Resumen de precauciones para la conexión a tierra de instrumentos E+H
En los sistemas de automatización industrial, el diseño de la conexión a tierra de los instrumentos E+H está directamente relacionado con la seguridad del equipo, la estabilidad de la señal y la fiabilidad del sistema. Una conexión a tierra inadecuada puede provocar daños al equipo, interferencias en la señal e incluso accidentes de seguridad. Basado en las normas pertinentes, este artículo resume sistemáticamente las 16 precauciones clave para la conexión a tierra de instrumentos E+H, como referencia para el personal técnico de ingeniería y de compras.
La conexión a tierra de instrumentos se divide principalmente en dos categorías: conexión a tierra de protección y conexión a tierra de trabajo, ambas con diferencias claras en función, método de conexión y requisitos de resistencia.
I. Requisitos de conexión a tierra de protección
La conexión a tierra de protección tiene como objetivo evitar que la carcasa metálica del instrumento presente voltajes peligrosos debido a fallos de aislamiento, garantizando la seguridad personal. A continuación se presentan las normas específicas:
1.1 Partes que requieren conexión a tierra de protección
- Las partes metálicas que normalmente no están energizadas, como carcasas, paneles de instrumentos, armarios, cajas y envolventes de instrumentos eléctricos, que puedan presentar voltajes peligrosos tras un fallo de aislamiento, deben tener conexión a tierra de protección.
- Los componentes metálicos como bandejas portacables, tubos de protección, soportes y bases también requieren conexión a tierra de protección.
- Los instrumentos locales, interruptores, etc., con voltaje de alimentación no superior a 36 V, pueden no requerir conexión a tierra de protección cuando no haya requisitos especiales en los documentos de diseño.
1.2 Casos en que se puede omitir la conexión a tierra de protección
- Los aparatos eléctricos pequeños de baja tensión como botones, luces indicadoras y relés instalados en paneles metálicos en áreas no clasificadas como peligrosas, cuando la carcasa metálica esté en buen contacto con el panel metálico ya conectado a tierra, pueden no requerir conexión a tierra de protección.
1.3 Requisitos de conexión del sistema de puesta a tierra de protección
- El sistema de puesta a tierra de protección de instrumentos debe conectarse a la red de puesta a tierra de protección de equipos eléctricos de baja tensión del proyecto eléctrico.
- La conexión debe ser firme y confiable, sin conexión a tierra en serie.
- El valor de resistencia de puesta a tierra de protección debe cumplir con lo especificado en los documentos de diseño.
- Las bandejas portacables y tubos de protección de cables instalados en edificios pueden tener conexión a tierra repetida.
II. Requisitos de conexión a tierra de trabajo
La conexión a tierra de trabajo es la que garantiza el funcionamiento normal de los instrumentos y sistemas de control, e incluye la conexión a tierra del circuito de señal, la conexión a tierra del blindaje y la conexión a tierra de circuitos intrínsecamente seguros con requisitos especiales.
2.1 Disposiciones básicas de la conexión a tierra de trabajo
- Los instrumentos y sistemas de control deben tener conexión a tierra de trabajo; el método de conexión del sistema de puesta a tierra y el valor de resistencia deben cumplir con los documentos de diseño.
- La conexión a tierra del circuito de señal y la del blindaje deben compartir el dispositivo de puesta a tierra.
- Cada circuito de instrumento solo debe tener un punto de conexión a tierra del circuito de señal, a menos que se utilice un aislador para separar el circuito de señal de CC entre dos puntos de conexión a tierra.
2.2 Ubicación de la conexión a tierra del circuito de señal
- El punto de conexión a tierra del circuito de señal debe estar en el lado del instrumento indicador.
- Cuando se utilicen termopares tipo conexión a tierra y elementos de detección ya conectados a tierra, no se debe conectar a tierra nuevamente en el lado del instrumento indicador.
2.3 Requisitos de conexión a tierra del blindaje
- La capa de blindaje de los cables y alambres de instrumentos debe conectarse a tierra en el lado del panel o armario de instrumentos en la sala de control.
- La capa de blindaje del mismo circuito debe tener continuidad eléctrica confiable, sin quedar flotante ni con conexión a tierra repetida.
- Cuando se requiera protección contra interferencias, los conductores de reserva en cables multipolares deben conectarse a tierra en un solo punto, y los conductores de reserva de cables blindados y la capa de blindaje del cable deben conectarse a tierra en el mismo lado.
2.4 Conexión a tierra de circuitos intrínsecamente seguros
- Los circuitos intrínsecamente seguros, salvo especificación especial en los documentos de diseño, no deben conectarse a tierra.
- Cuando se utilicen barreras de seguridad de diodos, su conexión a tierra debe estar unida al terminal común de la fuente de alimentación de CC.
III. Requisitos de instalación y materiales del sistema de puesta a tierra
Un método de instalación correcto y materiales conformes son la base para garantizar la eficacia del sistema de puesta a tierra.
3.1 Método de conexión a tierra
- Las diversas conexiones a tierra de cada circuito dentro de paneles, armarios y cajas de instrumentos deben derivarse respectivamente desde sus ramales de puesta a tierra hasta la barra colectora de puesta a tierra o placa de terminales de puesta a tierra, y desde allí extraer la línea principal de puesta a tierra, que finalmente se conecta a la línea principal general de puesta a tierra y al electrodo de tierra.
- Los ramales de puesta a tierra, barras colectoras o placas de terminales deben estar eléctricamente aislados entre sí en los puntos no conectados.
3.2 Materiales y fijación de la puesta a tierra
- Las conexiones del sistema de puesta a tierra deben utilizar alambre o cable aislado con conductor de cobre.
- Se deben fijar con pernos galvanizados.
- La barra colectora de puesta a tierra dentro de paneles, armarios y cajas de instrumentos debe ser de cobre y fijarse con soportes aislantes.
- La conexión entre la línea principal general de puesta a tierra y el electrodo de tierra debe realizarse mediante soldadura.
3.3 Color de la línea de tierra y antiestático
- El color de la línea de puesta a tierra debe cumplir con los documentos de diseño y llevar marcas verde y amarilla.
- La conexión a tierra antiestática debe cumplir con los documentos de diseño y puede realizarse simultáneamente con los trabajos antiestáticos de equipos, tuberías y sistemas eléctricos.
IV. Parámetros clave y comparación
Para facilitar la comparación en el diseño de ingeniería y la construcción en sitio, la siguiente tabla resume las diferencias clave entre la conexión a tierra de protección y la de trabajo:
| Concepto | Conexión a tierra de protección | Conexión a tierra de trabajo |
|---|---|---|
| Objetivo | Prevenir descargas eléctricas, garantizar la seguridad personal | Garantizar la estabilidad de la señal, suprimir interferencias |
| Objeto de conexión | Red de puesta a tierra de protección de equipos eléctricos de baja tensión | Dispositivo de puesta a tierra compartido (circuito de señal, blindaje) |
| Resistencia de puesta a tierra | Según documentos de diseño | Según documentos de diseño |
| Método de conexión | Sin conexión a tierra en serie | Conexión a tierra en un punto, evitar conexión repetida |
| Escenarios típicos | Carcasa de instrumento, bandeja portacables, soporte | Circuito de señal, capa de blindaje, circuito intrínsecamente seguro |
V. Pasos de construcción recomendados
Para garantizar la correcta implementación del sistema de puesta a tierra de instrumentos E+H, se recomienda seguir los siguientes pasos:
- Leer y comprender los requisitos específicos de puesta a tierra en los documentos de diseño.
- Distinguir entre conexión a tierra de protección y de trabajo, planificando por separado las rutas de puesta a tierra.
- Preparar materiales conformes: alambre aislado con conductor de cobre, pernos galvanizados, barra colectora de cobre, etc.
- Instalar la barra colectora o placa de terminales de puesta a tierra, asegurando el aislamiento entre ramales.
- Conectar la puesta a tierra de protección a la red de protección de equipos eléctricos de baja tensión, evitando conexiones en serie.
- Conectar la puesta a tierra de trabajo, asegurando que el circuito de señal tenga un solo punto de conexión a tierra y que el blindaje se conecte a tierra en el lado de la sala de control.
- Verificar la resistencia de puesta a tierra, asegurando el cumplimiento con lo especificado en el diseño.
- Identificar el color de la línea de tierra (verde/amarillo) y registrar los resultados de la construcción.
VI. Problemas comunes y precauciones
- Evitar conexión a tierra repetida: La capa de blindaje del mismo circuito de señal no debe conectarse a tierra en ambos extremos, ya que podría introducir corrientes de interferencia.
- Conexión a tierra de circuitos intrínsecamente seguros: Salvo especificación especial en el diseño, los circuitos intrínsecamente seguros no deben conectarse a tierra para no afectar su seguridad intrínseca.
- Prueba de resistencia de puesta a tierra: Después de la construcción, se debe medir la resistencia de puesta a tierra para asegurar el cumplimiento con los documentos de diseño.
- Conformidad de materiales: La barra colectora de puesta a tierra debe ser de cobre y los conductores de conexión deben ser alambre aislado con conductor de cobre; no se debe sustituir el cobre por aluminio.
- Conexión a tierra antiestática: La conexión a tierra antiestática puede realizarse simultáneamente con los trabajos antiestáticos de equipos y tuberías, pero debe cumplir con las normas de diseño.
Siguiendo las precauciones anteriores para la conexión a tierra de instrumentos E+H, se puede mejorar eficazmente la seguridad y fiabilidad de los sistemas de automatización industrial, reduciendo las interferencias de señal y los riesgos de fallo. Una conexión a tierra correcta no solo es un requisito de las normas técnicas, sino también la clave para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo.