Puesta A Tierra (redes)

TRANSITORIOS E INTERFERENCIAS

Los equipos electrónicos no trabajan satisfactoriamente cuando se presentan transitorios o interferencias.

Transitorios.- La causa mayor de fallas de los componentes electrónicos de los puertos de interconexión de datos, y los de control en bajo voltaje, es el sobre-esfuerzo eléctrico que usualmente se origina en los transitorios causados por: (1) las descargas atmosféricas; (2) por las maniobras de interrupción de cargas inductivas, o; (3) por descargas electrostáticas. Este sobre-esfuerzo es causado por voltajes de una magnitud de decenas de volts a varios miles de volts y, con duración de unas decenas de nanosegundos a unas centenas de microsegundos. Los que se conocen normalmente como "picos" de voltaje".

Ningún cable enterrado, ni siquiera de potencia, es inmune a los transitorios provocados por los rayos.

Los transitorios se eliminan mediante componentes conectados a la tierra del sistema.

Las corrientes provocadas por las descargas atmosféricas prefieren viajar por conductores metálicos más que por la simple tierra, porque representan un camino de menor impedancia. Ésto destruye el aislamiento. Además, los rayos también causan una diferencia de potencial entre el blindaje y los conductores internos que puede destruir componentes electrónicos en la interconexión, ya que los cables y sus circuitos de conexión deben soportar los voltajes máximos que se puedan obtener entre los extremos de los cables. Cuando es muy grave el problema debido a estar interconectando los cables dos sistemas de tierra diferentes, como en el caso de un sistema de control distribuido, los conductores se prefieren del tipo de fibra óptica. Otra solución utilizada es el interconectar los distintos sistemas de tierra de una industria o edificio mediante conexiones a una red de tierra perimetral adicional, para lograr el mismo potencial a tierra en cualquier lado.

Interferencia causada por armónicas.- Las armónicas se generan en fuentes de poder de tipo conmutada de computadoras, y en los variadores de frecuencia entre otros lugares. Su efecto en los equipos electrónicos se mitiga incrementando calibres de conductores, cambiando el diseño y configuración del transformador de alimentación y, usando filtros activos. Los filtros pasivos compuestos de capacitores e inductores no son generalmente efectivos (excepto como protección de bancos de capacitores) porque la frecuencia de corte del filtro tiene que ser muy cercana a la fundamental, lo que es prácticamente imposible de diseñar en un filtro de este tipo

Interferencia en radiofrecuencia.- La interferencia por radiofrecuencia, RFI por sus siglas en inglés, es causada principalmente por transmisiones radiales. Sin embargo, este tipo de interferencia también es producida por los componentes electrónicos trabajando a altas frecuencias. En los equipos electrónicos su efecto se minimiza con un buen blindaje en cables y en los mismos equipos. Aunque, la mejor manera de acabar con la RFI es blindar el ruido directamente en su fuente. Los blindajes mencionados para ser efectivos se deben conectar a la tierra del sistema

Interferencia electromagnética.- Este tipo de interferencia, conocido por sus siglas en inglés EMI, es ruido eléctrico que se convierte en un voltaje en un sistema eléctrico. Sus fuentes son las mismas que generan la interferencia en radiofrecuencia.

Este tipo de interferencia en los equipos electrónicos se corrige conectando todo a una única puesta a tierra del sistema.

En resumen, los efectos en los equipos electrónicos de los transitorios y de gran parte de los tipos de interferencias se eliminan mediante la conexión adecuada de los componentes a una referencia de tierra.

CABLES, PANTALLAS Y CANALIZACIONES

Los blindajes de cables usualmente son de metal sólido o una película plástica metalizada con un alambre guía. Para que sea efectiva la protección de los cables internos contra los tipos de interferencias mencionados arriba, el blindaje debe cubrir los conductores, ser continuo entre los extremos y debe estar bien aterrizado.

Todos los cables blindados provocan un problema contradictorio. Para mejorar su desempeño para bloquear la interferencia en altas frecuencias, ambos extremos del blindaje deberían estar bien aterrizados. Sin embargo, a menos que ambos extremos estén al mismo potencial, fluirá una pequeña corriente a través del blindaje entre esos puntos. De ahí que, en la práctica, las pantallas en sistemas electrónicos son conectadas únicamente en el extremo más cercano al equipo de control, y se dejan completas y aisladas en el otro extremo, normalmente el lado del sensor.

Similarmente una canalización metálica con cables que conduzcan señales lógicas o de control se puede aislar en un extremo para evitar el fenómeno de corrientes de tierra circulando por ella. Para ello, se emplea un cople de PVC y, obviamente, el otro extremo continúa puesto a tierra de acuerdo con los requisitos de la NOM-001-SEDE-2005{250-}.

Para eliminar la mayoría de los problemas por ruido eléctrico inducido en los cables de señal y de control, se recomienda colocarlos a más de 1,5 m de los cables de alta tensión o de gran potencia. Y cuando es necesario cruzarlos, se recomienda que el cruce sea a 90 grados para eliminar cualquier inducción.

En el caso de las canalizaciones plásticas segmentadas - canaletas tipo Panduit - que son para llevar fuerza y señal a computadoras, es necesario conocer las condiciones bajo las cuales la canalización está aprobada, ya que no todas las que existen en el mercado evitan que el ruido eléctrico de los cables de fuerza cause una reducción en la velocidad de transmisión de datos.

3.3 PROTECTORES DE CABLES DE INSTRUMENTACIÓN Y DE COMUNICACIONES.

Para controlar las descargas y los fenómenos transitorios, se añaden dispositivos de protección a los cables que conectan entre sí los equipos de computación, instrumentación y de comunicaciones.

Estos dispositivos desvían la corriente, bloquean la energía que viaja por los conductores, filtran ciertas frecuencias, regulan voltajes o, realizan una combinación de todas estas tareas.

Los protectores funcionan mejor, siempre y cuando se coloquen muy cercanamente al sistema a proteger, ya así que tanto los protectores como el equipo protegido permanecen al mismo potencial bajo condiciones de transitorios.

¿Qué es un Sistema de Puesta a Tierra?

Un ”Sistema de Puesta a Tierra”, ó simplemente ”Tierra Física”, es un conjunto de elementos formados por electrodos, cables, conexiones, platinas y líneas de tierra física de una instalación eléctrica, que permiten conducir, drenar y disipar al planeta tierra una corriente no deseada.

Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de artefactos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que sufran daño, tanto las personas como nuestros equipos, en caso de una corriente de falla.

Las funciones de un sistema de puesta a tierra son:

• Brindar seguridad a las personas.

• Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.

• Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación.

• Mejorar la calidad del servicio eléctrico, disipar la corriente asociada a descargas atmosféricas y limitar las sobre tensiones generadas.

Por estas razones, se recomienda que se realicen las instalaciones de puesta a tierra debido a que la corriente eléctrica siempre busca el camino de menor resistencia, y al llegar a tierra se disipa.

¿Porqué instalar un Sistema de Puesta a Tierra?

Se debe instalar un sistema de puesta a tierra porque ante una descarga atmosférica o un corto circuito, sin tierra física, las personas estarían expuestas a una descarga eléctrica, los equipos tendrían errores en su funcionamiento. Si las corrientes de falla no tienen un camino para disiparse, por medio de un sistema de conexión correctamente diseñado, entonces éstas encontrarían caminos no intencionados que podrían incluir a las personas.

1. Seguridad Humana

2. Seguridad de los Equipos eléctricos ó electrónicos

3. Buen funcionamiento de los equipos

Otras razones de porqué instalar un sistema de Puesta a Tierra

• Estabilizar los voltajes fase a tierra en líneas eléctricas bajo condiciones de régimen permanente, por ejemplo, disipando cargas electrostáticas que se han generado debido a nubes, polvo, aguanieve, o la fricción de materiales o maquinaria, etc.

• Una forma de monitorear la instalación del sistema de suministro de potencia.

• Para eliminar fallas a tierra con arco eléctrico persistente.

• Para asegurar que una falla que se desarrolla entre los embobinados de alto y bajo voltaje de un transformador pueda ser manejada por la protección primaria.

• Proporcionar una trayectoria alternativa para las corrientes inducidas y así minimizar el “ruido” eléctrico en cables.

• Proporcionar una plataforma equipotencial sobre la cual pueda operar correctamente el equipo electrónico.

Costos por no contar con un buen sistema de Tierras Físicas y pararrayos

Hoy en día los paros inesperados de la maquinaria

...