¿Dónde está el suelo / negativo para las líneas eléctricas aéreas?

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Hace poco aprendí que la tierra se puede utilizar para completar circuitos con altos voltajes.

Me gustaría saber si así es como funcionan las líneas eléctricas aéreas, y si es así, ¿dónde terminan exactamente los cables / circuitos, en las subestaciones o algo así?

Para el caso, el cable de alimentación negativo (negro) en mi casa, ¿a dónde va eso?

Tenía un google pero no estaba muy seguro de qué buscar, por lo tanto, pregunté aquí. Si alguien puede señalarme en la dirección correcta, ¡lo agradecería!

¡Gracias!

John Hunt
fuente
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En la práctica norteamericana, el cable negro está "caliente" (120 voltios). Rojo y azul también se pueden usar para cables calientes. El cable neutro (0 voltios, tierra) es blanco. El verde es un terreno seguro, y normalmente no debería llevar corriente. Los cables verde y blanco se conectarán juntos en la entrada de servicio al edificio.
Peter Bennett
Considera una batería. No tiene tierra, tiene una terminal positiva y una terminal negativa. Cuando lo conecta a un dispositivo, el dispositivo puede definir una conexión a tierra y puede conectarlo a uno de los terminales u otro punto del circuito. Similar a una batería, la compañía de energía no envía un cable de "tierra" a su casa o edificio. Envía energía de 2 o 3 fases, y en su edificio usted define una conexión a tierra; a menudo, esto es unir uno de los cables de alimentación (neutral) a una barra de conexión a tierra. Esto luego se distribuye a sus puntos de venta como tierra. Como tal, las líneas aéreas no tienen "tierra".
Adam Davis
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Medita esto: ¿por qué la tierra eléctrica se llama tierra ?
Eric Lippert
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@PeterBennett: El OP está en el Reino Unido, donde el calor es rojo o marrón, y el neutro es negro o azul, y el suelo es verde o amarillo-verde. El nuevo cableado de trabajo debe usar la convención marrón / azul / amarillo-verde.
Eric Lippert
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Tenga en cuenta que el cable negro / azul no es negativo sino neutral .
Eric Lippert

Respuestas:

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Esta publicación trata principalmente sobre tierra / tierra / tierra como conductor e importancia de la conexión a tierra para la seguridad. Tal vez no sea una respuesta precisa, pero también puede ser útil. Para otros significados de terreno, vea otras respuestas.

Creo que la respuesta a su pregunta está aquí:

http://en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system

Ver sistemas TN, TN-C y TN-CS.

Los cables que solicita terminan en el transformador más cercano.

Más información sobre la conexión a tierra y por qué la tierra / tierra no se utiliza como conductor de líneas eléctricas.

La conexión a tierra en redes de media y alta tensión no transporta una potencia significativa en condiciones normales. Las líneas de alta tensión son trifásicas, los flujos de corriente principalmente entre las fases y la tierra son solo referencia "cero" para ellas. La tierra funciona más como referencia y descarga electricidad estática de los alojamientos de equipos de alto voltaje y otras partes conductoras que deberían estar a potencial de tierra. El equipo de alto voltaje está bien aislado y puede acumular grandes cargas electrostáticas.

El poder de transporte por tierra (suelo) probablemente terminaría con una corrosión muy rápida de los electrodos y quizás algunos cambios ambientales en el suelo, porque el suelo contiene agua, sales, ácidos. Todo esto se convierte en una mezcla de electrolitos.

La conexión a tierra también funciona como protección contra rayos. Esa es la forma de enrutar / controlar el poder del rayo en tierra con bajas "pérdidas de energía". Cuando no hay una conexión a tierra intencional, los rayos encontrarán otras 50 formas de todos modos. En ese caso, la conexión a tierra puede considerarse como una conexión a tierra de alta impedancia / resistencia. Se puede emitir una potencia muy alta en alta resistencia y eso puede causar incendios o explosiones incontroladas en cualquier lugar, en muchos lugares, etc. Por lo tanto, es mejor hacer una "carretera" para el rayo al conectar a tierra grandes objetos metálicos.

En algunas redes se usa "conexión a tierra funcional" y en este caso la tierra se usa para transportar energía.

En las redes de baja tensión (110 V o 230 V en Europa), la conexión a tierra se utiliza como "conexión a tierra de protección", para permitir la protección del RCD. El método más antiguo de protección consiste en conectar las carcasas de los dispositivos conductores a tierra. Si el dispositivo está dañado (aislamiento quemado, daño mecánico, etc.) y el voltaje "sale" a la carcasa con conexión a tierra, los fusibles se fundirán porque hay un cortocircuito.

Su cable negro probablemente va al transformador en la estación de energía / estación transformadora. Está conectado a tierra allí. En algunos países, el cable de tierra debe conectarse al sistema de tierra cerca de la casa (cintas de metal enterradas debajo de la casa), pero en ese caso, ese cable no es negro, sino amarillo con rayas verdes. Eso depende del sistema de puesta a tierra utilizado en su país. Puede leer sobre los diferentes sistemas de puesta a tierra en wikipedia (enlace a continuación).

Conexión a tierra / puesta a tierra es una cosa con "muchas caras" ...

Y no existe una línea "negativa" o "positiva" en corriente alterna. Hay cable de fase, cero y / o cable a tierra. El cable de fase se vuelve positivo (voltaje por encima de cero) o negativo (voltaje por debajo de cero) con el tiempo. Cero permanece en cero relativamente a ... tierra / tierra :)

¿Alguien puede corregir / verificar mis errores de idioma? Mi inglés es malo, no quiero engañar a nadie en un asunto tan importante (conexión a tierra).

Kamil
fuente
Puede valer la pena discutir la diferencia entre tierra (es decir, el conductor que está conectado a tierra) y neutro (es decir, el conductor que devuelve la corriente de carga en una fuente de alimentación monofásica: el 'cable negro' al que se refiere John Hunt). De lo contrario, su La respuesta es mayormente correcta.
Li-aung Yip
@ Li-aungYip Derecha. Eso depende del tipo de sistema de tierra utilizado para entregar energía a su casa.
Kamil
Claro, depende del sistema de puesta a tierra. Además, mi comentario sobre que el cable negro es el neutro es incorrecto: como señaló Peter Bennett en los comentarios, América del Norte usa el negro como conductor activo .
Li-aung Yip
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Un terreno de seguridad normalmente no transporta corrientes significativas. Un terreno de retorno (también conocido como "común") elimina toda la corriente de un sistema que entra.
Kaz
@Kaz quise decir redes eléctricas. Lo corregí.
Kamil
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Tenga cuidado de no confundir 'tierra' / 'tierra' y 'negativo' / 'neutral'.

  • Tierra o tierra es el conductor que conecta el sistema de energía a la masa de la tierra, es decir, a través de electrodos enterrados. El conductor de tierra normalmente no lleva corriente. (Excepción: líneas SWER).

    Todos los sistemas de energía requieren una conexión a tierra.

    Como ya explicó Kamil, esto es necesario para proporcionar una referencia de voltaje, disipar la electricidad estática, disipar los rayos a la tierra, etc. (Excepción: sistemas de energía con neutro aislado, no muy común).

  • El neutro es el conductor que proporciona una ruta de retorno para la corriente de carga.

El artículo de Wikipedia sobre códigos de color de cable proporciona colores típicos para estos conductores .


Entonces, ¿qué sistemas de energía tienen tierras, cuáles tienen neutros y cuáles tienen ambos?

Desglosado por tipo de sistema eléctrico (práctica australiana; la práctica estadounidense puede diferir).

  1. En un sistema trifásico de alto voltaje , hay tres conductores activos. Si la carga está equilibrada, como sucede con las líneas aéreas de alto voltaje, los conductores trifásicos transportan toda la corriente y no se necesita neutro .

    La tierra se usa para referencia de voltaje y propósitos de conexión a tierra de seguridad, entre otras razones.

    Entonces los conductores que están presentes son: 3 × Conductores activos, Tierra.

    Para proporcionar algo de intuición, aquí hay una imagen de cómo fluye la corriente en un sistema trifásico conectado en estrella sin un neutro:

    Corrientes trifásicas

  2. En un sistema de distribución trifásico de bajo voltaje , la carga puede no estar equilibrada. Por lo tanto, se requiere un conductor neutro para transportar la corriente de carga desequilibrada.

    También se requiere un terreno además del neutro. Si esto está interconectado entre puntos depende de cómo se haya diseñado la conexión a tierra. Por ejemplo, dos edificios a 100 metros de distancia podrían estar conectados a tierra por separado, y no habría conductor de tierra entre ellos.

    Entonces, los conductores que están presentes son: 3 × conductores activos, neutros y posiblemente tierra.

  3. En un circuito monofásico de bajo voltaje , como se puede encontrar en su casa, tiene

    • un conductor activo que transporta la corriente de carga desde su transformador de distribución local
    • un conductor neutro que devuelve la corriente de carga a su transformador de distribución local
    • un conductor de tierra para referencia de voltaje y conexión a tierra de seguridad: esto no transporta corriente. La única vez que el conductor de tierra transporta corriente es cuando hay un cortocircuito de activo a tierra, en cuyo caso su dispositivo de corriente residual (RCD, término australiano) o un interruptor de circuito de falla a tierra (GFCI, término estadounidense) lo detectará y desconectará. Su fuente de alimentación.

    Entonces los conductores que están presentes son: 1 × Activo, Neutro, Tierra.

Li-aung Yip
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Es tarde y estoy a punto de irme a la cama, así que siéntase libre de editar mi respuesta si he cometido algún error atroz.
Li-aung Yip
No estoy seguro de esto, pero si usa tierra como conductor, los electrodos pueden reaccionar químicamente con agua. Esa agua no es 100.00% de agua, contiene algunas sales, ácidos, etc. Los electrodos pueden degradarse muy pronto, por lo que usar tierra para transportar "corrientes cotidianas" entre edificios puede ser una mala idea. Buenas noches :)
Kamil
"Todos los sistemas de energía requieren una conexión a tierra". - ¿Cómo funcionan los aviones entonces?
Paŭlo Ebermann
@ PaŭloEbermann "¿Cómo funcionan los aviones entonces?" Los aviones también requieren una conexión a tierra y esto es extremadamente importante. Cuando el avión vuela, se utilizan "mechas" especiales para descargarlo parcialmente. Al aterrizar: se utilizan descargadores en el tren de aterrizaje. Cuando el avión se alimenta en el aeropuerto, debe estar permanentemente conectado a tierra y conectado al camión de combustible que lo alimenta para evitar la explosión de combustible.
Kamil
También me gustaría sugerir agregar esta imagen a su respuesta: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/3-phase_flow.gif . Proporciona una buena intuición sobre el flujo de corriente trifásico sin neutro.
Peter
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Me gustaría saber si así es como funcionan las líneas eléctricas aéreas, y si es así, ¿dónde terminan exactamente los cables / circuitos, en las subestaciones o algo así?

Salga y encuentre un poste de energía con un transformador de lata, y examínelo cuidadosamente. Las configuraciones varían considerablemente, pero una configuración típica en América del Norte es:

  • Hay una línea de alta tensión y una línea de retorno de alta tensión que hacen un circuito a la subestación.

  • El transformador está conectado al alto voltaje caliente y neutro.

  • El transformador reduce la electricidad de ~ 7200 VCA a 240 VCA, configurada como dos puntos calientes y uno neutral, los puntos calientes están separados 240 V CA el uno del otro, y cada 120 V CA del neutro. Es probable que esté en el Reino Unido tenga una configuración ligeramente diferente, ya que creo que usa 240 VCA en todo el espectáculo.

  • Un cable de tierra baja del poste al suelo desde el transformador, o el poste se sujeta en su lugar mediante un cable de acero que se utiliza como tierra del transformador.

  • Los dos puntos calientes y uno neutral van a su caja de interruptores.

  • La caja del disyuntor podría estar conectada a tierra por un cable de cobre conectado a una barra enterrada en el patio.

En última instancia, los terrenos se llaman motivos porque se unen al suelo. Por lo general, esperamos líneas de tierra dedicadas que estén conectadas a tierra solo para transportar corriente solo en emergencias; normalmente la corriente en caliente debe ser igual a la corriente en neutral.

Es útil para los principiantes pensar en analogías con el agua. Lo caliente son las líneas de suministro a presión. El neutro es la línea de drenaje. El terreno de seguridad es un drenaje adicional en el sótano que se usa solo cuando la casa se inunda.

Hay muchas fotos en Internet que muestran cómo funciona todo esto. Aquí hay algunos:

http://waterheatertimer.org/See-inside-main-breaker-box.html

Eric Lippert
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¿Cuánta potencia puede tener un transformador típico como este? waterheatertimer.org/images/Electricity-from-the-pole-4.jpg Hay líneas de 7.2kV en todas partes y cada casa tiene un transformador separado en EE. UU.
Kamil
@Kamil: Los voltajes de la subestación varían, y un transformador típicamente da servicio a algunas casas. Pero básicamente, sí, así es como se presenta en vecindarios residenciales que tienen servicio eléctrico por encima del suelo. No sé cómo funciona para las casas que tienen servicio.
Eric Lippert
@Kamil: esperaría que un transformador pequeño como ese sea de unos 50-100 kVA. Los transformadores de poste pueden llegar a ser tan grandes como 500kVA antes de que sean demasiado pesados ​​para colocarlos en postes.
Li-aung Yip
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La mayoría de las líneas eléctricas industriales usan corriente alterna, por lo que no hay cables positivos y negativos. Son comunes los cables trifásicos y el cable neutro. El consumidor eléctrico puede usar los cables trifásicos o solo una fase y neutral (como la mayoría de los domésticos).

El circuito de energía común consiste en estos tres dispositivos: planta de energía eléctrica - subestación eléctrica, que transforma el voltaje (o series de ellos) - dispositivo de consumo de energía. Los cables de fase y el cable neutro forman un circuito de alimentación cerrado entre dos de ellos.

Para el transporte en tranvía (autobuses eléctricos, trenes) se utiliza corriente continua, así como corriente alterna. Un carro suele ser positivo y otro carro o rieles es negativo. En este caso, la energía a los carros se entrega mediante una subestación que transforma y también rectifica la energía tomada de la línea de CA industrial.

Vovanium
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Esto es verdad. Sin embargo, en los Estados Unidos, los clientes residenciales generalmente obtienen energía de "Fase dividida". Esto significa que obtienen dos líneas de CA y una neutra. Las líneas están desfasadas 180 grados, no 120 grados como en un sistema trifásico. De esta manera, puede obtener 120 VCA de línea a neutral, o 240 VCA de línea a línea. Estas conexiones se realizan seleccionando los interruptores automáticos apropiados en el panel de interruptores principal de una casa.
bitsmack
@bitsmack Entonces ... ¿estos clientes tienen un sistema de 3 hilos? 2 fases y cero?
Kamil
@Kamil Tres cables "portadores de corriente": Línea 1, Línea 2 y Neutro. Las líneas 1 y 2 están "calientes" o energizadas. Neutral proporciona la ruta de retorno actual. También hay un conductor de "conexión a tierra", que proviene de la utilidad o está conectado a una gran barra de conexión a tierra que se introduce en la tierra en cada casa. Esta conexión a tierra solo se usa por razones de seguridad: la corriente solo fluirá a tierra cuando haya una falla eléctrica. Esta corriente hará que se disparen los disyuntores (e interruptores de falla a tierra).
bitsmack
@bitsmack Sé cómo funciona la conexión a tierra / puesta a tierra, soy un electricista por educación. Simplemente tenía curiosidad sobre los sistemas de EE. UU. Nunca aprendí sobre ellos.
Kamil
@Kamil Muy bien, no estaba tratando de ser condescendiente. ¡Leí tu respuesta, y es obvio que sabes de lo que estás hablando! Wikipedia tiene una página sobre este tipo de sistema: en.wikipedia.org/wiki/Split-phase_electric_power . Cuídate :)
bitsmack