¿Por qué el cable neutro está conectado a tierra en el transformador?

Entiendo el uso de un cable a tierra en los electrodomésticos, pero ¿por qué el cable neutro está conectado a tierra en el transformador? ¿Por qué el cable neutro no vuelve a las plantas de generación de energía?

Encontré esta imagen en línea.Encontré esta imagen en línea donde se hace esto.

Con el fin de salvar una línea aérea. Busque transformador Y-triángulo.
Porque el transformador proporciona separación de corrientes primarias y secundarias.
La imagen es incorrecta y da como resultado una configuración peligrosa. La punta de conexión a tierra está en el panel y el neutro está conectado a tierra en el panel. El neutro puede conectarse a tierra en el transformador además, pero no configurarse como la conexión principal a tierra.
La tierra no necesita volver al sitio de generación de energía ya que el suministro es trifásico Delta sin neutro.
@JackCreasey En muchos países, sí, debería ser un sistema de cinco hilos, pero no en todos. Los sistemas de cuatro hilos existen.
@JackCreasey Eso me parece una instalación TT perfectamente normal. Si fuera TN-S, habría una línea de tierra separada del transformador. Sin embargo, si es TN-CS, entonces el neutro entrante debe estar conectado a tierra.
@SimonB En la configuración que se muestra, es posible que tenga una corriente desequilibrada que fluye en cada fase, por lo que desarrollará una diferencia de voltaje entre el cableado neutro y el de tierra. Esto es peligroso.
@JackCreasey Así lo hacemos aquí en el Reino Unido. Si es un suministro TT o TN-S, entonces el proveedor no conecta a tierra el neutro en el extremo del cliente, y el cliente tiene prohibido conectarlos en su cableado. Si es un TN-CS, la tierra y el neutro están conectados en el corte del proveedor, y el cliente puede agregar una pica de tierra, pero no está obligado a hacerlo (todavía).
@SimonB Según tengo entendido, solo TNC se aplica a los suministros domésticos de bajo voltaje. electric-engineering-portal.com/… Sí, hay otras configuraciones, pero no para casas. En TNC la conversión de 4 a 5 hilos se produce en la placa de calle por lo que se minimizarán las diferencias de potencial N/E.

Respuestas (2)

Entiendo el uso de cable a tierra en los electrodomésticos pero...

La puesta a tierra / conexión a tierra de los aparatos ayuda de dos maneras:

  • Evita que la carcasa o el chasis del aparato reciban un alto potencial con respecto a tierra. Sin esta protección, un electrodoméstico vivo (debido a una falla interna, por ejemplo) presentaría un riesgo para la vida si una persona tocara el electrodoméstico y tuviera suficiente camino a tierra para que fluyan unas pocas decenas de miliamperios.
  • Proporciona un retorno de baja impedancia al transformador y, cuando fluye suficiente corriente, quemará el fusible o disparará el interruptor.

... ¿por qué el cable neutro está conectado a tierra en el transformador?

La conexión a tierra en el transformador (o en el punto de conexión de entrada, según la normativa local) une el conductor de retorno a tierra y lo "neutraliza" de forma efectiva. Debido a que presenta un bajo riesgo de voltaje significativo, las líneas neutrales normalmente no tienen fusibles.

¿Por qué el cable neutro no vuelve a las plantas de generación de energía?

El diagrama que proporcionaste sugiere esto.

  • No hay conexión entre el primario trifásico de alta tensión y el secundario de baja tensión.
  • La alimentación está alimentando un transformador trifásico sin neutro en el lado primario.
  • La red de alto voltaje puede ser "flotante" sin referencia directa a tierra. Esto significa que el sistema de distribución puede soportar una sola falla a tierra en cualquiera de sus fases sin causar una interrupción de energía no planificada. Esto no sería posible si el sistema de distribución utilizara también un neutro.

De los comentarios:

No entendí la parte sobre la ruta de retorno de baja impedancia en la primera parte...

Imagina que tenemos la opción de poner a tierra el neutro localmente o de vuelta en la central. El cable local corto podría tener una resistencia de, por ejemplo, 0,05 Ω a tierra, mientras que el cable mucho más largo de vuelta a la subestación podría tener, por ejemplo, 10 Ω. Ahora cree una falla a tierra tocando un cable con corriente en la carcasa de metal de un electrodoméstico. Digamos que 10 A fluyen hacia la tierra. ¿A qué voltaje se elevará la caja?

  • Para la tierra local V = I R = 10 × 0.05 = 50   mV . Esto es muy seguro.
  • Para la tierra de la central eléctrica V = I R = 10 × 10 = 100   V . Esto es peligroso.

El enlace neutro-tierra local es más seguro.

... y la parte neutralizadora del segundo punto culminante.

"Neutralizar" significa hacer algo ineficaz. Neutralizar un cable que lleva corriente significa eliminar su tensión o diferencia de potencial con respecto a tierra. Hacemos esto poniéndolo a tierra. En su imagen, ahora tenemos cuatro conductores que transportan corriente, tres de los cuales tienen alto voltaje con respecto a tierra y uno, el neutro, tendrá un potencial cercano a cero ya que ha sido neutralizado.

Entonces, para minimizar el potencial de la caja del aparato en caso de fallas, debemos elegir la ruta de retorno de baja impedancia.

Correcto.

'regresar': ¿significa que el cable de tierra en realidad es parte de un bucle (como si se conectara a la central eléctrica en algún punto)?

No. El transformador está aislando. No hay conexión entre el primario y el secundario, por lo que no fluye corriente de la casa a la central eléctrica. En lo que respecta a la casa, el transformador local es la "central eléctrica".

Ok, ahora entiendo la neutralización. Así pues, poner a tierra un aparato también es neutralizar. ¿no es así?

No, esa no es la manera correcta de pensar en ello. Normalmente no hay potencial en el chasis o la carcasa del aparato. No son conductores. Pero tiene razón en que evita que el chasis / carcasa alcance un alto voltaje.

Entonces, ¿solo se puede neutralizar un conductor que siempre está en un potencial?

Eso no tiene sentido. Si siempre está en un potencial, entonces no puede ser neutralizado. Solo si el suministro fuera flotante, se puede neutralizar uno de los conductores. Veamos un ejemplo muy simple.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. (a) Una batería flotante. (b) Una batería conectada a tierra.

En (a) la batería está flotando. No hay conexión a tierra a menos que haya una falla y uno de los cables toque algo conectado a tierra. Luego, el otro cable se activa.

En (b) el negativo de la batería se ha conectado a tierra. Está puesto a tierra o neutralizado y el otro hilo es de 9 V respecto a tierra.

Una de las ventajas de neutralizar es que no se requieren fusibles en la línea neutra ya que no existe una tensión significativa respecto a tierra.

Soy un estudiante universitario y, por lo tanto, aún no estoy muy versado en los conocimientos técnicos, así que por favor, tenga mis dudas de novato. No entendí la parte sobre la ruta de retorno de baja impedancia en la primera parte y la parte neutralizadora de la segunda luz. Gracias de antemano.
Ver la actualización. Tenga en cuenta que en este sitio agradecemos después votando y aceptando respuestas. Creo que es una cosa de Internet. Pocos son capaces de decir "gracias" sin añadir "de antemano".
Entonces, para minimizar el potencial de la caja del aparato en caso de fallas, debemos elegir la ruta de retorno de baja impedancia. 'regresar': ¿significa que el cable de tierra en realidad es parte de un bucle (como si se conectara a la central eléctrica en algún punto)? Ok, ahora entiendo la neutralización. Así pues, poner a tierra un aparato también es neutralizar. ¿no es así?
Ver más actualizaciones.
Entonces, ¿solo se puede neutralizar un conductor que siempre está en un potencial?
Ver otra actualización.
@Transistor, por lo que normalmente las líneas eléctricas HV no tienen un neutro y se agregan en el transformador de potencia. Entonces, si conectáramos a tierra fuera de nuestra casa y usáramos ese cable como cable neutro, ¿se supone que funcionará? Pido disculpas por una pregunta tan tonta aunque
@JohnCortex: Mire los sistemas aéreos HV en su área. Debería ver tres cables en aisladores de alto voltaje y tal vez uno o dos cables conectados a tierra por encima de ellos para protección contra rayos. No conozco ningún país que permita el uso de una varilla de tierra como retorno neutral al transformador local. La resistencia a tierra puede variar demasiado y hay que preocuparse por otros problemas, como la corrosión.
@Transistor Bien, ahora estoy aún más confundido, ¿cuál es el punto de "regresar" al transformador local si solo está conectado a tierra en el transformador? y ¿cómo se supone que los cables de tierra protegen la línea? ¿Los cables de tierra no atraerán los rayos? Si tienes algún enlace, siéntete libre de compartir. parece que tengo MUCHAS preguntas tontas.
@JohnCortex, con respecto a los rayos, los cables de tierra están por encima de las líneas trifásicas. Serán golpeados primero y conducirán la corriente hacia las torres y hacia la tierra. A ver si te interesa mi respuesta a esta pregunta .
@JohnCortex, el objetivo de conectar a tierra un transformador es "neutralizar" uno de los conductores (como en "neutralizar a un atacante"). Esto significa que, en casos normales, hay un voltaje muy bajo y que una línea no necesita fusibles, por lo que solo se requieren la mitad de los fusibles. A ver si esta respuesta te ayuda.

Está conectado a tierra para completar el circuito. Si no estuviera conectado a tierra y el cliente no conectara a tierra su barra neutral o conectara la barra de tierra a ella, entonces no habría forma de que la corriente de tierra regresara al transformador (excepto a través de la tierra de un vecino, que no es ideal). Entonces, el cliente tendría una tierra flotante, suponiendo que no existan tierras vecinas, y si tocara un cable neutro, completaría el circuito entre la tierra flotante y el neutro, lo que provocaría una descarga eléctrica. Por lo general, el suelo está flotando porque está desconectado del pin de tierra en sí, donde se supone que siempre hay otro en la tierra de regreso a neutral, de modo que cuando toca el suelo, recibe una descarga.

Creo que es posible que haya perdido el punto de la confusión del OP: "¿ Por qué el cable neutro no vuelve a las plantas de generación de energía? " La respuesta a esto es porque la corriente de la casa se suministra desde un transformador aislado.
@Transistor bueno, sí, eso es correcto, no puede retroceder más allá del primer transformador ... que está en el poste de distribución
¿Por qué el cable neutro está conectado a tierra en el transformador?
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