Puesta a tierra del grupo electrógeno

Una puesta a tierra incorrecta puede provocar disparos innecesarios de los relés diferenciales al transferir la carga al grupo electrógeno. Un ejemplo frecuente es que la conexión neutro–tierra se realice tanto en el tablero principal como en el grupo electrógeno; en ese caso, parte de la corriente de neutro retorna por el conductor de protección y el relé la interpreta como una fuga.

Los errores de puesta a tierra provocan disparos innecesarios o protecciones que no actúan cuando deben. Una puesta a tierra correcta responde con claridad a tres preguntas:

1. ¿Cómo se ponen a tierra la carcasa y los elementos metálicos?
2. ¿Dónde se conecta a tierra el neutro del grupo electrógeno?
3. ¿El ATS conmuta el neutro?

Estas decisiones deben tomarse en el proyecto eléctrico, junto con el sistema de puesta a tierra de la instalación.

Tres funciones distintas: protección, servicio, equipotencialidad

• Puesta a tierra de protección: Chasis, cabina, carcasas de tableros, líneas metálicas de combustible. Estas partes, que normalmente no están bajo tensión, se conectan al conductor de protección (PE). Ante una falla de aislamiento, limita la tensión de contacto.
• Puesta a tierra de servicio (del sistema): El punto estrella (neutro) del grupo electrógeno se conecta a tierra. La corriente de falla puede retornar a la fuente; el fusible, el interruptor o el relé diferencial abre el circuito.
• Conexión equipotencial: Las tuberías metálicas, las bandejas portacables y los elementos estructurales se conectan entre sí. No se producen diferencias de tensión peligrosas entre ellos.

Sistemas de puesta a tierra (IEC 60364)

Sistema	Definición breve	Atención en el grupo electrógeno
TN-S	Neutro y conductor de protección separados en todo el recorrido	Conexión neutro–tierra en un único punto
TN-C-S	PEN en una parte, luego se separan N y PE	Después del punto de separación, N y PE no deben unirse
TT	Neutro de la fuente a tierra, carcasas con electrodo propio	La protección diferencial es fundamental
IT	Fuente aislada de tierra o puesta a tierra mediante alta impedancia	Aplicaciones especiales, requiere vigilancia de aislamiento

El sistema utilizado varía según el país, la empresa distribuidora y la instalación; por ejemplo, en algunos países son habituales los sistemas TN y en otros (como Francia) los sistemas TT. La conexión del grupo electrógeno debe diseñarse de acuerdo con el sistema existente.

Conexión neutro–tierra y número de polos del ATS

El ejemplo del inicio es el error más frecuente: realizar la conexión neutro–tierra en el lugar equivocado o en más de un punto. La corriente de neutro circula también por el conductor de protección. Los relés diferenciales se disparan sin motivo. A eso se suman interferencias y corrosión.

• ATS de 4 polos (el neutro se conmuta): El grupo electrógeno se comporta como una fuente independiente. La conexión neutro–tierra suele realizarse en el grupo electrógeno.
• ATS de 3 polos (neutro común): La red y el grupo electrógeno comparten el mismo neutro. La conexión neutro–tierra suele realizarse en un único punto, solo en el tablero de distribución principal. Se retira el puente del grupo electrógeno.

La elección depende del sistema de puesta a tierra de la red, de la protección diferencial y de los reglamentos locales. El lado del ATS lo explicamos en nuestro artículo qué es un ATS.

Sección del conductor de protección

Tabla simplificada de IEC 60364-5-54, utilizada cuando el conductor de protección es del mismo material que el conductor de fase:

Sección del conductor de fase (S)	Sección mínima del conductor de protección
S ≤ 16 mm²	S
16 mm² < S ≤ 35 mm²	16 mm²
S > 35 mm²	S ÷ 2

Este es un enfoque general. La sección exacta se calcula con la corriente de cortocircuito y el tiempo de desconexión o se determina según el reglamento vigente.

Electrodo y resistencia

El electrodo puede ser una jabalina hincada, una pletina enterrada o una puesta a tierra de cimentación. La resistencia de tierra varía según el tipo de suelo, su humedad y la estación del año. El valor medido en verano en suelo seco puede resultar claramente más alto que el medido en invierno.

La resistencia necesaria se determina según el sistema. Por ejemplo, en los sistemas TT, según IEC 60364-4-41:

RA × IΔn ≤ 50 V

RA es la suma de las resistencias del electrodo y del conductor de protección; IΔn es la corriente diferencial nominal de disparo del relé diferencial. Para un relé de 300 mA resulta RA ≤ 50 ÷ 0,3 ≈ 167 Ω. En la práctica, los valores de proyecto suelen mantenerse muy por debajo de este. En los sistemas TN, en cambio, la impedancia del bucle de falla debe ser lo suficientemente baja como para que el elemento de protección actúe en el tiempo requerido.

Casos especiales

• Obras y grupos electrógenos sobre remolque: En cada nueva ubicación se vuelve a hincar el electrodo y se mide. «Ya lo medimos en la obra anterior» no es válido. Véase generador para obras.
• Generadores portátiles: La necesidad de puesta a tierra depende de la forma de uso; se toma como base el manual del fabricante.
• Equipos en paralelo: Pueden producirse corrientes circulantes entre los neutros. La puesta a tierra del neutro debe diseñarse a nivel de sistema.
• Sala de generadores: La barra equipotencial se conecta a todos los elementos metálicos de la sala. Véase sala de generadores e instalación.

Medición y revisión periódica

La resistencia de puesta a tierra se mide con métodos normalizados, como el método de tres puntos (caída de potencial), por personal autorizado y con un instrumento calibrado. También se comprueban la continuidad y el apriete de las conexiones. Con el tiempo, la vibración puede aflojar la conexión de puesta a tierra en el chasis del grupo electrógeno. En muchos países, incluida Turquía, la normativa exige la revisión periódica de las instalaciones de puesta a tierra en los lugares de trabajo; la periodicidad y el método se determinan según los reglamentos correspondientes. En el mantenimiento también deben revisarse las conexiones de puesta a tierra; véase mantenimiento periódico.

Lista de verificación

• ¿Está definido el sistema de puesta a tierra de la instalación (TN-S, TN-C-S, TT)?
• ¿Figuran en el proyecto la ubicación de la conexión neutro–tierra y el número de polos del ATS?
• ¿La conexión neutro–tierra se realiza en un único punto?
• ¿El chasis, la cabina y las carcasas de los tableros están conectados al conductor de protección?
• ¿Se calculó la sección del conductor de protección?
• ¿Se midió y registró la resistencia de puesta a tierra?
• ¿La protección diferencial es adecuada para el tipo de sistema?
• ¿En los equipos transportables se vuelve a medir en cada ubicación?

Este artículo tiene fines informativos generales. El proyecto y la medición de la puesta a tierra deben ser realizados por ingenieros electricistas autorizados conforme a la normativa vigente.

Siguiente paso

El equipo de Terex Diesel puede trabajar junto con el autor de su proyecto en la conexión del neutro del grupo electrógeno y la configuración del ATS. Para información sobre productos y conexiones, contáctenos.