Sistema puesta a tierra a través de alta resistencia (HRG)

Seguridad eléctrica para sistemas de alimentación de alta resistencia conectados a tierra

¿Qué es la puesta a tierra de alta resistencia?

La puesta a tierra de alta resistencia (HRG) en sistemas eléctricos consiste en conectar el punto neutro del sistema a través de una resistencia para limitar las corrientes de falla a tierra cuando se producen. En muchas aplicaciones, este tipo de sistema de suministro eléctrico puede seguir funcionando con una falla a tierra, y controla la tensión de falla a tierra en los equipos accionados, evitando riesgos innecesarios. Los equipos HRG ofrecen lo mejor de los sistemas de alimentación trifásica con y sin conexión a tierra, sin dejar de ser rentable.

Los dispositivos de protección de sobrecorriente, como fusibles y seccionadores de carga, incluso aquellos destinados para la protección contra fallas a tierra, no pueden proteger contra fallas a tierra en un sistema HRG. Un sistema de detección de fallas a tierra adecuado detectará la corriente de falla a tierra en el rango de bajos amperios o miliamperios. Si se diseña correctamente, este sistema también localizará rápidamente la salida de alimentación, el interruptor o la carga defectuosa. Los sistemas de disparo (incluidos los sistemas de protección contra segundas fallas a tierra) pueden desconectar automáticamente el circuito averiado, permitiendo que el resto del sistema siga funcionando.

La corriente de falla a tierra es limitada

Cuando se produce una falla a tierra, fluye una corriente de falla no deseada de la misma forma que ocurre en un sistema sólidamente puesto a tierra, pero la diferencia en los sistemas HRG es que esta corriente es restringida normalmente a 10 A o menos por la resistencia de puesta a tierra del neutro (NGR). Esto tiene varias ventajas: hay suficiente corriente para detectar y localizar las fallas a tierra; se evita la escalada de daños en el punto de la falla; no pueden producirse fallas de arco a tierra; el potencial de contacto (la tensión entre el bastidor del equipo y tierra) se limita a un nivel más seguro; se permite el funcionamiento continuado hasta que el sistema pueda apagarse de forma controlada; y no puedan producirse sobretensiones transitorias.

¿Puede un sistema HRG defectuoso funcionar indefinidamente?

Al igual que en los sistemas aislados de tierra, durante una falla a tierra la tensión de línea a tierra de las fases sin falla aumenta (de la tensión de línea a neutro a la tensión de línea a línea), lo que aumenta la probabilidad de una segunda falla a tierra debido a una mayor tensión en el aislamiento. El equipo averiado debe ser reparado o sustituido tan pronto como sea posible.

Aunque la puesta a tierra de la resistencia reduce la probabilidad de que se produzca un arco eléctrico de línea a tierra, lo que hace que los sistemas sean más seguros, la corriente de línea a línea y la energía del arco eléctrico de línea a línea no se ven afectadas.

La NGR es un componente vital

Los sistemas conectados a tierra a través de resistencia dependen de la integridad de esta, que debe ser monitorizada continuamente. Una falla en la NGR que afecte a su continuidad (NGR abierta) hace que el sistema pase a estar aislado de tierra, anula la detección de fallas a tierra por detección de corriente y permite la posibilidad de una sobretensión transitoria; en caso de cortocircuito, el sistema está sólidamente conectado a tierra con la consiguiente corriente de falla a tierra potencialmente alta y un mayor riesgo de arco eléctrico. Por estas razones, las NGRs deben ser monitoreadas continuamente para detectar estas condiciones y también detectar fallas a tierra (incluso durante un modo de falla NGR-abierta). Los monitores de resistencias de puesta a tierra de neutro NGRM500 y NGRM700 de Bender proporcionan las tres funciones de protección requeridas definidas por la sección 10 del Código CE 2021: una falla a tierra en los conductores portadores de corriente, una NGR en cortocircuito y una NGR abierta.

Ventajas del sistema HRG

La puesta a tierra a través de resistencia tiene varias ventajas sobre la puesta a tierra sólida:

Reduce las quemaduras o fusiones en los equipos defectuosos.

Reduce la caída de la tensión de la línea durante un fallo a tierra.

Puede evitar paradas en caso de un primer fallo a tierra, permitiendo que el sistema siga funcionando hasta que se pueda programar una parada ordenada.

Reduce los riesgos de descarga eléctrica y de arco eléctrico, protegiendo al personal y a los equipos.

Reduce las tensiones mecánicas en los circuitos que transportan corrientes de falla a tierra.

Estas ventajas se recogen en la norma IEEE 3003.1: Recommended Practice for System Grounding of Industrial and Commercial Power Systems (Práctica recomendada para la puesta a tierra de sistemas eléctricos industriales y comerciales), y su publicación previa 142-2007, el libro verde.

Los sistemas con conexión sólida a tierra son comunes, pero son susceptibles a los riesgos de arco eléctrico y a la desconexión incontrolada debido a las fallas de tierra. La puesta a tierra de baja resistencia se utiliza a veces para los sistemas de media tensión. Los sistemas sin conexión a tierra se utilizan en algunas industrias y países, y tienen algunas ventajas, como la capacidad de funcionar con una falla a tierra. Bender tiene soluciones de monitorización para cada uno de estos tipos de sistemas eléctricos.

Aplicaciones comunes de HRG

Muchas industrias requieren una alta disponibilidad y dan gran importancia a la protección de los equipos y la seguridad del personal. Es muy común que estas industrias utilicen sistemas de alimentación de alta resistencia con conexión a tierra. Algunos ejemplos son:

Descargas

NombreTipoTamañoIdiomaSello de tiempoD-/B-Número
How to size an NGR (ES) Información técnica 426.7 KB ES2021/05/2626.05.2021

Productos

Monitor de la resistencia de puesta a tierra del neutro (NGR)

LINETRAXX® NGRM500

Monitor para uso en sistemas a tierra de alta resistencia

LINETRAXX® NGRM700

El avanzado monitor de Resistencia de Neutro a Tierra para aplicaciones HRG

Relés de monitorización y medida

RC48C
RC48C

Monitor del hilo piloto/conductor de tierras

Monitor de la resistencia de puesta a tierra del neutro (NGR)

LINETRAXX® NGRM500

Monitor para uso en sistemas a tierra de alta resistencia

Detalles
LINETRAXX® NGRM700

El avanzado monitor de Resistencia de Neutro a Tierra para aplicaciones HRG

Detalles

Relés de monitorización y medida

RC48C
RC48C

Monitor del hilo piloto/conductor de tierras

Detalles

Normas

IEEE Std. 3003.1

Recommended Practice for System Grounding of Industrial and Commercial Power Systems

IEEE C57.32

Standard for Requirements, Terminology, and Test Procedures for Neutral Grounding Devices

NFPA 70

National Electrical Code

CSA C22.1

Canadian Electrical Code
 

Accionamiento y cintas de transporte

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