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.