Sistema de puesta a tierra

La puesta a tierra del sistema es un componente clave de una de las formas más comunes de protección contra descargas eléctricas . La norma internacional IEC 61140, Protección contra descargas eléctricas, establece los requisitos para la protección contra descargas tanto en condiciones normales (denominada protección básica ) como en condiciones de falla (es decir, fallas a tierra ). La protección básica incluye conceptos como el aislamiento . La protección contra fallas (con respecto al riesgo de descarga, a diferencia de otras formas de fallas en el sistema eléctrico ) se refiere al concepto de partes conductoras accesibles dentro de una instalación (edificio) que nunca fueron diseñadas para ser energizadas eléctricamente, pero que se energizan involuntariamente y se vuelven peligrosas. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Uno de los métodos descritos por la norma IEC 61140 para abordar la protección contra fallas, y uno de los más utilizados, es la desconexión automática de la alimentación (ADS) . Esto implica el uso de un sistema de puesta a tierra y dispositivos de protección ( fusibles o disyuntores ) que interrumpen automáticamente los circuitos cuando se detecta una falla, eliminando el peligro. Según este método, cualquier parte conductora accesible de una instalación (incluidas las de aparatos de Clase  I ) que pudiera sufrir una falla y volverse peligrosa se conecta a un sistema de puesta a tierra de manera que, en caso de que se produzca dicha falla (debido al contacto involuntario de la parte con un conductor con tensión), se cierra un circuito, permitiendo el paso de corriente, y dicho paso de corriente puede activar un dispositivo de protección. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Como se muestra más adelante, solo en algunas configuraciones de sistemas de puesta a tierra la Tierra forma parte de esta trayectoria de falla . En todos los casos se utilizan una o más conexiones directas a la Tierra, que actúa como punto de referencia, limitando el grado en que el voltaje de cualquier parte del sistema de puesta a tierra puede desviarse del del terreno circundante. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Una conexión a tierra evita la acumulación de electricidad estática , como la inducida por la fricción, por ejemplo, cuando el viento sopla sobre una antena de radio . ^{[ 7 ]}

Las sobretensiones eléctricas pueden producirse debido a conmutaciones o descargas atmosféricas y pueden dañar equipos, propiedades e incluso representar un riesgo para la vida. Si bien en algunos casos los dispositivos de protección contra sobretensiones simplemente las desvían entre conductores eléctricos, en ocasiones se desvían a tierra. ^{[ 4 ] [ 8 ] [ 9 ]}

La puesta a tierra funcional tiene un propósito distinto al de la seguridad eléctrica. ^{[ 10 ]} Algunos ejemplos de propósitos incluyen el filtrado de interferencias electromagnéticas (EMI) en un filtro EMI y el uso de la Tierra como ruta de retorno en un sistema de distribución de retorno a tierra de un solo cable .

Este artículo trata exclusivamente sobre la puesta a tierra de la energía eléctrica. Algunos ejemplos de otros sistemas de puesta a tierra son:

• Como parte de líneas de alimentación y señalización de retorno a tierra de un solo cable , como las que se utilizaban para el suministro de energía de baja potencia y para líneas telegráficas .
• En radio , como plano de tierra para una gran antena monopolo .
• Como equilibrio de voltaje auxiliar para otros tipos de antenas de radio , como los dipolos .
• Como punto de alimentación de una antena dipolo terrestre para radio VLF y ELF .

La norma internacional IEC 60364 distingue tres familias de configuraciones de puesta a tierra, utilizando los códigos de dos letras: TN , TT e IT .

La primera letra indica la relación entre la fuente de alimentación (generador o transformador) y la Tierra :

"T" — Conexión directa de un punto con la Tierra.

"Yo" — Todas las partes vivas aisladas de la Tierra, o un punto conectado a la Tierra a través de una impedancia.

La segunda letra indica la relación entre las partes conductoras expuestas de la instalación y la Tierra:

"T" — Conexión directa a la Tierra, independiente de una conexión de suministro eléctrico a la Tierra.

"N" — Conexión directa al punto de la fuente de alimentación donde esta se conecta a tierra. Este punto suele ser el neutro de un transformador conectado en estrella, desde donde también se puede proporcionar una conexión a tierra.

Cualquier letra posterior indica:

"S" — Funciones neutras y de protección proporcionadas por conductores separados.

"C" — Funciones neutras y de protección proporcionadas por un mismo conductor único (conductor PEN).

Se puede suponer razonablemente que las letras derivan de la terminología francesa (la norma IEC está escrita tanto en francés como en inglés), donde la T deriva de terre (tierra); la N de neutre (neutro); la S de séparé (separado); la C de combiné (combinado); y la I de isolé e impédance (aislamiento e impedancia, los dos detalles clave de un sistema de TI).

Tipos de sistema TN

TN-S : conductores separados de tierra de protección (PE) y neutro (N) desde el transformador hasta el dispositivo consumidor, que no están conectados entre sí en ningún punto después de la fuente.

TN-C : conductor combinado PE y N desde el transformador hasta el dispositivo consumidor (aunque no necesariamente incluye los cables de alimentación).

TN-CS : conductor PEN combinado desde el transformador hasta el edificio, pero conductores PE y N separados dentro del cableado del edificio (y cables de alimentación de los dispositivos).

En un sistema de puesta a tierra TN , uno de los puntos del transformador de suministro está conectado directamente a tierra, generalmente el punto neutro-estrella en un transformador de suministro conectado en estrella , el mismo punto desde el que se proporcionaría una conexión neutra (N). Las partes conductoras expuestas dentro de una instalación del consumidor están conectadas a tierra a través de esta conexión en el transformador y, por lo tanto, a través del o los cables de suministro. El conductor que conecta una parte conductora expuesta de la instalación eléctrica del consumidor a tierra se denomina conductor de puesta a tierra de protección ( PE ; véase también: Tierra ).

Esta disposición es un estándar actual para sistemas eléctricos residenciales e industriales, particularmente en Europa. ^{[ 11 ]}

Se distinguen tres variantes de sistemas TN:

TN−S

Los conductores PE y N son completamente independientes. Si se proporciona un conductor neutro y el punto de conexión a tierra del transformador coincide con el punto neutro , los conductores PE y N se conectarán en este único punto del sistema. Cabe destacar que el blindaje del cable de alimentación se suele utilizar como conductor PE entre el transformador y la instalación, en lugar de un conductor específico dentro del cable.

TN−C

Un único conductor combinado PEN (PE+N) cumple las funciones tanto de conductor PE como de conductor N. Esto se aplica no solo al cable de alimentación, sino también a la instalación del consumidor (sin separación entre neutro y tierra). En  sistemas de consumo de 230/400 V, normalmente solo se utiliza en circuitos de distribución.

TN−C−S

Parte del sistema utiliza un conductor PEN combinado, que en algún punto se divide en conductores PE y N separados. El conductor PEN combinado suele conectar el transformador con la instalación del consumidor, mientras que dentro de la instalación se utilizan conductores de tierra y neutro independientes.

En el Reino Unido, una práctica común con TN-CS es conectar el conductor de suministro PEN combinado a tierra en múltiples puntos a lo largo de su longitud entre el transformador de fuente y la instalación del consumidor. Esto se conoce como puesta a tierra múltiple de protección (PME) . ^{[ 12 ] [ 13 ]} Esto es tan común que, en consecuencia, PME se usa a menudo incorrectamente como sinónimo. Sistemas similares en Australia y Nueva Zelanda se denominan neutro con puesta a tierra múltiple (MEN) y, en América del Norte, neutro con puesta a tierra múltiple (MGN) .

Es posible obtener suministros TN-S y TN-CS del mismo transformador. Por ejemplo, las cubiertas de algunos cables subterráneos se corroen y dejan de proporcionar buenas conexiones a tierra, por lo que las viviendas con alta resistencia y malas conexiones a tierra pueden convertirse a TN-CS. Esto solo es posible en una red donde el neutro sea suficientemente robusto contra fallas. La conversión no siempre es posible. El PEN debe estar debidamente reforzado contra fallas, ya que un PEN abierto puede aplicar la tensión de fase completa a cualquier metal expuesto conectado a la tierra del sistema aguas abajo de la interrupción. La alternativa es convertir la instalación a TT.

La principal ventaja de un sistema TN radica en que la baja impedancia de la conexión a tierra permite que los dispositivos de protección contra sobrecorriente interrumpan el suministro con la suficiente rapidez en caso de un fallo de línea a tierra. Esto no suele ocurrir en los sistemas TT. La invención de los interruptores diferenciales (RCD) proporcionó otro medio de protección contra fallos a tierra, lo cual puede ser crucial para un sistema TT, ya que un RCD suele ser el único medio para lograr tiempos de desconexión rápidos y adecuados, mientras que en un sistema TN se utiliza simplemente como una capa de protección secundaria.

Un peligro de los sistemas TN-CS, especialmente para instalaciones en zonas rurales donde es más probable que el suministro se realice mediante cables aéreos expuestos a la intemperie, o ciertos tipos de instalaciones como el suministro a caravanas o embarcaciones, es el riesgo de una falla en el conductor PEN, donde el conductor de suministro PEN se corta o se corroe significativamente. En tal caso, la corriente tomará cualquier ruta alternativa disponible, y dado que las partes conductoras externas, como las tuberías de agua y gas, deben estar conectadas a la toma de tierra de la instalación, y la toma de tierra está conectada al neutro, la corriente neutra aún puede fluir a través de la tierra, potencialmente pasando por propiedades vecinas (si su neutro aún está intacto), y la tensión a tierra puede aumentar significativamente, especialmente si la interrupción ocurre aguas arriba de propiedades en diferentes fases de suministro, en cuyo caso el neutro flotante podría causar que la tensión aumente hasta la tensión trifásica entre líneas (400  V nominales en el Reino Unido). Hipotéticamente, si no existiera una ruta completa para que fluya la corriente, entonces las partes conductoras expuestas alcanzarían la tensión de línea. El PME ayuda a mitigar el riesgo en cierta medida. ^{[ 14 ]} El peligro es lo suficientemente grave como para que el Reglamento de Seguridad, Calidad y Continuidad Eléctrica del Reino Unido de 2002 prohíba el uso de conductores PEN para alimentar caravanas y barcos donde el contacto simultáneo con tierra sea especialmente alto.

Los sistemas TN-C no están permitidos en algunos países. El Reino Unido, por ejemplo, los prohíbe en el Reglamento de Seguridad, Calidad y Continuidad del Suministro Eléctrico de 2002. Cabe destacar que un interruptor diferencial no puede funcionar en un sistema TN-C.

Sistema TT

En un sistema de puesta a tierra TT , al igual que en un sistema TN, existe una conexión directa a tierra en el transformador de suministro. Sin embargo, a diferencia del sistema TN, las partes conductoras expuestas en la instalación del consumidor son independientes de este, y cuentan con una conexión a tierra completamente separada a través de un electrodo de tierra local (a veces denominado conexión a tierra firme ). Es decir, no existe un cable de tierra entre el suministro y el consumidor, sino únicamente una conexión a través de la masa terrestre.

La principal ventaja del sistema de puesta a tierra TT es la reducción de las interferencias conducidas por los equipos conectados de otros usuarios. El sistema TT siempre ha sido preferible para aplicaciones especiales, como las estaciones de telecomunicaciones, que se benefician de una puesta a tierra sin interferencias. Además, los sistemas TT no presentan riesgos graves en caso de rotura del conductor neutro. Asimismo, en lugares donde la energía se distribuye aéreamente, los conductores de tierra no corren el riesgo de energizarse si algún conductor de distribución aérea se fractura, por ejemplo, por la caída de un árbol o una rama.

Una gran desventaja de los sistemas TT es que la impedancia de la conexión a tierra suele ser tan alta que impide que los dispositivos de protección contra sobrecorriente interrumpan el suministro con la suficiente rapidez para cumplir con la normativa de seguridad. Sin embargo, este problema puede solucionarse utilizando la protección RCD, que no requiere una corriente de falla elevada para activarse. En la época anterior a los RCD, el sistema de puesta a tierra TT resultaba poco atractivo para el uso general debido a esta dificultad para lograr una desconexión automática del suministro (ADS) fiable.

En algunos países (como el Reino Unido), se recomienda la puesta a tierra TT para situaciones en las que resulta impracticable mantener una zona equipotencial de baja impedancia mediante conexión equipotencial, cuando existe un cableado exterior significativo, como en el suministro a casas móviles y algunos entornos agrícolas, o donde una corriente de cortocircuito elevada podría suponer otros peligros, como en depósitos de combustible o puertos deportivos. El sistema de puesta a tierra TT se utiliza en toda España y Japón, con interruptores diferenciales en la mayoría de los entornos industriales e incluso en los hogares. Esto puede imponer requisitos adicionales a los variadores de frecuencia y a las fuentes de alimentación conmutadas, que suelen incorporar filtros importantes que transmiten el ruido de alta frecuencia al conductor de tierra.

sistema informático

En un sistema de puesta a tierra de TI , el sistema de distribución eléctrica no tiene ninguna conexión a tierra, o dicha conexión es de muy alta impedancia .

En los sistemas de TI, es improbable que un único fallo de aislamiento provoque corrientes peligrosas a través del cuerpo humano en contacto con tierra, ya que no existe una vía de fuga para la corriente de fallo o, en su defecto, la impedancia es alta. Este sistema permite que se produzcan uno o más fallos entre un conductor activo y la toma de tierra, lo que se conoce como primer fallo , sin que se produzca la desconexión automática del suministro. En su lugar, el fallo podría activar una alarma en un dispositivo de monitorización. Un segundo fallo se produce cuando uno o más conductores activos adicionales también hacen cortocircuito con la toma de tierra, en cuyo caso puede fluir una sobretensión significativa entre los conductores activos en cortocircuito, a través de la toma de tierra, y se debería interrumpir el suministro. Este sistema puede ser útil en instalaciones como hospitales, donde la desconexión del circuito puede tener consecuencias potencialmente mortales (por ejemplo, si los sistemas de soporte vital o una intervención quirúrgica en curso se quedan sin energía). La activación de una alarma en caso de un primer fallo permite al personal tomar medidas correctivas que podrían evitar dicha pérdida de energía.

En un sistema multifásico, si uno de los conductores de línea hiciera contacto con tierra, provocaría que los demás conductores de fase aumentaran su tensión desde la tensión normal entre fase y neutro hasta la tensión entre fases (con respecto a tierra). Los sistemas de TI también experimentan sobretensiones transitorias mayores que otros sistemas.

Si bien las normas nacionales de cableado para edificios de muchos países siguen la terminología IEC 60364 , en Norteamérica (Estados Unidos y Canadá), el término "conductor de puesta a tierra de equipos" se refiere a las puestas a tierra de los equipos y los cables de tierra en los circuitos derivados, y "conductor de electrodo de puesta a tierra" se utiliza para los conductores que conectan una varilla de tierra, un electrodo o similar a un panel de servicio. El electrodo de tierra "local" proporciona la "puesta a tierra del sistema" ^{[ 15 ]} en cada edificio donde se instala.

El conductor que transporta corriente y que está conectado a tierra es el "neutro" del sistema.

Las normas australianas y neozelandesas utilizan un sistema de puesta a tierra múltiple de protección modificado ( PME ^{[ 16 ]} ) denominado neutro con puesta a tierra múltiple (MEN ) . El neutro se conecta a tierra en cada punto de servicio del consumidor, lo que reduce la diferencia de potencial del neutro a cero a lo largo de toda la longitud de las líneas de baja tensión . En Norteamérica, se utiliza el término neutro con puesta a tierra múltiple (MGN ) . ^{[ 17 ]}

En el Reino Unido y algunos países de la Commonwealth, el término "PNE", que significa fase-neutro-tierra, se utiliza para indicar que se utilizan tres conductores (o más para conexiones no monofásicas), es decir, PN-S.

En la India, se utiliza un sistema de puesta a tierra resistiva para la minería, de acuerdo con las Regulaciones de la Autoridad Central de Electricidad. En lugar de una conexión sólida del neutro a tierra, se utiliza una resistencia de puesta a tierra del neutro  (NGR) para limitar la corriente a tierra a menos de 750 mA. Debido a la restricción de la corriente de falla, es más seguro para minas con presencia de gas. ^{[ 18 ]} Dado que la fuga a tierra está restringida, los dispositivos de protección contra fugas pueden ajustarse a menos de 750  mA. En comparación, en un sistema con puesta a tierra sólida, la corriente de falla a tierra puede ser tan grande como la corriente de cortocircuito disponible.

La resistencia de puesta a tierra del neutro se supervisa para detectar una interrupción en la conexión a tierra y cortar la energía si se detecta una falla. ^{[ 19 ]}

Para evitar descargas eléctricas accidentales, en las instalaciones se utilizan dispositivos de detección de corriente para aislar la alimentación cuando la corriente de fuga supera un límite determinado. Para ello se utilizan interruptores diferenciales (RCD). Anteriormente, durante un breve periodo antes de la invención del RCD, se utilizaban interruptores diferenciales de tensión (VO-ELCB) . En aplicaciones industriales, se utilizan relés diferenciales con transformadores de corriente de núcleo equilibrado independientes. ^{[ 20 ]} Esta protección funciona en el rango de miliamperios y puede ajustarse de 30  mA a 3000  mA.

Además del cable de tierra, se instala un cable piloto independiente desde el sistema de distribución/alimentación del equipo para supervisar la continuidad del cable. Esto se utiliza en los cables de arrastre de la maquinaria minera. ^{[ 21 ]} Si el cable de tierra se rompe, el cable piloto permite que un dispositivo de detección en el extremo de la fuente interrumpa la alimentación de la máquina. Este tipo de circuito es indispensable para equipos eléctricos pesados ​​portátiles (como las LHD (máquinas de carga, transporte y descarga) ) que se utilizan en minas subterráneas.

• En los sistemas TN-S y TT, el usuario dispone de una conexión a tierra de bajo ruido, que no se ve afectada por la tensión que aparece en el conductor N como consecuencia de las corrientes de retorno y la impedancia de dicho conductor. Esto es de particular importancia en ciertos tipos de equipos de telecomunicaciones y medición.
• En los sistemas TT, cada consumidor tiene su propia conexión a tierra y no notará ninguna corriente que pueda ser causada por otros consumidores en una línea PE compartida.

• En el Reino Unido, el Reglamento de Seguridad, Calidad y Continuidad de la Electricidad de 2002 (GB; 2012 para Irlanda del Norte) rige los suministros eléctricos. Entre los aspectos más destacados se incluyen: los suministros TN-C están prohibidos; el blindaje del cable ("conductor exterior de una línea con conductores concéntricos") debe conectarse a tierra; el neutro de cada suministro debe conectarse a tierra; los consumidores tienen prohibido combinar tierra y neutro dentro de sus instalaciones; y los suministros basados ​​en conductores PEN (TN-CS) están prohibidos para caravanas y embarcaciones. ^{[ 22 ]}
• En el Código Eléctrico Nacional de los Estados Unidos y el Código Eléctrico Canadiense , la alimentación del transformador de distribución debe ser TN-CS. El neutro debe conectarse a tierra únicamente en el lado de alimentación del interruptor de desconexión del cliente.
• En Argentina , Australia (TN-CS), Francia (TT), Israel (TN-CS) y Nueva Zelanda (TN-CS), los clientes deben proporcionar sus propias conexiones terrestres.
• En Australia y Nueva Zelanda se utiliza el sistema de puesta a tierra de neutro múltiple (MEN) , descrito en la Sección 5 de la norma AS/NZS 3000. Para un cliente de baja tensión (por ejemplo, doméstico), esto significa TN-CS, donde el neutro está conectado a tierra varias veces entre el transformador de suministro y la instalación del consumidor, y la conexión a tierra se produce desde el cuadro de distribución principal.
• En Japón, la mayoría de las instalaciones eléctricas en edificios utilizan el sistema de puesta a tierra TT.
• En Dinamarca, la normativa sobre alta tensión (Stærkstrømsbekendtgørelsen) y en Malasia , la Ordenanza de Electricidad de 1994, establecen que todos los consumidores deben utilizar la puesta a tierra TT, aunque en raras ocasiones se permite la TN-CS (utilizada de la misma manera que en Estados Unidos). Las normas varían en el caso de las grandes empresas.
• En India , según el Reglamento de la Autoridad Central de Electricidad (CEAR, 2010), regla 41, se prevé la puesta a tierra, el cable neutro de un sistema trifásico de cuatro hilos y el tercer cable adicional de un sistema bifásico de tres hilos. La puesta a tierra debe realizarse con dos conexiones separadas. El sistema de puesta a tierra también debe contar con un mínimo de dos o más pozos de tierra (electrodos) para garantizar una puesta a tierra adecuada. Según la regla 42, una instalación con una carga conectada superior a 5  kW y que exceda los 250  V deberá contar con un dispositivo de protección contra fugas a tierra adecuado para aislar la carga en caso de falla o fuga a tierra. ^{[ 23 ]}

• En las zonas del Reino Unido donde predomina el cableado eléctrico subterráneo, el sistema TN-S es común. ^{[ 24 ]} Las viviendas urbanas y suburbanas más antiguas del Reino Unido suelen tener suministros TN-S donde la conexión a tierra se realiza a través de una cubierta de plomo de un cable subterráneo de plomo y papel.
• En India , el suministro generalmente se realiza mediante el sistema TN-S. El neutro está doblemente conectado a tierra en cada transformador de distribución. Los conductores neutro y de tierra se utilizan por separado en las líneas aéreas de distribución. Para la conexión a tierra se utilizan conductores separados para las líneas aéreas y el blindaje de los cables. Se instalan electrodos/pozos de tierra adicionales en cada extremo del usuario para proporcionar una ruta redundante a tierra. ^{[ 25 ]}
• La mayoría de las viviendas modernas en Europa cuentan con un sistema de puesta a tierra TN-CS. La conexión a tierra y neutro se realiza entre la subestación transformadora más cercana y el interruptor de servicio (el fusible situado antes del contador). A partir de ahí, se utilizan conductores de tierra y neutro independientes en todo el cableado interno.
• En Noruega, el sistema IT con 230  V entre fases está bastante extendido. Se estima que el 70 % de los hogares están conectados a la red eléctrica mediante este sistema. ^{[ 26 ]} Sin embargo, las zonas residenciales más recientes se construyen mayoritariamente con TN-CS, debido en gran medida a que los productos trifásicos para el mercado de consumo —como las estaciones de carga para vehículos eléctricos— se desarrollan para el mercado europeo, donde predominan los sistemas TN con 400 V entre fases. ^{[ 27 ]}
• Los laboratorios, centros médicos, obras de construcción, talleres de reparación, instalaciones eléctricas móviles y otros entornos alimentados por generadores , donde existe un mayor riesgo de fallos de aislamiento, suelen utilizar una puesta a tierra de sistemas de TI alimentada por transformadores de aislamiento . Para mitigar los problemas de doble fallo en los sistemas de TI, los transformadores de aislamiento deben alimentar solo un número reducido de cargas cada uno y estar protegidos con un dispositivo de monitorización de aislamiento (generalmente utilizado únicamente por sistemas de TI médicos, ferroviarios o militares, debido a su coste).
• En zonas remotas, donde el coste de un conductor de energía adicional supera el coste de una conexión a tierra local, los sistemas TT se utilizan habitualmente en algunos países, especialmente en propiedades antiguas o en zonas rurales, donde la seguridad podría verse amenazada por la rotura de un conductor de energía aéreo, por ejemplo, debido a la caída de una rama de árbol.
• En Australia se utiliza el sistema TN-CS; sin embargo, la normativa de cableado establece que, además, cada cliente debe proporcionar una conexión a tierra independiente, mediante un electrodo de tierra específico. (Cualquier tubería metálica de agua que entre en las instalaciones del consumidor también debe estar conectada al punto de puesta a tierra en el cuadro/panel de distribución). En Australia y Nueva Zelanda, la conexión entre la barra de tierra de protección y la barra neutra en el cuadro/panel principal se denomina enlace neutro con puesta a tierra múltiple o enlace MEN. Este enlace MEN es extraíble para realizar pruebas de instalación, pero se conecta durante el servicio normal mediante un sistema de bloqueo (por ejemplo, contratuercas) o dos o más tornillos. En el sistema MEN, la integridad del neutro es fundamental. En Australia, las nuevas instalaciones también deben conectar el refuerzo de hormigón de la cimentación en zonas húmedas al conductor de tierra de protección (AS3000), lo que normalmente aumenta el tamaño de la puesta a tierra (es decir, reduce la resistencia) y proporciona un plano equipotencial en zonas como los baños. En instalaciones antiguas, es común encontrar únicamente la conexión a tierra de la tubería de agua, y se permite que permanezca así, pero se debe instalar un electrodo de tierra adicional si se realiza alguna mejora. El conductor de tierra/neutro de protección entrante está conectado a una barra de neutro (ubicada en el lado del cliente de la conexión de neutro del medidor de electricidad) que luego se conecta a través del enlace MEN del cliente a la barra de tierra; a partir de este punto, los conductores de tierra y neutro de protección están separados.

In solid or directly earthed neutral, transformer's star point is directly connected to the ground. In this solution, a low-impedance path is provided for the ground fault current to close and, as result, their magnitudes are comparable with three-phase fault currents.^[28] Since the neutral remains at the potential close to the ground, voltages in unaffected phases remain at levels similar to the pre-fault ones; for that reason, this system is regularly used in high-voltagetransmission networks, where insulation costs are high.^[29]

To limit short circuit earth fault an additional neutral earthing resistor (NER) is added between the neutral of transformer's star point and earth.

En un sistema sin conexión a tierra , aislado o con neutro flotante , como en un sistema de TI, no existe una conexión directa entre el punto neutro (ni ningún otro punto de la red) y la tierra. En consecuencia, las corrientes de falla a tierra no tienen un camino que cerrar y, por lo tanto, tienen magnitudes despreciables. Sin embargo, en la práctica, la corriente de falla no será igual a cero: los conductores del circuito —en particular los cables subterráneos— tienen una capacitancia inherente hacia la tierra, lo que proporciona un camino de impedancia relativamente alta. ^{[ 30 ]}

Los sistemas con neutro aislado pueden continuar funcionando y proporcionar un suministro ininterrumpido incluso en presencia de una falla a tierra. ^{[ 28 ]} Sin embargo, mientras la falla está presente, el potencial de las otras dos fases con respecto a tierra alcanza${\displaystyle {\sqrt {3}}}$del voltaje de funcionamiento normal, creando una tensión adicional para el aislamiento ; las fallas de aislamiento pueden provocar fallas a tierra adicionales en el sistema, ahora con corrientes mucho más altas. ^{[ 29 ]}

La presencia de una falla a tierra ininterrumpida puede representar un riesgo significativo para la seguridad: si la corriente supera los 4  A – 5  A, se desarrolla un arco eléctrico que puede mantenerse incluso después de que se elimine la falla. ^{[ 30 ]} Por esta razón, se limitan principalmente a redes subterráneas y submarinas, y a aplicaciones industriales, donde la necesidad de confiabilidad es alta y la probabilidad de contacto humano es relativamente baja. En redes de distribución urbanas con múltiples alimentadores subterráneos, la corriente capacitiva puede alcanzar varias decenas de amperios, lo que representa un riesgo significativo para el equipo.

El beneficio de una baja corriente de falla y la operación continua del sistema posterior se ve contrarrestado por el inconveniente inherente de que la ubicación de la falla es difícil de detectar. ^{[ 31 ]}