Sistemas de Conexión del Neutro y de las Masas

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Hay varios sistemas de conexión del neutro y de las masas en redes de distribución, cada uno con sus propias características y aplicaciones.

En el REBT, en su ITC-BT 08, se indican los distintos esquemas de conexión del conductor neutro en la fuente de alimentación y de las masas en la instalación eléctrica receptora, que pueden ser utilizados en una línea eléctrica de distribución de baja tensión BT.

Los proyectistas eléctricos deben tener en cuenta el esquema de distribución a emplear en los circuitos eléctricos. Esto determinará las características de las medidas de protección contra choques eléctricos.

Por tanto, la elección del esquema determinará las características de los dispositivos para proteger a sobrecargas y cortocircuitos, y contra contactos indirectos en caso de intensidades defecto al terreno. También será determinante para seleccionar las especificaciones de la aparamenta encargada de tales funciones.

Cada esquema tiene sus propias ventajas e inconvenientes, y es importante evaluar cuidadosamente estos aspectos antes de tomar una decisión.

La elección del sistema de conexión de neutro y tierra en redes de distribución públicas varía considerablemente a nivel global. Esta variabilidad se debe a factores como la historia de la red eléctrica en cada país, las normas técnicas vigentes y las características de las instalaciones eléctricas. Cada país tiene sus propias normas y prácticas para la conexión de neutro y tierra.

Además, la distribución real de los esquemas de conexión puede variar dentro de cada región e incluso dentro de un mismo país. Esto depende de factores específicos de la red eléctrica y de la normativa técnica.

En las redes de distribución públicas en España, se establece el esquema TT como obligatorio. Es el método más comúnmente adoptado para el sector terciario y las redes domésticas. En instalaciones con transformador propio (cliente o abonado) puede establecerse cualquier sistema.

Contenidos
  1. Esquemas de Conexión del Neutro y de las Masas en Redes de Distribución
  2. Motivo de los Diferentes Esquemas de Conexión en Redes de Distribución
  3. Preguntas Frecuentes de Sistemas de Conexión del Neutro y de las Masas

Esquemas de Conexión del Neutro y de las Masas en Redes de Distribución

Los esquemas de distribución se establecen en función de las conexiones a tierra de la red de distribución o de la alimentación, por un lado, y de las conexiones a tierra de las masas de la instalación receptora, por otro.

La denominación se realiza con un código de letras con el significado siguiente:

Primera letra: situación de la fuente de alimentación o generador con respecto a tierra.

T = conexión directa de un punto de la alimentación a tierra.

I = aislamiento de todas las partes activas de la alimentación con respecto a tierra o conexión de un punto de la alimentación a tierra a través de una impedancia.

Segunda letra: situación de las masas de la instalación receptora con respecto a tierra.

T = masas conectadas directamente a tierra, independientemente de la eventual puesta a tierra de la alimentación.

N = masas conectadas directamente al punto de la alimentación puesto a tierra (en corriente alterna, este punto es normalmente el punto neutro).

Otras letras (eventuales): situación relativa del conductor neutro y del conductor de protección.

S = funciones de neutro y de protección, aseguradas por conductores separados.

C = funciones de neutro y de protección, combinadas en un solo conductor (conductor CPN).

La ITC-BT-08 define los diferentes esquemas de distribución o esquemas de conexión a tierra (ECT). Son también denominados regímenes de neutro: esquema TT, esquema IT y esquema TN.

Motivo de los Diferentes Esquemas de Conexión en Redes de Distribución

La existencia de diversos sistemas de conexión del neutro y de las masas en redes de distribución responde a la necesidad de adaptar las instalaciones eléctricas a diferentes condiciones operativas, ambientales y normativas.

Cada uno de los esquemas, TT, TN, IT tiene sus ventajas y desventajas. Su elección debe basarse en un análisis detallado de las necesidades específicas de la instalación, las condiciones del entorno, las regulaciones vigentes y los criterios de seguridad.

Regulaciones y normativas: la normativa eléctrica establece directrices claras sobre los esquemas de conexión del neutro y de las masas. Estas regulaciones garantizan la seguridad y fiabilidad de las instalaciones eléctricas y varían según la región y el tipo de instalación.

Tipo de instalación: las características específicas de la instalación, como el tipo de carga y la importancia de la continuidad del servicio, influyen en la elección del esquema. Por ejemplo, en instalaciones industriales con alta carga inductiva, se puede preferir el esquema TN-S por su mayor capacidad para manejar armónicos.

Coste de implementación: los esquemas TN-S e IT suelen ser más costosos de implementar debido a la necesidad de más conductores y equipos de monitoreo. Sin embargo, ofrecen mayores niveles de seguridad y fiabilidad.

Mantenimiento y operación: los esquemas más complejos, como el IT, requieren monitoreo continuo y personal capacitado para su operación y mantenimiento, incrementando los costes operativos.

Reducción de riesgos: la elección de un esquema adecuado puede reducir significativamente los riesgos de electrocución y daños a las personas. Por ejemplo, el sistema TT, aunque simple, proporciona un alto nivel de seguridad en entornos residenciales.

Protección adicional: en áreas públicas y zonas de alta concurrencia, la implementación de esquemas con protecciones adicionales, como interruptores diferenciales de alta sensibilidad, es fundamental para garantizar la seguridad.

Preguntas Frecuentes de Sistemas de Conexión del Neutro y de las Masas

¿Qué es el sistema de puesta a tierra del neutro?

El sistema de puesta a tierra del neutro es una configuración que conecta el punto neutro de un transformador o generador eléctrico a tierra, ya sea directamente o mediante impedancias (resistencia o bobina).

En las redes de distribución, los esquemas de conexión (TT, TN, IT) definen cómo se gestiona la tierra del neutro y de las masas. Por ejemplo:
Esquema TT (neutro y masas con tierras separadas): obligatorio en redes públicas españolas (REBT ITC-BT 08), usa interruptores diferenciales para proteger contra contactos indirectos.
Esquema TN (masas conectadas al neutro puesto a tierra): subdividido en TN-S, TN-C o TN-C-S, combina protección contra cortocircuitos y sobretensiones.
Esquema IT (neutro aislado o con impedancia): ideal para instalaciones que requieren continuidad de servicio (hospitales, industrias), ya que permite seguir operando con un primer fallo a tierra.

Las funciones que cumplen un sistema de puesta a tierra son:
1º) Seguridad: deriva corrientes de defecto a tierra, evitando electrocuciones.
2º) Protección de equipos: facilita la actuación de dispositivos como interruptores magnetotérmicos o diferenciales.
3º) Compatibilidad electromagnética: reduce interferencias en sistemas sensibles.

¿Cuáles son los tipos de sistemas de puesta a tierra?

Los sistemas de puesta a tierra se clasifican según cómo se conectan el neutro del transformador (o generador) y las masas de la instalación eléctrica. La ITC-BT 08 del REBT y la IEC 60364 define 3 esquemas:

1º) Esquema TT
– Neutro conectado a tierra en la fuente de alimentación (transformador).
– Masas de la instalación con tierra independiente (no unida al neutro).
– Aplicación: dominante en redes de distribución pública de BT en España (obligatorio), en viviendas y comercios.

2º) Esquema TN (subdividido en TN-S, TN-C y TN-C-S)
– Neutro puesto a tierra en la fuente.
– Masas conectadas al neutro (conductor de protección unido al conductor neutro).
– TN-S: neutro y protección (PE) son conductores separados.
– TN-C: neutro y protección combinados en un solo conductor (PEN).
– TN-C-S: Sistema mixto (parte TN-C y parte TN-S).
– Aplicación: industrial, instalaciones con alta demanda de continuidad.

3º) Esquema IT
– Neutro aislado o con impedancia (no conectado directamente a tierra).
– Masas con tierra local.
– Ventaja: permite seguir operando con un primer fallo a tierra (requiere vigilancia).
– Aplicación: hospitales, minería, industrias donde un apagón es peligroso.

¿Dónde se debe unir el neutro y la tierra?

La unión del neutro y la tierra la realiza la compañía de suministro eléctrico en los siguientes lugares:

En el centro estrella del transformador de distribución: el transformador, típicamente con un devanado secundario conectado en estrella (o "Y"), tiene un punto central común donde se unen los extremos de las 3 bobinas. Este es el punto neutro.

En puntos de la red de distribución: a lo largo de las líneas de baja tensión, la compañía puede realizar conexiones adicionales del neutro a tierra en puntos estratégicos, como en postes de la línea aérea o en arquetas subterráneas. Se suelen realizar cada 300 m o en las derivaciones principales.

En la acometida: en algunos casos la compañía distribuidora puede realizar alguna conexión a tierra cerca del punto de entrega por motivos de diseño de la red.

Es importante recordar que el objetivo principal de conectar el neutro a tierra en el lado de la compañía es el de establecer un potencial de referencia seguro para el neutro y proporcionar un camino de baja impedancia para las corrientes de defecto a tierra.

En el esquema TT, el cliente debe instalar su propia toma de tierra para las masas de los aparatos receptores, pero nunca unir el neutro a tierra.

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