Elevaciones de potencial a tierra (GPR)

En un sistema de distribución multiaterrizado como es el caso de EPM, donde  el neutro del circuito es puesto a tierra en todos los equipos de protección, maniobra o transformación, por ejemplo transformadores de  distribución trifásicos o mónofásicos.

El ser un sistema multiarrizado tiene por característica que al ocurrir  una  falla  que involucra el neutro  del  sistema,  la  distribución  de  corrientes por las puestas a tierra genera elevaciones de potencial a tierra (conocidas como GPR por  su sigla en inglés) a lo largo de todo el circuito. 

Tensión Transferida

La tensión es transferida cuando las tensiones de contacto que aparecen en puntos alejados del sistema de puesta a tierra, debido a  una transferencia del GPR  (Ground Potencial Rise)a través de un medio conductor, como tuberías metálicas, cables de control, neutros de baja tensión, entre otros.

Durante fallas eléctricas, las estructuras puestas a tierra son elevadas a una tensión electrica relativamente alta, la cual puede exceder los niveles de tensión tolerable para los seres humanos que se encuentren en contacto  con el equipo puesto a tierra.

Una  situación se muestra en la figura que muestra una falla fase–neutro que ocurre el sistema de distribución. El neutro es elevado al voltaje GPR. La mayoría  de este voltaje es transferido a la puesta a tierra de la instalación a la cual esta conectado un panel, caja de medidor, o tablero eléctrico, que no se encuentra debidamente aterrizado. Por lo tanto, una persona tocando el panel, caja de medidor de energía eléctrica, tablero de distribución puede ser sujeta a una tensión de toque transferida.

Tensión de Paso

La tensión de paso es  la  diferencial de potencial eléctrica entre dos puntos a la que  quedaría  sometida una persona  al  dar  un  paso  mientras  se  está  inyectando corriente en el área en que se desplaza, dados los gradientes de potencial en la superficie del suelo. Los pies cierran circuito a través del cuerpo, entre puntos a diferente potencial.

Por lo anterior, la  tensión de  paso  es  aquella  que  se  aplica  al  cuerpo  cuando  los  pies  se  encuentran a una distancia de aproximadamente 1 m,  cuando  se disipa  corriente a tierra en las cercanías.

Tensión de Contacto

Al existir una inyección de corriente a tierra en una instalación durante la cual una persona hace contacto con una  superficie  metálica puesta a tierra que estará a un potencial igual al de la máxima elevación del potencial a tierra de la malla de puesta a tierra (Ground Potencial Rise), mientras está parada en un punto del suelo, que estará a un potencial menor, queda sometida entre el punto de contacto (probablemente su mano) y el punto de apoyo en el suelo (probablemente sus pies) a una tensión de contacto.

En síntesis, la tensión de contacto es aquella que se aplica al cuerpo al tocar un equipo puesto a  tierra, estando parado en el suelo, cuando se disipa corriente a tierra en las cercanías. La figura 1 ilustra este concepto. 

Dimensionamiento de Neutro en Instalaciones con cargas no lineales

Según el RETIE articulo 15.1.d.

"Para evitar el sobrecalentamiento de conductores, en sistemas trifásicos de instalaciones de uso final con cargas no lineales, los conductores de neutro deben ser dimensionados por lo menos al 173% de la corriente de fase según los lineamientos de la norma IEEE 519 o IEEE 1100".