Puesta tierra neutro transformador

Como funciona el neutro de un transformador, y en un defecto a tierra.
Podrías explicarme el proceso cuando se produce el defecto a tierra(sube por el neutro he oído, para devolverle los electrones)
Si así fuese si tenemos un transformador en la instalación doméstica y hay un defecto, ¿ocurriría esto también?
Muchas gracias

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Respuesta de
No todos los transformadores tienen neutro, solo aquellos que son trifásicos y conectadas su bobinas en estrella son los que tienen neutro propio. Por tanto dudo que el transformador que mencionas de una instalación domestica esté puesto a tierra, en primer lugar porque la instalación domesticas son monofásicas y no trifásicas.
Cuando se produce un defecto a tierra en una linea trifásica o en las cargas que alimentan dicha linea se produce un nuevo circuito que se cierra por tierra. La linea o la carga que accidentalmente queda a tierra alimenta a tierra una corriente eléctrica que se desplaza por la tierra y llega al neutro del transformador donde allí se reparte entre las lineas trifásicas y queda el circuito cerrado. La alimentación al circuito la produce las espiras del transformador situadas entre la puesta a tierra del mismo y la linea que tiene el defecto. La corriente va por esa linea y retorna como hemos dicho por la tierra.
No podemos hablar del recorrido de los electrones pues estamos hablando de corriente alterna y como sabes los electrones en este caso están pulsando en un sentido y en otro según cambia la polaridad de la tensión. Pero sí del circuito de la corriente que es lo que he descrito antes.
Si tienes un transformador en la instalación domestica que no tiene tierra, también ocurre lo mismo. El defecto que se produce en una linea que alimente tu transformador domestico va a tierra y por la tierra irá a buscar al otro transformador de la compañía eléctrica de distribución que alimenta el tuyo y así se cerrará el circuito entre la alimentación de la compañía eléctrica y tu defecto. Lo que ocurre es que si el defecto es franco, seguramente tu transformador se sature, es decir no pueda dejar pasar toda la corriente que por el circuito de tierra pueda pasar hasta el neutro del transformador de la compañía eléctrica. Al saturarse se calentará con peligro para su integridad física sino no hay algún elemento que despeje la falta, es decir que abra el circuito, por ejemplo diferencial o abra el interruptor por máxima corriente.
En realidad, cuando ocurre la falta la corriente que pasa a tierra no es tan lista como para buscar el transformador de la compañía que te alimenta a ti. Puede cerrar el circuito por otros neutros que se encuentren próximos a tu casa. Todo dependerá de los potenciales y caminos de menos resistnecia que existan en los suelos, todo ello muy complicado, pero en cualquier caso, el neutro del transformador de la compañía eléctrica, sí acusará esa corriente por tierra aunque tal vez no la totalidad. Lo que te tiene que preocupar a ti, es la corriente que se deriva a tierra en tu falta, pues sobrecarga tu circuito, y eleva el potencial a tierra de donde pisas (que si fuesen altos voltajes -miles de voltios-podrían dar lugar a electrocuciones de la personas situadas sobre ese terreno-no es el caso con tensiones domesticas) y puede dar tensión a los equipos que tengan conexión a masa.
Hola muchas gracias por la respuesta, me has explicado todo muy bien, pero en el caso del supuesto de un trafo doméstico, lo que no entiendo bien es como se cierra el circuito por otro trafo de distribución(sea cual sea, es decir el que me alimenta u otro). ¿No debería cerrarse por el secundario del trafo doméstico? ¿Eso no significaría desestabilizar ese circuito?
Podrías aclararme esto, porque aunque sea c. alterna y no se sepa el sentido de la corriente, esta fluye por el conductor. Si en el caso de un defecto a tierra, esta corriente sigue el camino a tierra de alguna manera si no vuelve al trafo del que proviene, no tengo claro que ocurriría en el secundario de ese trafo doméstico.
Muchas gracias de todas formas por todo.
Te agradecería que me aclarases eso.
Me pones en un a prieto muy fuerte sobre como se cierra la tierra al no tener neutro el transformador. Tal vez la respuesta que te he adelantado no sea del todo correcta. Entonces en este caso no pasaría nada con solo una tierra excepto que fijamos la tensión de un punto del circuito y el problema seria si aparece una segunda tierra en el circuito de lo que alimente el trafo domestico.
Espero confirmarte la respuesta más adelante
Muchas gracias por las molestias, pero es que tengo esa gran duda.
Si quieres cierro la respuesta y me contestas de otra manera o como sea, porque me has ayudado bastante.
Gracias de nuevo y espero que consigas dar con la solución.
Voy a rebobinar y ver si puedo aclarar el asunto.
Hay dos puestas a tierra muy diferentes entre sí por donde se realiza y su función.
Una es la del neutro del circuito eléctrico de cualquier maquina (motor, generador o transformador ) cuyos bobinados estén conectados en estrella (si están conectados en triangulo no hay posibilidad física de realizar esta conexión a tierra).
Refiriéndonos a un transformador de distribución que alimenta a las casas, el neutro es el punto donde las tensiones de fase toman su referencia es decir, si hablas de 13.000 Volt es referenciado al neutro, y es por donde se "devuelven" las corriente y por donde se cierra el circuito cuando se produce una tierra.
El neutro no necesariamente tiene un potencial de 0 Volt, pero al conectar el neutro a tierra sí se baja su potencial al potencial de referencia que es el del "terreno", el cual a su vez tiene su resistividad, conductividad, humedad y otras características eléctricas y físicas.
Si no se conecta esta parte del circuito eléctrico a tierra, se tiene un neutro flotante. Esto puede ocasionar que el circuito eléctrico se cargue electrostáticamente o por inducción y subir mucho su potencial respecto a tierra, lo que a su vez puede ocasionar descargas por inducción, por lo que la finalidad de la puesta a tierra es referenciar o "normalizar" el neutro a tierra y se realiza por lo general tanto en la planta de generación eléctrica, como en los sistemas de distribución interurbanos y urbanos. Cuando está normalizado, el neutro y tierra son el mismo punto de potencial.
Además de servir como "descargador" a tierra de energía electrostática, pues los transformadores de media tensión manejan tensiones de 23.000 voltios normalmente en su primario, sirve de también de protección (descarga de la tensión) cuando cae un rayo sobre una las líneas.
Además de la posible flotación de la tensión a causa de la electricidad electrostática o rayo, el neutro es el punto común respecto a las tres fases y al conectar a tierra para mantener su potencial a 0 voltios, ayuda a producir un cierto equilibrio entre las cargas de las tres fases. Porque si no tuviera el neutro a tierra, y las cargas sobre las líneas trifásicas estuviesen muy desequilibradas, las tensiones entre neutro y fase serian muy variables. Ej. una fase puede tener 200 v, otra 230 y otra 280 v. mientras que si tiene conectado su neutro a tierra, la tensión entre fase y neutro serán todas iguales, independientemente del equilibrio de carga.
Por todos estos motivos, en todas las instalaciones de los transformadores de distribución que alimentan nuestras casas tienen el neutro del secundario puesto en conexión a tierra.
El otro caso de tierra es el de las carcasas de los equipos eléctricos (transformador, motores, lavadoras, etc..) Se les conecta un cable grueso llevado a tierra bien sea por medio de mallas de tierras, u otros métodos y según cálculos de ingeniería relativamente complejos. La razón de esto es que proteja a equipos y humanos, de una descarga de alta tensión De una avería en los cables de dentro que por cualquier motivo toque la carcasa y que podría ser fatal para la persona en contacto.
Al tener sus chasis conectados a tierra, la descarga sigue el camino más rápido hacia ella a través de ese cable grueso que te comenté en lugar de pasar por la persona u otro equipos, dando tiempo a que el fusible o el sistema de protección salte, desconectando la línea que falla.
También, si las tensiones son considerables (aunque también sucede en bajas tensiones), estos voltajes inducen corriente en chasis y elementos metálicos y conductores (Faraday). Si no existiese el cable a tierra, podríamos sufrir una descarga por inducción si tocamos las carcasas.
O sea que si no existe el aterramiento, corremos riesgos de electrocución y de descargas por inducción en caso de tocar la carcasa del transformador, motor o lo que sea.
Entonces volviendo al caso que planteabas. El transformador que pones tú dentro de tu casa posiblemente tenga una tierra que sea la de la carcasa del equipo, pero no tenga puesta a tierra su circuito eléctrico con lo cual dicho circuito no está referenciado a tierra y queda flotante, con los riesgos comentados de cargas electrostáticas y rayo (difícil dentro de casa). Si se produce en el circuito eléctrico una puesta a tierra accidental es decir un cable conecta a tierra por avería, no pasa nada. El circuito se referencia al potencial de tierra en ese punto, deja de estar flotante. El problema vendrá cuando se produzca una segunda tierra y el transformador de tu casa se quede alimentando directamente tierra, impedancia prácticamente nula (excepto la del bobinado del secundario) y por tanto alta intensidad, y transformador saturado.
En cuanto al neutro del transformador muchísimas gracias, me lo has dejado muy muy claro y te lo agradezco muchísimo, pero sigue persiguiéndome una duda con respecto al trafo doméstico, prometo no volver a preguntar más, pero aclarame esto por favor:
-Según dices tú, si se produce en el circuito eléctrico una puesta a tierra accidental es decir un cable conecta a tierra por avería, no pasa nada. El circuito se referencia al potencial de tierra en ese punto, deja de estar flotante.
**Pero eso no sería así, porque por el pasará una corriente, pues hay una diferencia de potencial entre el secundario del trafo y ese punto a tierra, por lo tanto se producirá una corriente ya que la tierra es un sumidero de cargas(recuerda que si cargas algo electrostáticamente se produce un desplazamiento de las cargas en el cuerpo y al conectarlo a tierra, se carga positivamente ya que fluye una corriente de electrones a tierra pues hay diferencia de potencial), ¿Luego no puede darse el caso que dices tú no? ¿Habría corriente a tierra?
-Si hay un diferencial después del trafo doméstico y hay una falla a tierra, ¿este no saltará porque no se produce una corriente a tierra, ya que lo único que va a hacer es referenciar dicho punto a tierra y por lo tanto no habrá intensidad de defecto a tierra?
Muchas gracias estas teniendo mucha paciencia conmigo
Vamos a ver, primer asunto: puedes preguntar todas las veces que quieras
Si cargas algo electrostaticamente es que o le quitas electrones o le añades electrones. Cuando lo tocas a tierra los electrones se equilibran con tierra y por tanto, del cuerpo cargado electrostaticamente o desaparecen esos electrones de más porque se van a tierra o entran los electrones que le faltan aportados desde la tierra. La tierra no es un chupador de electrones. Los electrones se equilibran con tierra y por tanto el cuerpo cargado pasa a tener "potencial tierra" al cual llamamos potencial cero porque no tenemos otra cosa más grande de referencia.
Cuando una parte del circuito sin conexión a tierra en su neutro entra en contacto accidental con tierra, por ejemplo uno de los cables que esta algo pelado y que van desde el trafo a la carga, sí hay una pequeña corriente a tierra porque en un principio ese punto no tiene porqué tener potencial cero. Pero cuando han pasado un cierto tiempo, no hay nada que alimente la tensión en ese punto del cable pelado. Ese punto toma la tensión de tierra y el secundario del transformador que es el que está alimentando el circuito, seguirá produciendo esa fuerza electromotriz "entre los bornes de su arrollamiento" pero no se entera de lo que pasa más allá. Por otra parte la corriente no puede cerrar circuito por cable pelado-tierra-vuelta a la bobina del trafo ya que no tiene el trafo otra conexión eléctrica con tierra para volver. Recuerda que la conexión eléctrica de la carcasa del trafo, para descargar sus posibles cargas electrostáticas, no tiene nada que ver con el circuito eléctrico, la carcasa del trafo está aislada del circuito eléctrico. Por tanto no se establece corriente estable (excepto la primera descarga electrostática que tú me mencionas) entre trafo-cable-tierra-y por tierra al trafo otra vez. Y efectivamente el diferencial no se va a enterar porque verá pasar la misma corriente por un cable que por el otro, ya que nada de corriente se pierde en el camino. Tal vez salte cuando aparezca el defecto y se ponga a tierra, por el asunto que puede haber una pequeña corriente de descarga electrostática de todo el circuito incluidos cables, trafo y carga. Pero rearmado y puesto de sistema de nuevo no va a saltar el diferencial.
Otra cosa diferente seria que el trafo tenga un defecto interno, una derivación que ponga en contacto su circuito eléctrico interno con su carcasa que esta a tierra. En ese caso se cierra el circuito por tierra, y el diferencial saltará de todas todas.
¿Estas de acuerdo? En caso contrario no me preocupa si quieres continuar con el tema.
.. me vas a matar...
.. pero entonces y si en una línea de alta tensión que no tiene neutro y no esta conectada a tierra, si una fase se rompe y cae a tierra, no pasaría nada porque no habría corriente, tan sólo que se referenciaría a tierra esa fase.
Lo he entendido o no es así
Sí es así.
Pero eso no quiere decir que las protecciones de linea no detectasen la falta y cortarían la alimentación. La protecciones de linea son algo más complejas que un simple diferencial en uno de sus extremos. Ademas en alta tensión las protecciones de linea de los extremos se pueden comunicar entre sí y pasarse información. Así por ejemplo las protecciones verían como en esa fase cae la tensión, la intensidad aumentaría y el equilibrio de tensiones entre fases desaparece. Seguramente también podrían detertar más cosas pues hay relés de impedancia, de secuencia de tensiones, y puede que otras (no soy especialista en protecciones)
Ahora bien, lo que ocurre es que toda linea de alta tensión tendrá en uno de sus extremos un trafo con disposición en un lado laquesea (estrella, triangulo o zig-zag) y en el lado de la linea estrella para poder poner a tierra el neutro de dicha estrella.
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