Los sistemas eléctricos son puestos a tierra para limitar las sobretensiones eléctricas debidas a descargas atmosféricas, transitorios en la red o contacto accidental con líneas de alta tensión, y para estabilizar la tensión eléctrica a tierra durante su funcionamiento normal, es un elemento de seguridad en una instalación eléctrica. Sirve para conectar partes metálicas de equipos al terreno (partes que normalmente no conducen corriente), y evitar que su usuario reciba una descarga eléctrica en caso de falla ó accidente de ése equipo.
Sistemas y circuitos de corriente alterna (c.a.) que deben ser puestos a tierra
Los sistemas y circuitos de c.a. que deben ser puestos a tierra son:
a) Circuitos de c.a. de menos de 50 Volts
Los circuitos de corriente alterna de menos de 50 V se deben poner a tierra en cualquiera de las siguientes circunstancias:
1) Cuando estén alimentados por transformadores, si el sistema de suministro del transformador excede de 150 V a tierra.
2) Cuando estén alimentados por transformadores si el sistema que alimenta al transformador no está puesto a tierra.
3) Cuando estén instalados como conductores aéreos fuera de los inmuebles.
b) Sistemas de c.a. de 50 Volts a 1 000 Volts
Las acometidas de vivienda y comerciales comúnmente entran en esta categoría y deben tener conexión a tierra en cualquiera de las siguientes circunstancias:
1) Cuando el sistema puede ser puesto a tierra de modo que la tensión eléctrica máxima a tierra de los conductores no puestos a tierra no exceda 150 V.
2) Cuando en un sistema de tres fases y cuatro conductores conectado en estrella el neutro se utilice como conductor del circuito.
3) Cuando en un sistema de tres fases y cuatro conductores conectado en delta el punto medio del devanado de una fase se utilice como conductor del circuito.
4) Cuando un conductor de acometida puesto a tierra no esté aislado.
La conexión a tierra (la puesta a tierra) se realiza por medio de un elemento metálico, que se encuentra enterrado ó en contacto con el terreno, se denomina “electrodo de tierra”. La unión electrodo-terreno es la conexión a tierra.
Es fundamental la protección contra fallas de aislamiento que originan la aparición de tensiones por contactos indirectos.
Las tensiones por contactos indirectos se originan en las estructuras metálicas de los equipos eléctricos, cuando un conductor o terminal energizado, ante la pérdida de aislamiento, establece contacto con la estructura metálica energizando esta.
La puesta a tierra de instalaciones eléctricas está relacionada en primer lugar con la seguridad. El sistema de puesta a tierra se diseña normalmente para cumplir dos funciones de seguridad. La primera es establecer conexiones equipotenciales.
Toda estructura metálica conductiva expuesta que puede ser tocada por una persona, se conecta a través de conductores de conexión eléctrica. La mayoría de los equipos eléctricos se aloja en el interior de cubiertas metálicas y si un conductor energizado llega a entrar en contacto con éstas, la cubierta también quedará temporalmente energizada.
La conexión eléctrica es para asegurar que, si tal falla ocurriese, entonces el potencial sobre todas las estructuras metálicas conductivas expuestas sea virtualmente el mismo. En otras palabras, la conexión eléctrica iguala el potencial en el interior del local, de modo que las diferencias de potencial resultantes son mínimas. De este modo, se crea una “plataforma” equipotencial.
Si una persona está en contacto simultáneamente con dos piezas diferentes de una estructura metálica expuesta, el conductor de conexión eléctrica debiera garantizar que la persona no reciba un choque eléctrico, haciendo que la diferencia de potencial entre los equipos sea insuficiente para que esto ocurra.
En la casa, la conexión eléctrica garantiza que si ocurriese una falla a la cubierta metálica de una máquina lavadora u otro electrodoméstico, cualquier persona que estuviese tocando en el momento de falla simultáneamente uno de estos equipos y el estanque metálico, no experimentaría un choque eléctrico.