1.1 - PUESTA A TIERRA Y CONEXIÓN EQUIPOTENCIAL
1.1.2 - Corriente de Falla
La primera tarea de un sistema de puesta a tierra, conducir de forma segura las corrientes de falla a tierra, es también una fuente de esfuerzo en las conexiones de puesta a tierra. Las fuerzas electromagnéticas se desarrollan rápidamente y ejercen un esfuerzo mecánico a todos los puntos de conexión. La magnitud y dirección de la fuerza mecánica se relaciona al camino de conducción, a la proximidad del conductor y a la magnitud de la corriente de falla.
Además de la tensión física, las conexiones a tierra también deben soportar un elevado choque térmico debido al paso de la corriente de falla. Dependiendo de cómo los electrodos del sistema de puesta a tierra son dimensionados, las temperaturas en el conductor pueden alcanzar de 250°C (para el cobre en aplicaciones de tensiones) hasta encima de los 600°C. El conector debe ser capaz de manejar estas temperaturas extremas sin pérdida de integridad.
1.1.3 Aplicaciones Especiales de Puesta a Tierra
Aparecen condiciones especiales en el sistema de puesta a tierra cuando se consideran todas las estructuras que requieren conexión equipotencial a la red de puesta a tierra. Para proteger al personal de potenciales tensiones peligrosas, se debe unir el sistema de puesta a tierra a estructuras conductivas sin circuito, tales como cercas, tuberías de agua y acero estructural. Estas estructuras a menudo requieren consideraciones especiales para su conexión debido a sus materiales y a su configuración geométrica.
A menudo las cercas tipo poste, las puertas, y el cableado tipo malla y lengüeta requieren ser conectadas al sistema de puesta a tierra. Las conexiones en postes requieren de conectores adecuados a una geometría tipo tubo. Las conexiones a puertas requieren flexibilidad para resistir la ruptura debido a los ciclos repetidos de apertura y de cierre.
Las conexiones a tuberías (incluyendo postes, tuberías de agua, conductos, etc.) están sujetas a la corrosión galvánica, especialmente cuando las tuberías son de derivados de hierro. La mayoría de los conectores de tuberías son mecánicos y están hechos de cobre o de aleaciones basadas en cobre para asegurar una conexión más duradera al terminal a tierra. Los conectores mecánicos permiten la conexión directamente a la circunferencia de la tubería, aunque para aplicaciones de baja corriente también son adecuados los del tipo de brida de la tubería.
En algunos casos, las conexiones a la tubería están hechas de soldaduras. Sin embargo, antes de soldar a una tubería, es necesario entender completamente su uso. La pared o brida de la tubería se debilitará estructuralmente por el calor intenso del proceso de soldado, y puede eventualmente ocasionar una falla operacional. Cuando se encuentre en duda de la extensión del daño que puede ocasionar una soldadura, es mejor usar medios alternativos de conexión.
La conexión al acero estructural tiene similares requerimientos a los descritos para las tuberías, incluyendo su configuración única, el potencial a la corrosión y a la dependencia estructural. Muchos ingenieros de estructuras y arquitectos no permitirán el taladrado o soldado a las vigas tipo I. Como resultado, son necesarios métodos alternativos de conexión. La Figura 1.1-2 muestra un conector mecánico de viga tipo I con conexiones para barras de compresión a tierra usados en una aplicación temporal a tierra.
Se deben tener muy en cuenta las capas protectoras a la corrosión cuando se hacen conexiones a componentes fuera del circuito. A los encerramientos pintados o las superficies con epóxico se deben retirar estas capas no conductivas antes de hacer las conexiones. Sin embargo, con superficies plateadas, tales como de acero galvanizado, no deben retirarse estas capas. Las capas de plata han sido especificadas para aumentar la longevidad de la función primaria del objeto. En estos casos, puede que no sea posible usar procesos de soldado para hacer las conexiones. El calor extremo fundirá las capas y expondrá el material de base para la corrosión.
Figura 1.1-2 Conexión Estructural de Acero
Sin importar el tipo de acabado, el área de contacto debería ser limpiado y debe aplicársele un adecuado compuesto inhibidor de óxido antes de hacer la conexión. Además, las conexiones al sistema de puesta a tierra deberían ser hechos a ambos lados de los acopladores no metálicos; por ejemplo, aquellos usados para unir las secciones de las tuberías.
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