Por Chuck Newcombe
En una columna reciente mencioné que Fluke consultaba a los lectores sobre las experiencias de comprobación de conexión a tierra, así que pensé que este mes podría volver a revisar el tema un poco más en detalle.
Conductores de electrodos de conexión a tierra y conexión
¿Cuál es la definición de conexión a tierra? ¿Cuál es la definición de conexión?
Los artículos 100 y 250 del Código Eléctrico Nacional (NEC) de 2008 hacían muchas referencias a "los conductores de la conexión y la conexión a tierra". Lamentablemente la redacción imprecisa dio lugar a cierta confusión. El problema se ha aclarado en el código de 2011. Ahora se hace referencia a "los conductores de electrodos de la conexión y la conexión a tierra".
Cuando se instala una pieza del equipo de servicio en una instalación, ¿realiza la conexión a tierra de la caja metálica con una varilla de conexión a tierra? N.° Lo conecta al conductor de conexión, a veces denominado conductor de conexión a tierra del equipo. El objetivo es llevar la corriente de fallo de vuelta al origen donde el conductor está conectado al neutro de modo que la corriente provoque el disparo de un disyuntor del circuito. Se hace por seguridad personal en caso de que un fallo eléctrico de una pieza del equipo haga que la caja metálica esté "caliente".
¿Cuál es el propósito de una conexión a tierra en la entrada de servicio de una instalación?
¿La varilla de conexión a tierra conducida, el electrodo de conexión a tierra según la definición del código de 2011, será efectiva para cumplir con el propósito previsto, el cual es derivar la sobretensión alta de los rayos y de otras fuentes de los conductores del servicio a tierra?
Cuando conduce una varilla de conexión a tierra de 2,4 metros (8 pies) a la conexión a tierra cerca de una entrada de servicio eléctrico y la conecta, ¿cómo sabe si será efectiva para cumplir con el propósito previsto?
Una práctica común ha sido la de garantizar que la resistencia del electrodo de conexión a tierra sea menor de 25 ohmios y, si no lo es, agregar electrodos adicionales en paralelo con al menos 1,8 m (6 pies) de separación (más adelante habrá más detalles) hasta que se cumpla con la condición.
¿25 ohmios con respecto a qué?
La comprobación de la caída de potencial se puede llevar a cabo cuando la varilla de conexión a tierra que se va a comprobar aún no se ha conectado al sistema eléctrico o se ha desconectado temporalmente.
En una comprobación típica de una varilla de conexión a tierra de cobre de 2,4 metros (8 pies) de largo y de 16 mm (0,63 pulg.), el circuito de medición se ve como en la figura 1.
Cuando el cableado está como se muestra, uno de los comprobadores de conexión a tierra de la serie Fluke 162x fuerza una corriente conocida entre la estaca exterior y el electrodo a tierra lo que crea un gradiente de tensión en el suelo. El comprobador entonces mide la caída de tensión entre la estaca interior y el electrodo a tierra exterior. Los cálculos de la ley de Ohm dan como resultado la resistencia entre el electrodo y la estaca interior.
Comprobación de conexión a tierra sin estacas
En un sistema activo en el que el electrodo de conexión a tierra ya está conectado al neutro del servicio, hay una alternativa más segura para comprobar la caída de potencial. No es necesario desconectar el electrodo de conexión a tierra del sistema.
La primera pinza de corriente se usa como la primaria de un transformador en el que el conductor del electrodo de conexión a tierra es la secundaria. Con este transformador, el comprobador aplica una fuente de tensión en el bucle que forman el sistema del servicio eléctrico con conexión a tierra fuera de las instalaciones y la entrada de servicio. La segunda pinza percibe el flujo de corriente del bucle y luego se vuelve a aplicar la ley de Ohm con lo que se calcula la resistencia del bucle, el cual en principio es el de la tierra entre el electrodo de conexión a tierra de las instalaciones y el sistema de conexión a tierra del servicio eléctrico.
Mencioné que en algunas instalaciones pueden ser necesarias las varillas de conexión a tierra paralelas. Una práctica común con la que parecen tratar los requisitos para la comprobación. Más que comprobar la calidad de una conexión a tierra común, se da por sentado que una alternativa adecuada es una segunda varilla de conexión a tierra conducida cerca (al menos a 1,8 m o 6 pies de separación) en paralelo con la primera. El hecho es que con las condiciones del suelo que varían mucho, no hay garantía de que se haya cumplido con el requisito de por "debajo de los 25 ohmios". En realidad no hay un sustituto para la comprobación. Además, aunque el sistema de conexión a tierra se compruebe en las instalaciones, no hay garantía de que permanezca viable a lo largo del tiempo. La corrosión y las condiciones cambiantes del suelo pueden hacer que el sistema sea ineficiente. La única solución es la de hacerle la comprobación de forma periódica.
Familia de los comprobadores de conexión a tierra
La buena noticia es que Fluke tiene una familia de comprobadores de conexión a tierra que parten del modelo portátil 1630, el cual usa el métodos sin estacas, hasta el modelo 1625 que puede realizar estas comprobaciones con cuatro métodos diferentes, entre los que se incluye el método sin estacas y el de la caída de tensión que se mencionaron anteriormente.
El método sin estacas es el más rápido y cómodo ya que no requiere que se desconecte y se vuelva a conectar el electrodo de conexión a tierra del sistema. No es adecuado para instalaciones nuevas en las que el servicio de electricidad aún no se haya conectado. En este caso, la comprobación adecuada es la de caída de potencial con tres conexiones.
Aún espero con ansias los resultados de las consultas recientes de Fluke a los clientes con respecto a este tema. Tal vez pronto tengan algunas características nuevas disponibles que harán que la comprobación de la resistencia a tierra sea todavía más fácil.