Vcn) en aproximadamente 90°.

Figur a 1-2 1-2—Sistema sin c onexión a tierra: (a) (a) configuració n del circu ito, (b) diagrama vectorial En un sistema sin conexión a tierra, es posible que se produzcan sobretensiones transitorias destructivas en todo el sistema durante el restablecimiento de fallas a tierra. Estas sobretensiones, que pueden tener una magnitud varias veces la normal, resultan del establecimiento de una condición resonante entre la reactancia inductiva del sistema y la capacitancia distribuida a tierra. Este fenómeno es discutido en detalle por Beeman. La experiencia ha demostrado que estas sobretensiones pueden causar fallas en el aislamiento en múltiples ubicaciones en el sistema, particularmente en los motores. Las 8

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sobretensiones transitorias de fallas a tierra reactivadas son la razón principal por la que ya no se recomiendan los sistemas sin conexión a tierra y los sistemas con conexión a tierra de alguna forma son la opción predominante. Para reducir las sobretensiones transitorias durante el reencendido de fallas a tierra, se debe poner a tierra el sistema utilizando una conexión a tierra sólida o de impedancia como se indica en la Figur a1-4. a1-4. Se utilizan varios esquemas de detección para detectar la presencia de una sola falla de línea a tierra. El esquema más simple emplea tres bombillas, cada una conectada entre el voltaje de línea tierra. En condiciones normales funcionamiento, bombillas se iluminan con yuna intensidad baja e igual. Cuandodeocurre una sola fallalasdetres línea a tierra, la bombilla conectada a la fase fallada se apaga. Las dos bombillas restantes aumentan en intensidad, ya que el voltaje en las fases sin falla aumenta de línea a neural a línea a línea.

Figura 1-3: Falla de una sola línea a tierra en un sistema sin conexión a tierra: (a) (a) config uraci ón del cir cuito, (b) diagrama vectorial vectorial

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Figur a 1-4 1-4—Puesta a tierra independiente de cada nivel d e voltaje Otro esquema usado con frecuencia toma la forma de tres transformadores de voltaje con sus devanados primarios conectados en estrella y el punto neutral conectado a tierra. Los devanados secundarios de los transformadores están conectados en triángulo abierto, con un relé de tensión conectado en la esquina abierta y que se utiliza para operar un circuito de indicación o alarma. Usando este esquema, se pueden requerir resistencias de carga en el circuito primario neutral o secundario para evitar la ferroresonancia. El problema de localizar una sola falla de línea a tierra en un sistema sin conexión a tierra  puede llevar mucho tiempo. Por lo general, el primer paso es abrir los alimentadores secundarios, uno a la vez, para determinar en qué alimentador se encuentra la falla. Posteriormente, los circuitos derivados se abren uno a la vez. Finalmente, se retiran las cargas individuales. Ninguno de estos procedimientos mejora la continuidad del servicio.

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Si no se puede ubicar una tierra antes de que ocurra una segunda falla de línea a tierra, cuya corriente debe ser transportada por el EGC o tierra, el resultado será una falla de línea a línea. Esto se contrastará más adelante con un sistema conectado a tierra que desarrolla suficiente corriente de tierra para despejar, automática y selectivamente, cada circuito con falla.

1.4. 1.4.3 3 Puesta a tierra por resist encia En un sistema puesto a tierra por resistencia, el neutro del transformador o generador está conectado a tierra a través de una resistencia. En la figura se muestra un sistema neutro puesto a tierra por resistencia típico.1-5. típico .1-5. Tal como se instala comúnmente, la resistencia tiene una magnitud óhmica considerablemente más alta que la reactancia del sistema en la ubicación de la resistencia. En consecuencia, la corriente de falla de línea a tierra está limitada principalmente principalmente por la resistencia misma. Las razones para limitar la corriente mediante puesta a tierra por resistencia incluyen las siguientes: a) 

Para reducir los efectos de quemado y derretimiento en equipos eléctricos defectuosos, como interruptores, transformadores, transformadores, cables y máquinas rotativas.

 b)  Para reducir las tensiones mecánicas en circuitos y aparatos que transportan corrientes de falla. c) 

Para reducir los riesgos de descargas eléctricas para el personal causadas por corrientes de falla a tierra perdidas en la ruta de retorno a tierra.

d)  Para reducir el peligro de explosión de arco o relámpago para el personal que pueda haber causado accidentalmente o que esté cerca de la falla a tierra. e) 

Para reducir la caída momentánea de voltaje de línea ocasionada por la ocurrencia y eliminación de una falla a tierra.

f) 

Para asegurar el control de las sobretensiones transitorias y, al mismo tiempo, evitar la desconexión de un circuito con falla al ocurrir la primera falla a tierra (puesta a tierra de alta resistencia).

La puesta a tierra por resistencia puede ser de dos clases, de alta resistencia o de baja resistencia, que se distinguen por la magnitud de la corriente de falla a tierra que se permite que fluya. Aunque no existen estándares reconocidos para los niveles de corriente de falla a tierra que definen estas dos clases, en la  práctica existe una clara diferencia. diferencia.

Figura1-5—Sistema conectado a tierra por resistenci a

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1.4.3. 1.4 .3.1 1 Al ta resistencia resistenc ia de ti erra La conexión a tierra de alta resistencia emplea una resistencia neutra de alto valor óhmico. El valor de la resistencia se selecciona para limitar la corriente, Ir, a una magnitud igual o ligeramente mayor que la corriente de carga de capacitancia total, 3 Ico, como se muestra en la Figur a1-6. a1-6. Por lo general, la corriente de falla a tierra, Ig, está limitada a 10 A o menos, aunque algunos especializa especializados dosgeneral, con voltajes en laevitar clase el de uso 15 kV niveles de falla sistemas a tierra más altos. En se debe de pueden puesta arequerir tierra de alta resistencia en sistemas donde la falla de línea a tierra excede los 10 A debido al daño  potencial causado por una corriente de arco mayor a 10 A en un espacio confinado (consulte Foster, Brown, y Pryor). Hay varias referencias disponibles que brindan las corrientes de carga típicas del sistema  para los elementos principales del sistema eléctrico (consulte el Libro de referencia de transmisión y distribución eléctrica; Baker). Estos permitirán estimar el valor de la resistencia neutra en la etapa de diseño del proyecto. La corriente de carga real del sistema se puede medir antes de conectar el equipo de puesta a tierra de alta resistencia siguiendo los procedimientos recomendados por el fabricante.

Figur a 1-6: 1-6: Fall Falla a de una sola línea a tierra en un sistema si stema puest o a tierra de alta resistencia: (a) (a) configu ración del circui to, (b) diagrama vectorial

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La conexión a tierra de alta resistencia generalmente no requiere la eliminación inmediata de una falla a tierra ya que la corriente de falla está limitada a un nivel muy bajo. El esquema de protección asociado con la puesta a tierra de alta resistencia suele ser detección y alarma en lugar de disparo inmediato. Un esquema típico para detectar una falla a tierra en un sistema puesto a tierra de alta resistencia se muestra en la Figur a1-7.En a1-7.En condiciones normales de funcionamiento, el  punto neutro del transformador está a potencial cero. Cuando ocurre una sola falla de línea a tierra, el punto neutro se eleva a aproximadamente el voltaje de línea a neutro. Este aumento de voltaje luego se detecta usando un relé de sobrevoltaje, 59.  Normalmente se usa un transformador reductor para p ara reducir el voltaje de línea a neutro del sistema a un nivel (generalmente 120 V) aceptable para el relé. Dado que una falla a tierra puede persistir durante un período de tiempo indefinido, se debe imponer una clasificación clasificaci ón continua (en lugar de a corto plazo) a la resistencia de puesta a tierra.

Figur a 1-7 1-7—Esquema para detectar una falla a tierra en un sistema puesto a ti erra de alta resistencia resistencia La puesta a tierra de alta resistencia tiene las siguientes ventajas: a) 

Se mantiene la continuidad del servicio. La primera falla a tierra no requiere que se apague el equipo de proceso.

 b)  Se reduce el sobrevoltaje transitorio debido al reencendido de fallas a tierra (al 250% de lo normal). c) 

Un sistema de seguimiento de señales o pulsos facilitará la localización de una falla a tierra.

d)  Elimina los peligros de relámpago para el personal asociados con altas corrientes de falla a tierra. e) 

Se elimina la necesidad y el gasto de relevadores de falla a tierra coordinados.

La conexión a tierra de alta resistencia generalmente se emplea en lo siguiente: 1)  Bajo voltaje (donde esté permitido), es decir, lugares comerciales e industriales donde no hay cargas de línea a neutro. Copyright © 2007 IEEE. Reservados todos

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2)  Sistemas de media tensión donde se desea la continuidad del servicio y la corriente de carga capacitiva no es excesiva. 3)  Adaptaciones de sistemas previamente sin conexión a tierra donde se desea reducir los sobrevoltajes transitorios potencialmente causados por fallas a tierra reactivadas.

1.4.3. 1.4 .3.2 2 Puest a a tierra de baja b aja resistenci resis tencia a La conexión a tierra de baja resistencia está diseñada para limitar la corriente de falla a tierra a un rango entre 100 A y 1000 A, siendo típico 400 A. La resistencia neutra, R, que se muestra en la figur a1-8, a1-8, se se selecciona de acuerdo con R = Vln/Ig, donde Vln es la línea del sistema a la tensión neutra e Ig es la corriente de falla a tierra deseada. Figur a1Figur a19ilustra 9ilustra el flujo de corrientes para una sola falla de línea a tierra en un sistema conectado a tierra de baja resistencia. Dado que los efectos combinados de la corriente de carga y la impedancia de la fuente del sistema afectarán el valor de la corriente a tierra en menos del 0,5 % en el rango típico de los sistemas suministrados por la red pública, se permite ignorar estos efectos al calcular el valor de la resistencia de falla a tierra. La práctica general es considerar que el voltaje de línea a neutro del sistema completo aparece a través de la resistencia de puesta a tierra. Sólo en el caso de sistemas alimentados por  pequeños generadores generadores se debe considerar considerar la desviación de esta práctica general.

Figur a 1-8 1-8—Sistema puesto a tierra de b aja resistencia La puesta a tierra de baja resistencia tiene la ventaja de facilitar el despeje inmediato y selectivo de un circuito puesto a tierra. Esto requiere que la corriente de falla a tierra mínima sea lo suficientemente grande como para activar positivamente el relé de falla a tierra aplicado. Un método para detectar la presencia de una falla a tierra utiliza un relé de sobrecorriente, 51G. Este método se presenta en la Figur a1-10. a1-10. Cuando ocurre una falla a tierra, el potencial neutro se eleva aproximadamente a un voltaje de línea a neutro, lo que qu e da como resultado un flujo de corriente a través de la resistencia. Se indica una relación de transformación típica para el transformador de corriente. Ante la indicación de que ha 14

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ocurrido una falla a tierra, se iniciaría la acción para desconectar el transformador del circuito secundario.

Figur a 1-9 1-9—Falla única de línea a tierra en un sistema puesto a ti erra de baja resistencia Dado que la intención es que la corriente de falla a tierra suministrada por la puesta a tierra de baja resistencia se elimine rápida y automáticamente mediante relés de  protección, la resistencia de puesta a tierra puede clasificarse para servicio intermitente. La práctica normal es calificarlo para 10 s o 30 s, dependiendo del grado de seguridad apropiado para la aplicación. En casos de fallas que no son, o no pueden ser, desconectadas por interruptores secundarios, se requiere la capacidad para la desconexión rápida y automática de la fuente primaria. Los dispositivos de conmutación y relé adecuados para este propósito son una parte integral del diseño del sistema de baja resistencia, como se muestra en la Figur a1-10. a1-10.

La a tierraparticularmente de baja resistencia encuentra sistemas de voltaje mediolas de 15 puesta kV y menos, donde se usa aplicación maquinariaenrotativa grande. Al limitar corrientes de falla a tierra a cientos de amperios, en lugar de miles de amperios, se reducen los daños a equipos costosos. También se exige una aplicación especial de puesta a tierra de baja resistencia en los sistemas de minería que alimentan cables de arrastre de equipos portátiles (ver  1.11).  1.11). Las puestas a tierra de alta y baja resistencia están diseñadas para limitar las sobretensiones transitorias transitorias a límites más seguros (250 % de lo normal). Los sistemas conectados a tierra a través de resistencias requieren pararrayos adecuados  para usar en circuitos neutrales sin conexión a tierra. Los valores nominales del Copyright © 2007 IEEE. Reservados todos

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 pararrayos de óxido de metal deben elegirse de modo que no se exceda la capacidad máxima de voltaje de funcionamiento continuo ni la capacidad de sobrevoltaje temporal de un segundo en condiciones de falla a tierra del sistema.

Figur a 1-10 1-10—Esquema para detectar una falla a tierra en un sistema puesto a ti erra de baja resistencia 1.4.4 1.4 .4 Reactancia de Puesta a tierra ti erra El término puesta a tierra por reactancia describe el caso en el cual un reactor está conectado entre el sistema neutral y tierra, como se muestra en la Figur a1-11.Dado a1-11.Dado que la falla a tierra que puede fluir en un sistema puesto a tierra por reactancia es una función de la reactancia del neutro, la magnitud de la corriente de falla a tierra se usa a menudo como criterio para describir el grado de puesta a tierra. En un sistema conectado a tierra  por reactancia, la corriente de falla a tierra disponible debe ser al menos el 25% (X0 = 10X1) y preferiblemente el 60% (X0 = 3X1) de la corriente de falla trifásica para evitar sobretensiones transitorias graves. El término X0, como se usa, es la suma de la reactancia de secuencia cero de la fuente, X0, más tres veces la reactancia de puesta a tierra, 3Xn, (X0 = fuente X0 + 3Xn). Esto es considerablemente más alto que el nivel de corriente de falla en generalmente un sistema puesto por resistencia y, pora lo tanto, laa  puesta a tierra pordeseable reactancia no sea tierra considera una alternativa la puesta tierra por baja resistencia. La puesta a tierra de reactancia generalmente se reserva para aplicaciones en las que se desea limitar el servicio de falla a tierra a una magnitud relativamente cercana a la magnitud de una falla trifásica. El uso de reactores de puesta a tierra neutrales para  proporcionar esta limitación de fallas a menudo resultará una aplicación menos costosa que el uso de resistencias de puesta a tierra si la magnitud de corriente deseada es de varios miles de amperios. Estas circunstancias pueden darse en uno de dos casos posibles. Un escenario potencial es donde una subestación grande alimenta un sistema de distribución de voltaje medio, y la 16

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impedancia total de secuencia cero de los transformadores reductores en la estación hace que la corriente de falla de una sola línea a tierra exceda en gran medida la magnitud de Se desea una falla trifásica y una limitación de falla a tierra para mantener la corriente de falla total dentro de los límites razonables. Estas condiciones tienden a ocurrir con mayor frecuencia en la práctica de distribución de servicios públicos de electricidad.

Figur a 1-11: 1-11: falla de una sola sol a línea a tierra en un sistema s istema conectado a tierra de baja reactancia: reactancia: (a) (a) configuración del circui to, (b) diagrama vectorial

La segunda instancia es donde existe el deseo de servir una carga conectada de línea única a neutro directamente en el voltaje terminal de los generadores, es decir, sin un transformador de aislamiento del generador que intervenga. En este caso, fluirá una corriente en el neutro del generador como resultado del desequilibrio entre las cargas en las tres fases. Una resistencia en el circuito neutral del generador limitará el flujo de este desbalance, limitando así la capacidad del sistema para transportar una carga monofásica desbalanceada. Por lo general, los generadores de voltaje medio no están diseñados para soportar las fuerzas mecánicas desequilibradas asociadas con el suministro de corrientes de falla a tierra que exceden la magnitud de la corriente que la máquina produciría ante Copyright © 2007 IEEE. Reservados todos

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una falla trifásica en sus terminales, lo que hace que la conexión a tierra sólida del neutro sea indeseable. El uso de puesta a tierra de baja reactancia para limitar la magnitud de la falla a tierra a un nivel ligeramente inferior al nivel trifásico es una forma de resolver estas restricciones de aplicación. Las condiciones que favorecen la puesta a tierra de baja reactancia de los generadores son relativamente raras, por lo que esta práctica es algo oscura.

1.4.5 1.4 .5 Puesta a tierra resonante resonan te (neutralizador (neutrali zador de falla a tierra) ti erra) Un neutralizador de falla a tierra es un reactor conectado entre el neutro de un sistema y tierra. El reactor, Xl, se selecciona o ajusta especialmente para resonar con la capacitancia distribuida, Xco del sistema, de modo que la corriente de falla a tierra resultante sea resistiva y de baja magnitud. Se muestra una resistencia, r, que representa las pérdidas del reactor. La corriente de falla a tierra resultante está en fase con el voltaje de línea a neutro, de modo que la corriente cero y el voltaje cero ocurren simultáneamente. Si la falla a tierra está en el aire, como una descarga disruptiva del aislador, puede ser autoextinguible. La operación de un neutralizador de falla a tierra se explica con referencia a la Figur a1Figur a112. 12.Se Se supone que la capacitancia distribuida por fase está balanceada. Cuando una fase del sistema está conectada a tierra (suponga que la fase C) se imprime un voltaje de línea a neutro, Vcn, a través del reactor. Esto produce una corriente inductiva retrasada, I l, que fluye desde el neutralizador a través del transformador, a la falla y luego a tierra. Al mismo tiempo, una corriente capacitiva en adelanto, 3Ico, fluye desde las dos líneas sin falla a través de la capacitancia hacia tierra y hacia la falla. La corriente de atraso del inductor y la corriente de adelanto de la capacitancia distribuida están prácticamente desfasadas 180°. Al sintonizar correctamente el reactor (seleccionando la derivación correcta), los componentes inductivo y capacitivo de la corriente pueden neutralizarse entre sí, dejando solo un componente relativamente pequeño de corriente resistiva, Ir,  para fluir en la falla. Este método de puesta a tierra anteriormente se veía ocasionalmente en la práctica de transmisión de alto voltaje. Hoy en día, rara vez se encuentra en América del Norte. Hay algunos casos en los que se ha aplicado para la puesta a tierra de generadores en grandes estaciones centrales, especialmente en el área de Nueva Inglaterra. Sin embargo, es relativamente común en la práctica de distribución de servicios públicos de electricidad en el Reino Unido y Europa. Un requisito clave es que debido a que el circuito resonante debe volver a sintonizarse si se cambian los parámetros distribuidos del circuito asociado, la aplicación ideal es aquella que no implique cambios o reconfiguraciones frecuentes del circuito.

1.4.6 1.4 .6 Puesta a tierra sól ida  puesta a tierra sólida se refiere a la conexión de un conductor del sistema, generalmente el neutro de un generador, transformador de potencia o transformador de puesta a tierra directamente a tierra, sin ninguna impedancia intermedia intencional. Sin embargo, tanto la impedancia de la fuente como la impedancia no intencional en la conexión a tierra se deben considerar al evaluar la puesta a tierra. En la figura se muestran dos ejemplos de sistemas sólidamente conectados a tierra.1-13. tierra.1-13. 18

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Figur a 1-12 1-12—Falla única de línea a tierra en un sistema aterrizado resonante: (a) (a) config uraci ón del circ uito, (b) diagrama vectorial vectorial Para los beneficios de una conexión sólidaUna a tierra, necesario determinar el gradoevaluar de conexión a tierra provisto en el sistema. buenaesguía para responder esta  pregunta es la magnitud de la corriente de falla a tierra en comparación con la corriente de falla trifásica del sistema. Cuanto mayor sea la corriente de falla a tierra en relación con la corriente de falla trifásica, mayor será el grado de puesta a tierra en el sistema. Los sistemas efectivamente puestos a tierra tendrán una corriente de cortocircuito de línea a tierra de al menos el 60% del valor de cortocircuito trifásico. En términos de resistencia y reactancia, la conexión a tierra efectiva de un sistema se logra solo cuando R0