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{{DISPLAYTITLE:Sistema de puesta a tierra}}[[Category:Grounding]]
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Un sistema de puesta a tierra crea una conexión de baja resistencia entre el equipo del sistema y/o un conductor del sistema (llamado un conductor puesto a tierra o conductor neutro) a la tierra mediante el uso de un electrodo de de puesta a tierra. Un sistema de puesta a tierra no es necesario para que funcione un sistema eléctrico, los sistemas de distribución eléctrica en algunos países carecen de cualquier tipo de puesta a tierra y otros tienen complejos sistemas de puesta a tierra con dispositivos de medición adicionales para proteger a los usuarios. Es común que pequeños sistemas FV autónomos carezcan de un sistema de puesta a tierra, ya que aumenta significativamente los costos y el tiempo de instalación y es posible que no produzca beneficios significativos. A medida que aumenta el tamaño de un sistema, la tensión y el costo del sistema, aumentan los beneficios de un sistema de puesta a tierra. El [[Special:MyLanguage/Electrical codes|código eléctrico]] de cada país contiene información sobre los requisitos y el equipo adecuado para el lugar.<ref name="cahiertechnique"> Cahiers Techniques 173: Earthing Systems Worldwide and Evolutions https://www.mikeholt.com/documents/mojofiles/electricalearthingworldwide.pdf</ref>

Además, es necesario consultar el manual para cualquier [[Special: MyLanguage/Charge controller|controlador de carga]] o [[Special:MyLanguage/Inverter|inversor]] antes de decidirse por un esquema de puesta a tierra, ya que pueden tener diferentes requisitos de puesta a tierra. Hay algunos casos que vale la pena resaltar aquí:
* Hay algunos inversores pequeños - [[Special:MyLanguage/Inverter|onda sinusoidal modificada]] y [[Special:MyLanguage/Inverter|onda cuadrada]] - que se destruirán si se conectan en un sistema que tiene una puesta a tierra de sistea CA y una puesta a tierra CC, ya que no aíslan correctamente su entrada de CC de la salida de CA.
*Hay algunos controladores de carga que están diseñados para aplicaciones específicas, como instalaciones de telecomunicaciones remotas, que tienen una conexión a tierra positiva.

==Terminología de puesta a tierra==

[[File:Groundinglabed201201.png|thumb|right|Diagrama de cableado de un sistema FV autónomo con un controlador de carga con control de iluminación de CC y un inversor para cargas de CA. El sistema está diseñado con una configuración de puesta a tierra TN-S.]]

La mayoría de los equipos para sistemas autónomos se pueden utilizar en una variedad de configuraciones de puesta a tierra diferentes; no existe una configuración universal. El enfoque aquí estará en una configuración de puesta a tierra TN-S, que se usa comúnmente para instalaciones FV autónomos. Esta configuración tiene una puesta a tierra de sistema CA con un conductor puesta a tierra (neutro). Hay un conductor puesto a tierra de equipos separada para cada circuito para conectar todas las partes metálicas del sistema que no transportan corriente (gabinetes, cajas de conexiones, componentes principales del sistema, etc).<ref name="smagrounding"> SMA Grounding in Off-grid Systems: Design of TN and TT Off-Grid  https://files.sma.de/downloads/SI-OffGrid-Grounding-TI-en-11.pdf</ref> Una configuración de puesta a tierra TN-S tiene dos funciones principales que trabajan juntas:

* '''Puesta a tierra del sistema:''' la conexión a tierra del sistema se crea conectando un conductor de corriente de un sistema eléctrico a tierra. Una conexión a tierra adecuada del sistema proporciona un medio para disipar el exceso de electricidad estática creada por la fricción o los rayos. Esto ayuda a garantizar una tensión estable y protege el equipo del sistema contra daños.
* '''Puesta a tierra del equipo:''' la conexión a tierra del equipo se crea conectando a tierra todos los componentes metálicos que no transportan corriente de un sistema. Esto crea una ruta para que cualquier corriente creada por una falla, debido a una falla del aislamiento o una conexión suelta, regrese a través de la conexión a tierra del equipo o la tierra al conductor conectado a tierra.

Un sistema de puesta a tierra adecuado requiere varios componentes diferentes que estén conectados entre sí para que el sistema funcione de manera eficaz y segura.

{|class="wikitable" border=1
!Componente
!Función
|-
|(1) Electrodo de puesta a tierra
|El punto de conexión entre la tierra y el sistema eléctrico. Es importante que un electrodo de puesta a tierra tenga suficiente área de superficie en contacto con la tierra para establecer una buena conexión. Hay muchos tipos diferentes de [[Special:MyLanguage/Grounding system sizing and selection|electrodos de puesta a tierra]]: varillas de cobre, varillas de acero, placas de cobre, las tuberías metálicas de un edificio o una conexión adecuada a la barra de refuerzo utilizada en los cimientos de una edificio. El electrodo de puesta a tierra apropiado variará según el [[Special: MyLanguage/Electrical codes|código eléctrico]], el edificio y el tipo de suelo.
|-
|(2) Conductor del electrodo de puesta a tierra (CEPT)
|La conexión que va desde el electrodo hasta la ubicación del resto del equipo eléctrico, generalmente un cable que va desde el electrodo de conexión a tierra hasta un embarrado de puesta a tierra en el panel de distribución principal.
|-
|(3) Conductor de puesta a tierra de equipos (PTE)
|La conexión que va desde el embarrado de puesta a tierra en el panel de servicio principal a todos los componentes metálicos que no transportan corriente de un sistema (conducto, carcasa del inversor, carcasa del controlador de carga, gabinetes, etc.).
|-
|(4) Puesta a tierra del sistema de CC
| La conexión entre un conductor portador de corriente CC en un sistema eléctrico y el conductor de electrodo de puesta a tierra - comúnmente realizado a través de un [[Special: MyLanguage/Ground fault protection device|dispositivo de protección de falla a tierra]].
|-
|(5) Puesta a tierra del sistema de CA
| La conexión entre un conductor portador de corriente CA en un sistema eléctrico y el conductor del electrodo de puesta a tierra, generalmente se realiza inmediatamente después de la salida del inversor en un embarrado utilizado para el circuito de salida del inversor o en el panel de distribución principal. La conexión se realiza desde el embarrado de puesta a tierra principal al embarrado del conductor puesto a tierra. Hay algunos inversores que vienen con un sistema de tierra interno preestablecido, por ejemplo, cualquiera que viene con un [[Special:MyLanguage/Ground fault protection device|dispositivo de protección de falla a tierra (GFPD)]] integrado. No se debe crear una segunda conexion a tierra - si hay mas que uno el sistema no funcionará bien.
|}

Es importante conocer varios términos que se utilizan cuando se habla de sistemas FV autónomos y el concepto de puesta a tierra:

{|class="wikitable" border=1 style="width: 74%;"
!Término
!Definición
|-
|Conductor no portador de corriente
| Un conductor que no está diseñado para transportar corriente regularmente como parte del funcionamiento normal de un sistema eléctrico. Todos los conductores que pertenecen al cableado de puesta a tierra encajan en esta categoría.
|-
|Conductor portador de corriente
|Un conductor destinado a transportar corriente de forma regular como parte del funcionamiento normal de un sistema eléctrico. Todos los circuitos relacionados con la generación de energía, el almacenamiento de energía y la distribución a cargas encajan en esta categoría.
|-
|Sistema puesto a tierra
|Un sistema que tiene una conexión a tierra de CA o CC. El sistema puede ser un sistema con conexión a tierra de CC, un sistema con conexión a tierra de CA o un sistema con conexión a tierra de CA y CC. Hay al menos un conductor de corriente conectado a tierra en el sistema.
|-
|Sistema no puesto a tierra
|Un sistema que no tiene ningúna puesta a tierra del sistema. No hay ningún conductor puesto a tierra en este tipo de sistema.
|-
|Conductor puesto a tierra
|Un conductor portador de corriente que tiene una conexión establecida a tierra por la puesta de tierra del sistema CC o CA.
|-
|Conductor no puesto a tierra
|Un conductor portador de corriente que no tiene una conexión establecida a tierra por una tierra del sistema de CA o CC.
|}

==Fallas a tierra==
[[File:Groundfaultlabeled.png|thumb|right|Diagrama de cableado de un sistema FV autónomo con un controlador de carga con control de iluminación de CC y un inversor para cargas de CA. Este sistema tiene  una falla a tierra de CA.]]

Una falla a tierra ocurre cuando un conductor portador de corriente de un sistema eléctrico tiene una falla de aislamiento o se suelta de una conexión y hace contacto con algo que tiene una conexión a tierra. Las fallas a tierra pueden ser muy peligrosas porque pueden provocar electrocuciones e incendios, por lo que es importante identificarlas lo antes posible y desactivarlas. Cuando hay una falla a tierra, la corriente se escapa de los cables de un circuito y busca otros caminos para poder completar el circuito. Una persona que agarra algo que ha sido energizado por una falla a tierra puede convertirse en un camino para completar el circuito y electrocutarse.
En un sistema debidamente conectado a tierra, el escenario de falla a tierra más común es una falla a tierra entre un conductor portador de corriente no puesto a tierra (conductor negro) y un equipo conectado a un conductor puesto a tierra de equipos (PTE). Una falla a tierra puede ocurrir con un conductor puesto a tierra, pero normalmente no será aparente hasta que haya una segunda falla a tierra que involucre al conductor no puesto a tierra (conductor negro).

La puesta a tierra del sistema y la puesta a tierra de equipos funcionan con [[Special:MyLanguage/Overcurrent protection device|dispositivos de protección contra sobrecorriente]], [[Special:MyLanguage/Ground fault protection device|dispositivos de protección contra fallas a tierra]], [[Special:MyLanguage/Residual current device|dispositivos de corriente residual]] y [[Special:MyLanguage/Inverter|los electrónicos del inversor]] para identificar fallas y deshabilitarlas lo más rápido posible mediante [[Special:MyLanguage/Electricity and energy#Circuits| abriendo o aislando]] el circuito. Este sistema funciona porque una falla en el conductor de conexión a tierra del equipo creará un [[Special:MyLanguage/Electricity and energy#Circuits|cortocircuito]] si hay una resistencia lo suficientemente baja, que activará estos dispositivos y hará que [[Special:MyLanguage/Electricity and energy# Circuits|se abre o se aisla]] el circuito.

Una falla a tierra de CA que involucra a un conductor no puesto a tierra generalmente ocurre de la siguiente manera:

#Se produce una falla a tierra entre un equipo conectado a un conductor puesto a tierra de equipos y un conductor no puesto a tierra.
#El conductor puesto a tierra de equipos tiene una conexión, debido a la puesta de tierra del sistema, al conductor puesto a tierra del circuito. La corriente lo sigue porque es una ruta de baja resistencia al conductor puesto a tierra, que completa el circuito.
#La corriente llega al conductor puesto a tierra y esto crea efectivamente un [[Special:MyLanguage/Electricity and energy#Circuits| cortocircuito]] que hace que el inversor suministre una gran cantidad de corriente al circuito de baja resistencia recién creado.
#Este alto flujo de corriente será identificado por la electrónica del inversor, el dispositivo de corriente residual (RCD) o un dispositivo de protección contra sobrecorriente (DPCS) como una falla, lo que hará que uno de ellos se dispare y [[Special: MyLanguage/Electricity and energy #Circuits|abre o aisla]] el circuito. Un RCD o los electrónicos del inversor reaccionará más rápido que un OCPD.

Estos dispositivos solo eliminan el peligro temporalmente, por lo que después de que ocurre una falla a tierra, es necesario hacer un proceso de [[Special:MyLanguage/Troubleshooting|solución de problemas]] para localizar la falla y solucionarla.

==Sistemas puesto y no puesto a tierra en la práctica==
Los conductores portadores de corriente en un circuito se comportarán de manera diferente dependiendo de si están conectados a tierra o no. Los sistemas puestos a tierra y no puestos a tierra tienen cada uno diferentes ventajas y desventajas.

====Sistema no puesto a tierra====
Un conductor no puesto a tierra en un sistema no puesto a tierra solo tendrá una tensión en relación con los otros conductores del sistema que tampoco tienen una conexión a tierra, pero no tendrá una tensión en relación con la tierra. Para que un falla a tierra pase la corriente y dispare un [[Special:MyLanguage/Overcurrent protection device| dispositivo de protección contra sobrecorriente]] o un [[Special:MyLanguage/Residual current device|dispositivo de corriente residual]], se requerirán dos fallas a tierra separadas. Esto significa que una persona podría tocar el [[Special:MyLanguage/Busbar|embarrado]] de cualquiera de los conductores de forma independiente y estar seguro siempre que no haya fallas.

Los sistemas sin conexión a tierra no identifican fácilmente fallas a tierra únicas, lo que representa un peligro de seguridad significativo ya que un usuario o técnico puede no descubrir que existe una falla hasta que se hace contacto con un conductor que no habría tenido tensión a tierra si no hubiera sido por la falla. También pueden crear otros escenarios de doble falla adicionales que no existen en los sistemas puestos a tierra que requieren un DPCS en todos los cables positivos y negativos de un circuito para ser mitigados adecuadamente.

{| class = "wikitable" border = 1 style = "width: 74%;"
!Conductor
!Tensión relativo a otros conductores
|-
|Conductor sin conexión a tierra 1
|Tendrá la tensión de circuito completo en relación con el otro conductor no puesto a tierra. No tendrá una tensión relativo a tierra.
|-
|Conductor sin conexión a tierra 2
|Tendrá una tensión de circuito completo en relación con el otro conductor no puesto a tierra. No tendrá una tensión relativo a tierra.
|-
|Conductores del sistema de puesta a tierra
|No tendrá una tensión en relación con el conductor 1 no puesto a tierra o con el conductor 2 no puesto a tierra.
|}

====Sistema puesto a tierra ====
Un conductor sin conexión a tierra en un sistema conectado a tierra tendrá una tensión relativo al conductor puesto a tierra y a la tierra. Para que una falla a tierra pase la corriente y dispare un [[Special:MyLanguage/Overcurrent protection device|dispositivo de protección contra sobrecorriente]] o un [[Special:MyLanguage/Residual current device|dispositivo de corriente residual]], solo se requiere una falla a tierra: entre el conductor no puesto a tierra y la tierra. Esto significa en este sistema que una persona podría tocar el [[Special:MyLanguage/Busbar|embarrado]] del conductor puesto a tierra o el [[Special:MyLanguage/Busbar|embarrado]] de la puesta a tierra y estar seguro siempre que no haya fallas. Un conductor no puesto a tierra siempre es inseguro ya que siempre tendrá una tensión relativo al conductor puesto a tierra, todo el equipo del sistema y la tierra.

Los sistemas puestos a tierra son mejores para identificar fácilmente fallas a tierra únicas y hacer que los usuarios o técnicos sepan que hay un problema. También evitan los escenarios de doble falla que pueden ser un problema para los sistemas no puestos a tierra.

{|class="wikitable" border=1 style="width: 74%;"
!Conductor
!Tensión relativo a otros conductores
|-
|Conductor no puesto a tierra
|Tendrá la tensión de circuito completa en relación con el conductor conectado a tierra, tierra y cualquier equipo conectado a tierra.
|-
|Conductor puesto a tierra
|Tendrá la tensión de circuita completo en relación con el conductor no puesto a tierra. No tendrá una tensión relativo a tierra o cualquier equipo puesto a tierra.
|-
|Conductores del sistema de puesta a tierra
|Tendrá la tensión de circuito completa en relación con el conductor no puesto a tierra. No tendrá una tensión en relación con el conductor puesto a tierra.
|}

==Notas/referencias==
<references/>

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