<p style=”text-align: justify;”>Un sistema sin conexión a tierra es aquel en el que el neutro no está conectado a tierra. Por lo tanto, el neutro del sistema sin conexión a tierra está aislado. Arcing Ground es un fenómeno eléctrico en el que el voltaje de la fase defectuosa fluctúa debido a la corriente de carga capacitiva. Este fenómeno de arco a tierra prevalece en un sistema neutro trifásico sin conexión a tierra. No te preocupes, te lo explicaré detalladamente.
Sabemos que una línea de transmisión tiene una capacitancia de derivación asociada. Debido a esta capacitancia de derivación, una corriente de carga fluye de línea a tierra en condiciones normales de funcionamiento. Consideremos un sistema neutro trifásico sin conexión a tierra como se muestra en la figura a continuación.
Como se muestra en la figura anterior, la capacitancia de derivación para cada línea es C. IA, IB e IC son la corriente de carga correspondiente a las tres fases A, B y C. En condiciones normales de funcionamiento, estas corrientes de carga se adelantarán 90° a la tensión de fase correspondiente. . Por lo tanto, si dibujamos el fasor para esto, entonces se verá como a continuación.
Observe cuidadosamente que IA, IB e IC están adelantando la tensión de fase VA, VB y VC en un ángulo de 90°. Pero los ángulos entre las tres corrientes de carga se mantienen en 120°. Así podemos decir que, las corrientes de carga están balanceadas y por lo tanto,
IA+IB+IC = 0
Por lo tanto, no habrá flujo de corriente a través del neutro. Por lo tanto, el potencial de neutral se mantendrá en el potencial de tierra.
Consideremos ahora una condición de falla. Suponga que se produce una falla de una sola línea a tierra en la fase C, como se muestra en la figura a continuación.
La corriente de falla en este caso completará su circuito como se muestra en la figura anterior. La corriente de falla IC será igual al vector algunos de IA e IB. Por lo tanto,
CI = IA + IB
Tenga en cuenta aquí que, IC en la fase C fluirá hacia el neutral. Por lo tanto, podemos decir que el voltaje de fase de la fase C ha invertido su dirección. Esto, a su vez, significa que el voltaje del punto neutro se ha desplazado del potencial de tierra al voltaje de fase.
Debido a este cambio de voltaje neutral, el voltaje de la fase saludable será igual al voltaje de línea. Esto se puede entender bien aplicando la ley de voltaje de Kirchhof en el bucle de corriente de la fase A.
(VC – VN) + (VN-VA) + (VA-VC) = 0
Entonces,
(VA-VN) = (VC – VN) + (VA – VC)
= -VC + (VA – 0)
= -VC + VA
= VA – VC = Voltaje de línea = VAC
Pero VA – VN = Voltaje de fase de una fase. Por lo tanto, observamos que el voltaje de la fase sana aumenta al voltaje de línea, es decir, √3Vph. Debido a este voltaje elevado de las fases sanas, las corrientes de carga aumentarán.
IA = √3Vph / XC
y IB = √3Vph / XC
donde XC es la reactancia capacitiva.
Estas corrientes de carga ahora se adelantarán con sus respectivos voltajes en 90° como se muestra en el diagrama fasorial anterior. Pero tenga en cuenta que, esta vez, el voltaje es el voltaje de línea.
Por lo tanto, la corriente de falla será,
IC = IA + IB (suma vectorial, correlacione con el diagrama fasorial)
= 3Vph/XC
De la expresión anterior de corriente de falla, es claro que la corriente de carga en la fase de falla es tres veces mayor que la corriente de carga normal. Debido a esto, se producirán fuertes arcos en la fase de falla. Este fenómeno de formación de arcos se conoce como Arcing Ground. La bobina de Peterson se utiliza para la eliminación de la formación de arcos.
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