Teor铆a del sistema de arcos tierra-sin tierra

<p style=”text-align: justify;”>Un sistema sin conexi贸n a tierra es aquel en el que el neutro no est谩 conectado a tierra. Por lo tanto, el neutro del sistema sin conexi贸n a tierra est谩 aislado. Arcing Ground es un fen贸meno el茅ctrico en el que el voltaje de la fase defectuosa fluct煤a debido a la corriente de carga capacitiva. Este fen贸meno de arco a tierra prevalece en un sistema neutro trif谩sico sin conexi贸n a tierra. No te preocupes, te lo explicar茅 detalladamente.

Sabemos que una l铆nea de transmisi贸n tiene una capacitancia de derivaci贸n asociada. Debido a esta capacitancia de derivaci贸n, una corriente de carga fluye de l铆nea a tierra en condiciones normales de funcionamiento. Consideremos un sistema neutro trif谩sico sin conexi贸n a tierra como se muestra en la figura a continuaci贸n.

arco-tierra-1

Como se muestra en la figura anterior, la capacitancia de derivaci贸n para cada l铆nea 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 adelantar谩n 90掳 a la tensi贸n de fase correspondiente. . Por lo tanto, si dibujamos el fasor para esto, entonces se ver谩 como a continuaci贸n.

arco-tierra-sin-tierra-sistema

Observe cuidadosamente que IA, IB e IC est谩n adelantando la tensi贸n de fase VA, VB y VC en un 谩ngulo de 90掳. Pero los 谩ngulos entre las tres corrientes de carga se mantienen en 120掳. As铆 podemos decir que, las corrientes de carga est谩n balanceadas y por lo tanto,

IA+IB+IC = 0

Por lo tanto, no habr谩 flujo de corriente a trav茅s del neutro. Por lo tanto, el potencial de neutral se mantendr谩 en el potencial de tierra.

Consideremos ahora una condici贸n de falla. Suponga que se produce una falla de una sola l铆nea a tierra en la fase C, como se muestra en la figura a continuaci贸n.

arco-falla-a-tierra-sistema-sin-tierra

La corriente de falla en este caso completar谩 su circuito como se muestra en la figura anterior. La corriente de falla IC ser谩 igual al vector algunos de IA e IB. Por lo tanto,

CI = IA + IB

Tenga en cuenta aqu铆 que, IC en la fase C fluir谩 hacia el neutral. Por lo tanto, podemos decir que el voltaje de fase de la fase C ha invertido su direcci贸n. Esto, a su vez, significa que el voltaje del punto neutro se ha desplazado del potencial de tierra al voltaje de fase.

tierra arqueada

Debido a este cambio de voltaje neutral, el voltaje de la fase saludable ser谩 igual al voltaje de l铆nea. Esto se puede entender bien aplicando la ley de voltaje de Kirchhof en el bucle de corriente de la fase A.

(VC 鈥 VN) + (VN-VA) + (VA-VC) = 0

Entonces,

(VA-VN) = (VC 鈥 VN) + (VA 鈥 VC)

= -VC + (VA 鈥 0)

= -VC + VA

= VA 鈥 VC = Voltaje de l铆nea = 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 l铆nea, es decir, 鈭3Vph. Debido a este voltaje elevado de las fases sanas, las corrientes de carga aumentar谩n.

IA = 鈭3Vph / XC

y IB = 鈭3Vph / XC

donde XC es la reactancia capacitiva.

Estas corrientes de carga ahora se adelantar谩n con sus respectivos voltajes en 90掳 como se muestra en el diagrama fasorial anterior. Pero tenga en cuenta que, esta vez, el voltaje es el voltaje de l铆nea.

Por lo tanto, la corriente de falla ser谩,

IC = IA + IB (suma vectorial, correlacione con el diagrama fasorial)

= 3Vph/XC

De la expresi贸n 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 producir谩n fuertes arcos en la fase de falla. Este fen贸meno de formaci贸n de arcos se conoce como Arcing Ground. La bobina de Peterson se utiliza para la eliminaci贸n de la formaci贸n de arcos.

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