El papel fundamental de los cables de tierra en los sistemas de seguridad de calentadores de cartucho
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El pequeño cable verde-amarillo que conecta muchos calentadores de cartucho recibe menos atención que las conexiones de alimentación, pero es muy importante para la seguridad y lo exigen los requisitos de seguridad industrial modernos. Para protegerse de los riesgos eléctricos, necesita saber cómo funcionan los cables de tierra, cómo instalarlos y cómo mantenerlos en buen estado.
El cable de resistencia se coloca dentro de un tubo de metal y se separa mediante un aislamiento de óxido de magnesio para formar un calentador de cartucho. Este diseño funciona muy bien para transferir calor y mantener la electricidad separada cuando es nueva. Pero con el tiempo, los ciclos de temperatura, el estrés mecánico y la entrada de humedad desgastarán lentamente el aislamiento interno. Todo el cuerpo del calentador recibe energía al voltaje de línea cuando el cable de resistencia toca la funda metálica. Si el calentador o las piezas metálicas conectadas no están conectados a tierra, tocarlos puede provocar una descarga eléctrica.
El cable de tierra proporciona a la corriente de falla un canal con baja resistencia. Cuando se construye correctamente, mantiene la funda del calentador al potencial de tierra incluso cuando falla el aislamiento. En lugar de atravesar a las personas, la corriente fluye a través del cable de tierra. Los dispositivos de protección del circuito encuentran el extraño flujo de corriente y cortan la energía. Si faltan los cables de tierra, están desconectados o no están colocados correctamente, esta protección no funcionará.
La forma de instalar los cables de tierra tiene un gran efecto en su buen funcionamiento. Incluso cuando el calentador se expande, vibra o se mueve para mantenimiento, la conexión debe estar firme. Las conexiones estampadas, en las que el cable se aprieta mecánicamente en el extremo del calentador, generalmente duran más que los terminales engarzados, que pueden aflojarse a medida que cambia la temperatura. El calibre del cable debe poder adaptarse a posibles corrientes de falla. Para aplicaciones de 240 V, esto significa al menos 16 AWG, y para voltajes o corrientes de falla mayores, significa calibres más pesados.
Es necesario planificar con anticipación para evitar daños durante la ruta. Los cables de tierra y los cables de alimentación no deben tocarse entre sí para evitar el desgaste, pero aun así deben estar sujetos de forma segura para evitar que queden atrapados. El alivio de tensión cerca de la salida del calentador evita que el cable se canse al doblarse. Las clasificaciones de temperatura deben ser iguales o superiores a las del aislamiento de PVC estándar del entorno-, que puede tolerar 105 grados. Sin embargo, cerca de zonas calientes, se necesita silicona o fibra de vidrio de alta-temperatura. Demasiado largo complica las cosas y aumenta las posibilidades de sufrir daños; una longitud demasiado corta ejerce presión sobre las conexiones.
La verificación de la continuidad debe ser parte de la puesta en servicio y el mantenimiento. Una simple verificación con un óhmetro desde la funda del calentador hasta el punto principal de conexión a tierra debería revelar una resistencia de menos de 1 ohmio. Los valores más altos significan que las conexiones están flojas, los terminales están corroídos o los conductores son demasiado pequeños. Esta prueba sólo toma unos segundos, pero encuentra errores en la instalación antes de que se vuelvan peligrosos.
Las pruebas de integridad del cable de tierra funcionan con programas que pronostican cuándo se necesita mantenimiento. Las pruebas anuales encuentran problemas que van empeorando, como corrosión en condiciones químicas, fatiga en aplicaciones con mucha vibración o daño térmico por superficies calientes cercanas. Con el tiempo, los valores de resistencia del suelo en tendencia muestran una lenta disminución que llega antes de una falla total.
Las normas de seguridad modernas exigen algo más que una conexión a tierra básica para encontrar fallas a tierra. Los interruptores de circuito de falla a tierra vigilan el equilibrio de corriente entre los conductores de suministro y retorno. Pueden encontrar corrientes de fuga menores que muestren que el aislamiento se está rompiendo antes de que se conviertan en peligros de descarga eléctrica. Estos dispositivos sensibles pueden dispararse entre 5 y 30 miliamperios, lo que significa que seguirán funcionando incluso si las conexiones a tierra todavía están bien. Pero no reemplazan los cables de conexión a tierra que pueden soportar fallas de alta-magnitud que podrían ser demasiado difíciles de manejar para GFCI.
Las normas internacionales difieren en sus criterios específicos, pero todas coinciden en que la conexión a tierra es necesaria. La designación CE en Europa requiere una conexión a tierra completa con colores de cables y hardware de conexión precisos. Para casi todos los usos de calefacción industrial en América del Norte, los estándares NEC establecen que el equipo debe estar conectado a tierra. A medida que las regulaciones de exportación presionan por la armonización, las normas de fabricación asiáticas se parecen cada vez más a las internacionales.
El argumento empresarial a favor de una base adecuada implica más que simplemente seguir las reglas. Cuando analizan el riesgo, los aseguradores observan qué tan bien están fundamentadas las cosas. Cuando ocurren accidentes eléctricos, las investigaciones de accidentes analizan qué tan bien se realiza la conexión a tierra. Los sistemas debidamente fundamentados demuestran que se ha realizado la diligencia debida, lo que limita la responsabilidad. Además, la detección de fallas a tierra comúnmente encuentra
