En condiciones normales de funcionamiento, un conductor de protección no transporta absolutamente nada. La corriente fluye por las fases, el equipo emite un zumbido y la conexión a tierra permanece inactiva.
Entonces se produce una falla y, durante una fracción de segundo, ese núcleo silencioso se convierte en el conductor más importante de la instalación. Si es continuo y tiene la sección transversal adecuada, el dispositivo funciona y la falla se elimina. Si no lo es, la falla persiste.
La diferencia entre esos dos resultados se resuelve mucho antes de que se produzca el fallo, normalmente en una frase de especificación que se copió de un proyecto anterior.
El núcleo que carga con la culpa
Un conductor de protección proporciona la vía de retorno para la corriente de falla, de modo que el dispositivo de protección reciba suficiente corriente para operar rápidamente. Además, mantiene las partes metálicas expuestas a un potencial de tierra o cercano a él mientras persiste la falla.
Estas dos funciones están relacionadas, pero no son idénticas. Una se refiere a la rapidez con la que funciona el dispositivo, y la otra a la experiencia de la persona que toca la carcasa durante ese tiempo.
Ambos dependen de la impedancia del camino entre la falla y la fuente, razón por la cual el conductor, sus conexiones y la disposición de la puesta a tierra en ambos extremos se consideran en conjunto.
Un conductor con una sección transversal adecuada pero mal conectado en uno de sus extremos seguirá fallando, y ese fallo generalmente se detecta mediante pruebas en lugar de mediante inspección.
Un conductor de protección transporta la corriente de falla, no la corriente de carga, razón por la cual a menudo se especifica por costumbre en lugar de por cálculo.
Qué debe hacer el conductor de protección
De la corriente de falla que se espera que transporte se derivan cinco funciones.
Conduce la corriente de falla
La sección transversal debe soportar la corriente durante el tiempo que tarda el dispositivo en funcionar, no durante un período de tiempo estable.
Mantenga bajo el voltaje táctil.
Durante la falla, los componentes metálicos conectados al conductor deben mantenerse a un potencial que limite lo que una persona podría experimentar.
Mantente continuo
Cada junta, prensaestopas, lengüeta y conexión de la carcasa forma parte del circuito, y una sola conexión suelta invalida el diseño.
Trabajar con el dispositivo
La protección debe funcionar dentro del tiempo que el cable y el conductor puedan tolerar, lo que vincula el dimensionamiento con la configuración de la protección.
Permanecer identificable
El conductor debe ser fácilmente identificable en toda la instalación para que los trabajos posteriores no lo alteren accidentalmente.
La continuidad de la tierra es la propiedad que hace que la protección funcione, y depende de cada conexión a lo largo del recorrido, no solo del núcleo del cable.
De dónde proviene el Sendero de la Tierra
Son comunes cuatro configuraciones, y cada una impone diferentes exigencias a la instalación del cable.
| Acuerdo | Sendero terrestre | Puntos a revisar |
|---|---|---|
| Núcleo dedicado en el cable | Un conductor independiente que recorre toda la longitud | Tamaño del núcleo, terminaciones en cada extremo, identificación |
| Armadura de cable utilizada como camino | La armadura metálica y las glándulas | Contacto de la prensaestopas, continuidad a través de las juntas, protección contra la corrosión |
| Pantalla o revestimiento metálico | La pantalla o cubierta del cable | Unión en cada extremo, continuidad a través de las juntas. |
| Conductor independiente a lo largo de la ruta | Un conductor externo tendido junto con el cable | Protección mecánica, separación, juntas e identificación |
La última opción es legítima y la más fácil de dañar, por lo que su protección es tan importante como su tamaño.
El blindaje del cable se utiliza con frecuencia como conductor de tierra, y esa elección conlleva sus propios requisitos para las terminaciones en cada extremo.
¿Qué hábito falla?
Los conductores de protección suelen heredarse de un proyecto anterior en lugar de diseñarse específicamente para el actual.
- Un cuarto núcleo reducido, heredado de una especificación anterior con un nivel de fallo diferente.
- Se confiaba en la armadura como vía terrestre sin comprobar que las glándulas hicieran y mantuvieran el contacto.
- Un conductor de tierra independiente tendido sin protección en el punto donde cruza una vía de circulación.
- Se asume la continuidad en una junta que ha sido rehecha por un contratista diferente.
- Se pierde la identificación cuando un conductor pasa a través de una carcasa o una pared.
Cada uno de estos elementos es invisible durante el funcionamiento normal y decisivo en caso de fallo.
El cuarto núcleo en un cable de cuatro núcleos existe por una razón, y reducirlo para ahorrar costes cambia aquello en lo que se puede confiar para la protección.
¿Qué cambia la respuesta?
Cuatro cambios invalidan una trayectoria terrestre que anteriormente era adecuada.
| Cambiar | Efecto en la trayectoria | Qué verificar |
|---|---|---|
| Mayor nivel de falla en la fuente | Mayor corriente a través del mismo conductor | Resistencia del conductor y del dispositivo |
| Alimentador más largo | Mayor impedancia, menor corriente de falla. | Si el dispositivo sigue funcionando lo suficientemente rápido |
| Juntas o terminaciones de repuesto | Nuevas conexiones en el camino | Continuidad y rigidez después del trabajo |
| Corrosión o daños mecánicos | Mayor resistencia o una rotura | Estado de las glándulas, las uniones y las secciones enterradas |
La segunda fila es la que resulta contraintuitiva: una ruta más larga puede ralentizar la protección a la vez que reduce la corriente de falla.
Las comprobaciones del bucle de fallos confirman que la ruta es continua y de una impedancia lo suficientemente baja como para que el dispositivo funcione dentro del tiempo requerido.
Una glándula lo suficientemente tensa como para verse bien.
Situación: Una instalación industrial había utilizado la armadura del cable como conexión a tierra para un grupo de alimentadores de motores, verificándose la continuidad durante la puesta en marcha.
Hallazgo: Varios años después, una falla en un alimentador no se solucionó rápidamente. La investigación reveló que el blindaje de una de las prensaestopas se había corroído debido a la acumulación de humedad en la carcasa, y la resistencia de contacto en esa terminación había aumentado considerablemente.
Decisión: Se inspeccionaron todas las glándulas del grupo, se volvió a sellar y drenó el recinto afectado, y se añadió un conductor protector independiente a cada alimentador como disposición permanente.
Resultado: La protección funcionó correctamente tras el cambio. El diseño original no era erróneo, y simplemente su estado no formaba parte de la rutina de mantenimiento.
Armadura, pantalla y continuidad
El uso de la armadura como conductor de protección es una práctica común en muchas instalaciones y resulta eficaz si se respetan los detalles. El prensaestopas debe establecer un contacto fiable con la armadura, y la carcasa debe mantener dicho contacto durante toda la vida útil de la instalación.
Cuando los cables pasan por empalmes, la continuidad de la conexión a tierra forma parte del empalme, no es un añadido posterior. Un empalme que restablece los conductores pero no la conexión a tierra deja el circuito incompleto.
Las pantallas y las vainas utilizadas como vías de puesta a tierra se comportan de manera similar y presentan sus propios requisitos para la conexión equipotencial en los extremos y para el tratamiento de cualquier tensión en la vaina.
La cuestión práctica para cualquier instalación es si el trazado subterráneo resistirá el agua, la corrosión y el mantenimiento que requerirá realmente la ruta.
Antes de la energización
En la secuencia de puesta en marcha deben incluirse cuatro comprobaciones en la conexión a tierra.
Continuidad de principio a fin
Medido en el extremo más alejado del circuito, incluyendo cualquier empalme, en lugar de basarse en lo que se indica en el dibujo.
Terminaciones correctas
Orejetas, prensaestopas y uniones ajustadas correctamente, registrándose los valores de torque.
Estado del recinto
La entrada de agua y la corrosión en las juntas son las causas más comunes de un deterioro gradual en el circuito.
Identificación en el lugar
El director de orquesta marcó y registró la información para que los trabajos posteriores sepan qué están viendo.
Pruebas y registros
Un pequeño conjunto de registros mantiene la credibilidad de la trayectoria terrestre durante la vida útil de la instalación.
- Resultados de las pruebas de continuidad y de bucle de fallos, con el instrumento utilizado y su fecha de calibración.
- Ya sea que la ruta utilice un núcleo dedicado, la armadura, la pantalla o un conductor separado.
- Tipos de terminación y valores de par en ambos extremos de cada circuito.
- El nivel de fallo que asumió el diseño, ya que un cambio en la red afecta a la respuesta.
- Cualquier modificación en las juntas, uniones o recintos, con la fecha y el motivo.
En conjunto, estos elementos permitieron que un ingeniero posterior confirmara el diseño en lugar de tener que rehacerlo.
Lo que el proveedor puede confirmar
El fabricante del cable puede especificar la sección transversal del conductor de tierra, la construcción de la armadura y el material de la pantalla o cubierta. Estos son los datos físicos de los que depende la conexión a tierra.
El fabricante no puede decidir el nivel de fallo, seleccionar el dispositivo de protección ni establecer el tiempo de funcionamiento del dispositivo. Esos aspectos corresponden al diseño de la instalación.
Cuando el acuerdo se establece antes de realizar el pedido, el cable llega con una construcción que se adapta a la ruta de tierra elegida, ya sea un núcleo de tamaño completo, un núcleo reducido, la armadura o la pantalla.
Cuando se instala posteriormente, la instalación suele quedar dependiendo de una armadura cuyos detalles de las juntas nunca formaron parte de la conversación de diseño.
Entradas de RFQ para la ruta terrestre
Estos detalles permiten que el conductor dentro del cable coincida con la trayectoria de tierra que la instalación pretende utilizar.
- la trayectoria de tierra propuesta para cada circuito, incluido cualquier uso de blindaje.
- el nivel de falla y el tiempo de operación que se deben coordinar con
- la sección transversal requerida para el conductor de protección
- el tipo de armadura y el material donde forma parte del camino
- los tipos de glándulas y terminaciones que realizarán las conexiones
- la identificación y el etiquetado requeridos a lo largo de la ruta
- las pruebas de continuidad y de bucle de fallos previstas en la puesta en marcha
- los registros que el propietario espera conservar después de la entrega
Las normas técnicas como IEC 60502 , IEC 60228 e IEC 60332 permiten unificar la terminología de construcción y ensayo de cables. La especificación del proyecto aprobada, la normativa local aplicable y la autoridad de diseño cualificada siguen rigiendo la decisión final sobre el sistema.
Soporte de cables JINCHUAN para conductores de protección y puesta a tierra de cables.
JINCHUAN Cable suministra cables con la sección transversal del núcleo de tierra y la construcción de armadura que requiere una vía de tierra, y puede confirmar los materiales de pantalla y cubierta disponibles.
Revise la gama de cables y el perfil de fabricación , y luego defina el trazado de tierra antes de ordenar la construcción.
Decida la ruta de conexión a tierra antes de pedir el cable, ya que esta elección cambia lo que contiene y cómo debe terminarse.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un conductor de protección?
Es el conductor el que transporta la corriente de falla y mantiene las partes metálicas expuestas cerca del potencial de tierra, de modo que la protección funcione rápidamente durante una falla.
¿Es lo mismo que un cable de tierra?
Cumple la misma función. El término conductor de protección describe su función en la instalación, más que un producto en particular.
¿Se puede utilizar la armadura del cable como vía de puesta a tierra?
Sí, donde las glándulas establecen y mantienen un contacto fiable con la armadura, y donde se mantiene la continuidad en cada junta y compartimento.
¿Por qué supone un riesgo la reducción del cuarto núcleo?
Porque es posible que se haya elegido para un nivel de falla diferente. Si el nivel de falla o la ruta han cambiado desde entonces, es posible que el conductor ya no sea adecuado.
¿Cómo se determina el tamaño?
A partir de la corriente de falla y el tiempo que tarda el dispositivo en eliminarla, junto con el requisito de limitar el voltaje de contacto durante la falla.
¿Qué es una comprobación de bucle de fallos?
Confirma que el circuito es continuo y de impedancia suficientemente baja para que el dispositivo de protección funcione en el tiempo requerido.
¿Un cable más largo empeora las cosas?
Esto aumenta la impedancia, lo que reduce la corriente de falla y puede ralentizar el dispositivo. Esto es lo contrario de lo que mucha gente espera.
¿Cómo le afecta la corrosión?
La corrosión en una junta o unión aumenta la resistencia en el circuito, y una falla que antes se solucionaba rápidamente puede que no lo haga.
¿Qué se debe registrar?
La configuración utilizada, los resultados de los bucles de continuidad y de falla, los tipos de terminación y los pares de torsión, el nivel de falla asumido y cualquier modificación posterior.
¿Cómo puede el cable JINCHUAN soportar la trayectoria terrestre?
JINCHUAN Cable indica la sección transversal del núcleo de tierra y la construcción de la armadura disponibles, y confirma los materiales de la pantalla y la cubierta del cable suministrado.
