tierra como referencia de voltaje

¿Por qué no usamos una configuración con un cable neutro separado (no conectado a tierra) para la ruta de retorno de la corriente, lo que nos hace más probable una descarga (en ese caso tendremos que tocar tanto el cable vivo como el neutro)? recibir un susto).

Normalmente no usamos un retorno a tierra. Pero normalmente conectamos neutro a tierra en la fuente. ¿Por qué? Hay varias razones, pero esta es mi favorita: ¿Qué pasaría si intentáramos tener un sistema flotante sin referencia a tierra en la vida real? Numerosas fallas de contacto podrían acumularse sin ser detectadas, hasta que tarde o temprano se produciría un contacto a tierra, en algún lugar del sistema de distribución, lo que repentinamente haría que muchas cosas en otros lugares estuvieran vivas y peligrosas. Por el contrario, asegurarse de que esté conectado a tierra desde el primer momento significa que cualquier falla que ocurra se detecta de inmediato y apaga un disyuntor antes de que se produzca algún daño. Pero tiene razón en la medida en que existe una compensación: es posible, aunque poco probable,

Con algunas excepciones , no usamos intencionalmente la Tierra como retorno. Los sistemas de energía todavía se mantienen cerca del potencial de la Tierra por razones de seguridad.

Considere: ¿qué sucedería si las líneas de distribución de energía estuvieran en la vecindad de 10,000 V por encima del potencial de la Tierra? Si bien todavía hay un voltaje normal entre cada una de las líneas, y un aparato conectado solo a estas líneas funcionaría bien, ¿qué sucede si coloca el aparato en el suelo? ¿Qué sucede si una persona sostiene el aparato y, al mismo tiempo, sostiene una tubería de agua fría?

Lo único que protege a esta persona de una descarga de 10 000 V CC es un aislamiento que, con suerte, está intacto. Y, por supuesto, diseñar para una tensión de ruptura > 10 000 V es bastante difícil...

Es mucho más simple si puedes tomar cualquier cosa que pueda entrar en contacto con una persona y conectarla directamente a la Tierra. Entonces sabe si hay alguna falla que pueda exponer a una persona a voltajes peligrosos, en lugar de electrocutar al usuario, la corriente fluirá a través de este sistema de tierra y quemará un interruptor automático.

Encontré este artículo útil para comprender la distribución de energía de tres hilos (caliente/neutro/tierra). Aquí está el extracto relevante:

Si tuviera que construir su propio sistema de distribución de energía eléctrica, descubriría rápidamente algunos efectos inesperados y extraños. A veces, los electrodomésticos de sus clientes fallaban sin motivo aparente. ¡Y a veces, cuando buscabas un interruptor de luz, una chispa de un pie de largo saltaba a tu mano y te dejaba sin sentido! ¡¿Que demonios?! Se necesita un gran voltaje de CC para hacer una chispa de un pie de largo. ¿Por qué aparecen altos voltajes de CC en sus líneas de alimentación de CA?

Las chispas ocurren por un hecho poco conocido: todo el mundo es un gigantesco generador electrostático. Hay un flujo de carga que se desarrolla verticalmente en todas partes de la tierra. Las tormentas eléctricas bombean carga negativa hacia abajo, y la carga se filtra hacia arriba en todas partes de la tierra. Dependiendo de la altura de su circuito sobre la superficie de la tierra, dependiendo del área cubierta por sus cables y dependiendo de si había una tormenta sobre usted en ese momento, podría haber una carga de CC bastante grande en su sistema de distribución eléctrica. Esta carga puede ser de varios cientos de voltios; suficiente para destruir computadoras y dispositivos electrónicos delicados. O... pueden ser muchas decenas de miles de voltios, suficientes para crear enormes chispas que saltan a través de los interruptores y saltan de los tomacorrientes de pared, interruptores de pared, bobinados de transformadores, etc.

Además de lo anterior, encontrará un fenómeno inquietante cada vez que un rayo caiga directamente sobre su sistema de distribución eléctrica. El voltaje de impulso del rayo se propaga instantáneamente a través de toda su red, lo que no solo puede explotar todos los dispositivos conectados en ese momento, sino que también puede crear arcos letales de muchos pies de largo que se extienden para "tocar" a sus clientes en caso de que estén cerca de ellos. alambres dentro de las paredes.

Hay una solución simple a estos problemas: conecte su sistema a la Tierra. Introduce algunas varillas largas de metal en la tierra y conéctalas a los cables. De esa manera, las corrientes de los rayos se dirigirán a la Tierra en lugar de propagarse por las líneas eléctricas. Además, la corriente del cielo despejado ya no puede generar un alto voltaje, si cualquier exceso de carga se filtra inmediatamente a la tierra.

Como han dicho los demás, no usamos la tierra como retorno.

En condiciones de falla, cuando una fase hace contacto con la tierra, las corrientes de falla fluyen para activar la protección del circuito para proteger los circuitos, la propiedad y el personal. Esto hace que sea muy fácil encontrar fallas, lo cual es importante desde el punto de vista de las operaciones. Si tiene un circuito que se dispara regularmente, significa que puede haber algunas operaciones o problemas de diseño con él.

Si usáramos un neutro aislado y ocurriera un defecto a tierra, no pasaría nada. Si un operador parado en el suelo hace contacto con otro conductor, se completaría el circuito y recibiría una descarga. Entonces, ¿dónde estaba la falla original? Entonces, la razón principal por la que ponemos a tierra los generadores es la seguridad.

Después de todo, si ocurre una falla, lo peor que está es estar en la oscuridad.

Hay otras razones como el costo. Si usaste un neutral separado, tendrías que usar 4 cables en lugar de 3, sin ventajas reales. Siempre que las cargas estén equilibradas con energía trifásica, no se requiere neutro.

El entorno marino utiliza un neutro trifásico sin conexión a tierra. El casco no está conectado a los generadores. Esto significa que si una fase hace contacto con el casco, la energía no se interrumpe. Se produce una falla a tierra. La razón principal de esto es garantizar la integridad de la energía por motivos de seguridad. Si un barco pierde energía mientras navega en un canal sería un problema peor que perder las luces. Una falla a tierra debe eliminarse lo antes posible ya que el casco del barco está energizado y una segunda falla apagará el barco o electrocutará a la persona que haga contacto.