Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
El rotor de un alternador se enrolla mediante bobinado de campo. Cualquier falla a tierra que ocurra en el devanado de campo o en el circuito del excitador no es un gran problema para la máquina. Pero si ocurre más de una falla a tierra, puede existir la posibilidad de un cortocircuito entre los puntos defectuosos del devanado. Esta porción en cortocircuito del devanado puede causar un campo magnético desequilibrado y, posteriormente, pueden producirse daños mecánicos en el cojinete de la máquina debido a una rotación desequilibrada.
Por lo tanto, siempre es esencial detectar la falla a tierra ocurrida en el circuito de bobinado del campo del rotor y rectificarla para el funcionamiento normal de la máquina. Hay varios métodos disponibles para detectar fallas a tierra del rotor del alternador o generador. Pero el principio básico de todos los métodos es el mismo y es cerrar un circuito de relé a través de la ruta de falla a tierra.
Hay principalmente tres tipos de esquemas de protección de falla a tierra del rotor que se utilizan para este propósito.
- Método de potenciómetro
- Método de inyección de CA
- Método de inyección DC
Analicemos los métodos uno por uno.
Indice de contenidos
Método de potenciómetro de protección de falla a tierra del rotor en el alternador
El esquema es muy simple. Aquí, una resistencia de valor adecuado se conecta a través del devanado de campo, así como a través del excitador. La resistencia tiene una toma central y está conectada a tierra a través de un relé sensible al voltaje.
Como se ve en la figura siguiente, cualquier falla a tierra en el devanado de campo, así como en el circuito del excitador, cierra el circuito del relé a través de la ruta a tierra. Al mismo tiempo, el voltaje aparece a través del relé debido a la acción del potenciómetro de la resistencia. 
Este método simple de protección de fallas a tierra del rotor del alternador tiene una gran desventaja. Esta disposición solo puede detectar la falla a tierra ocurrida en cualquier punto excepto en el centro del devanado de campo.
Del circuito también está claro que en el caso de una falla a tierra en el centro del circuito de campo, no aparecerá ningún voltaje a través del relé. Eso significa que los métodos de potenciómetro simple de protección de falla a tierra del rotor son ciegos a las fallas en el centro del devanado de campo. Esta dificultad se puede minimizar usando otro toque en la resistencia en algún otro lugar desde el centro de la resistencia a través de un botón. Si se presiona este botón, la toma central cambia y el voltaje aparecerá a través del relé incluso en el caso de que ocurra una falla de arco central en el devanado de campo.
Método de inyección de CA de la protección de falla a tierra del rotor en el alternador
Aquí, un relé sensible al voltaje está conectado en cualquier punto del campo y circuito del excitador. Otro terminal del relé sensible al voltaje está conectado a tierra por un capacitor y secundario de un transformador auxiliar como se muestra en la figura a continuación. 
Aquí, si ocurre alguna falla a tierra en el devanado de campo o en el circuito del excitador, el circuito del relé se cierra a través de la ruta a tierra y, por lo tanto, el voltaje secundario del transformador auxiliar aparecerá a través del relé sensible al voltaje y el relé será operado.
La principal desventaja de este sistema es que siempre existe la posibilidad de que se produzca una fuga de corriente a través de los condensadores hacia el excitador y el circuito de campo. Esto puede provocar un desequilibrio en el campo magnético y, por lo tanto, tensiones mecánicas en los cojinetes de la máquina.
Otra desventaja de este esquema es que como hay una fuente de voltaje diferente para el funcionamiento del relé, la protección del rotor está inactiva cuando hay una falla de suministro en el circuito de CA del esquema.
Método de inyección de CC de la protección de falla a tierra del rotor en el alternador
El inconveniente de la corriente de fuga del método de inyección de CA se puede eliminar en el método de inyección de CC. Aquí, un terminal del relé sensible al voltaje de CC está conectado con el terminal positivo del excitador y otro terminal del relé está conectado con el terminal negativo de una fuente de CC externa. La fuente de CC externa se obtiene mediante un transformador auxiliar con puente rectificador. Aquí el terminal positivo del puente rectificador está conectado a tierra. 
También se ve en la figura a continuación que en el caso de cualquier falla a tierra de campo o falla a tierra del excitador, el potencial positivo de la fuente de CC externa aparecerá en el terminal del relé que estaba conectado al terminal positivo del excitador. De esta manera, el voltaje de salida del rectificador aparece a través del relé de voltaje y, por lo tanto, se opera.
