Informe d Pasantia Ultimo

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DE LA SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN CABELUM DE 34,5/13,8kV DE CORPOELEC, UBICADA EN CIUDAD BOLÍVAR.

Autor: Br. Eddy Figuera

Puerto Ordaz, noviembre 2014

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ

ESCUELA: INGENIERIA ELECTRICA

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DE LA SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN CABELUM DE 34,5/13,8kV DE CORPOELEC, UBICADA EN CIUDAD BOLÍVAR. Informe de Pasantía, presentado como requisito que establece la Institución para optar al Título de Ingeniero Electricista.

Puerto Ordaz, noviembre 2014

Autor: Br. Eddy Figuera Tutor Académico: Ing. Eduardo Silveira Asesor Metodológico: Lcda. Ada Mokdse Tutor Industrial: Ing. Laura Bello




AUTORIZACION PARA LA PRESENTACION DEL INFORME DE

PASANTIA

Nosotros los abajo firmantes, por medio de la presente hacemos constar

que hemos revisado el informe de pasantías titulado: EVALUACIÓN DEL

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DE LA SUBESTACIÓN DE

DISTRIBUCIÓN CABELUM DE 34,5/13,8kV DE CORPOELEC,

UBICADA EN CIUDAD BOLÍVAR elaborado por el pasante: Eddy

Elionay, Figuera Martínez C.I.:20.704.677, Correspondiente a la fase de

Ejecución de la -*pasantía que cumplió en la Organización Productiva:

Corpoelec en el lapso 2014 - 2, considerando que dicho informe reúne

los requisitos para ser expuesto oralmente por / ante el jurado evaluador

designado

En Puerto Ordaz, a los ______ días del mes de _____ ___ del ________




ING. EDUARDO SILVERIA C.I:

TUTOR ACADEMICO

LICDA. ADA MOKDSE C.I:

TUTORA METODOLOGICA

ING.LAURA BELLO C.I:

TUTORA INDUSTRIAL

DEDICATORIA

Primeramente a Dios todo Poderoso llenarme de su sabiduría para

poder salir triunfadora en cada reto que me toco a lo largo de este

periodo, por darme la dicha de avanzar sanamente en mí transitar diario

para cumplir mis metas propuestas. Por darme día a día la oportunidad de

vivir, por brindarme la dicha de estar rodeada de personas buenas y

especiales y por nunca abandonarme.

A mis padres; Zuleima Martínez y Edesio Figuera por darme la

oportunidad de estar aquí, por apoyarme y brindarme la ayuda necesaria

en todo momento, corregirme y guiarme por un buen camino.

A mis hermanos y demás familiares por estar conmigo siempre y

también apoyarme en todo momento, todos han sido partes importantes

en mi vida…

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por darme la vida y ponerme a buenas personas en

el camino, por darme la fuerza para levantarme en los momentos difíciles,

por darme la capacidad de afrontar cada uno de los retos que

atravesamos para cumplir este objetivo.

A mis padres por instruirme, cuidarme, apoyarme, ayudarme y

llamarme la atención en los momentos necesarios. Por darme buenos

ejemplos y también por darme la oportunidad de estudiar y ayudarme en

el proceso.

A mis amigos por su apoyo constante y hermandad, por ser mis aliados

en los momentos difíciles.

A los profesores y tutores Eduardo Silveira, Ada Mokdse por brindarme

su valioso tiempo; por ser grandes amigos y futuros colegas, los cuales

me enseñaron gran parte de los conocimientos adquiridos.

Al Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” por abrirme las

puertas a el conocimiento a todos los profesores por su valiosa labor, a

todos muchas gracias.

Al Departamento de Mantenimiento Centralizado y todo el equipo que

lo conforman gracias por su apoyo.

A mis Tutores industriales: Roger Moreno jefe del departamento y Ing.

Laura Bello gran amiga y valiosa ayuda (gracias).

A la empresa CORPOELEC por abrirme sus puertas y darme la

oportunidad de presentar mi pasantía en sus instalaciones.

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DE LA SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN CABELUM A 34,5/13,8 kV DE CORPOELEC, UBICADA EN CIUDAD BOLÍVAR.

Resumen

El arreglo de un sistema de puesta a tierra para una subestación eléctrica de potencia depende mucho de los criterios utilizados por los ingenieros que la diseñan, provocando con esto una incertidumbre en el funcionamiento de la misma tanto en el estado normal de operación como en la eventualidad de una falla interna o externa del sistema. De manera que en las instalaciones eléctricas, unos de los principales problemas que se presentan es garantizar una adecuada puesta a tierra a equipos y estructuras, pues ésta tendrá una influencia en su comportamiento en condición de falla. El nivel de potencia de corto circuito actual en las principales subestaciones del Estado Bolívar se ha incrementado de manera considerable, provocando con esto que las corrientes que circulan en una falla a tierra son más grandes y por consecuencia se crean gradientes de potencial más peligrosos. Aunado a esto la dependencia en gran parte de la composición física del terreno, y las condiciones pluviales existentes, originan que el diseño de una malla de tierra nunca será de características iguales en una subestación y otra, aunque tengan en común la misma capacidad y tamaño. En este informe se presenta la evaluación general de la malla de tierra de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec, donde se visualizan descargas eléctricas en la cerca perimetral, cuando se presenta una falla a tierra por los circuitos de distribución o descargas atmosféricas, contribuyendo a la falla de equipos de rectificación de baterías y tarjetas electrónicas de varios equipos de control y protección, en base a los resultados que se obtendrán de la evaluación, se realizaran las recomendaciones a fin de obtener un sistema de puesta tierra de la malla óptimo y de esta manera tener un mejor control de las tensiones de toque y paso en la subestación.

Palabras Claves: Sistema Puesta a Tierra, Subestación, Distribución, Corpoelec.

Autor: Br. Eddy Figuera Tutor Académico: Ing. Eduardo Silveira Asesor Metodológico: Lcda. Ada Mokdse Tutor Industrial: Ing. Laura Bello Mes y Año: Noviembre 2.014




1

Introducción

Existen dos objetivos principales que debe cumplir el sistema de puesta

a tierra de cualquier subestación, bajo condiciones normales y de falla:

• Proporcionar los medios para disipar corrientes eléctricas a tierra sin

exceder los límites de operación de la red y de los equipos.

• Asegurar que las personas dentro de la subestación y en sus

vecindades, no estén expuestas al peligro de las corrientes

eléctricas de choque.

El problema está relacionado con el estudio del sistema de puesta a

tierra de la subestación Cabelum a 34,5/13,8 kV a fin de mejorar el

sistema de aterramiento, ya que en condiciones de falla se visualizan las

descargas eléctricas en la cerca perimetral, cuando se presenta una falla

a tierra por los circuitos de distribución o descargas atmosféricas. Tal

condición ha contribuido a la falla de equipos de rectificación de baterías y

tarjetas electrónicas de varios equipos de control y protección, se han

presentado descargas en animales caninos que en cierto momento hacen

contacto con la cerca perimetral, a través de la dirección de

Mantenimiento Especializado Zona Bolívar, se solicitó el asesoramiento

técnico del Centro de Investigaciones Aplicadas (CIAP) mediante la

solicitud de servicio SSE – 14 – 0469 para realizar una evaluación del

sistema de puesta a tierra de la referida subestación.

Este Proyecto consta de de 3 Capítulos los cuales se detallan a

continuación:

En el Capítulo 1 se representa la reseña histórica de la empresa

mapas, planos, objetivos, funciones, organigrama estructural de la

empresa, organigrama estructural del departamento.

En el Capítulo 2 se contempla el cronograma de actividades donde se

presenta el orden de desarrollo de cada una de las mismas,

seguidamente de la explicación de cada una de ellas y por último la

experiencia adquirida por el trabajo realizado.

En el Capítulo 3 se observan los aportes generados a la empresa en

donde se indica la Propuesta Asignada a Desarrollar, los Objetivos

2

General e Específicos, el Análisis y Desarrollo de la Propuesta, el Alcance

así como también las Limitaciones.

Seguidamente se exponen las Conclusiones, Recomendaciones, Y

finalmente se presenta la Bibliografía, Anexos.

3

CAPÍTULO I

1.- ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LA EMPRESA.

1.1.- Reseña Histórica de la Empresa CORPOELEC.

CORPOELEC se crea, mediante decreto presidencial Nº 5.330, en julio

de 2007, cuando el Presidente de la República, Hugo Rafael Chávez

Frías, establece la reorganización del sector eléctrico nacional con el fin

de mejorar el servicio en todo el país. En el Artículo 2º del documento se

define a CORPOELEC como una empresa operadora estatal encargada

de la realización de las actividades de Generación, Transmisión,

Distribución y Comercialización de potencia y energía eléctrica.

Desde que se publicó el decreto de creación de CORPOELEC, todas

las empresas del sector: EDELCA, La EDC, ENELVEN, ENELCO,

ENELBAR, CADAFE, GENEVAPCA, ELEBOL, ELEVAL, SENECA,

ENAGEN, CALEY, CALIFE Y TURBOVEN, trabajan en sinergia para

atender el servicio y avanzar en el proceso de integración para garantizar

y facilitar la transición armoniosa del sector.

Ante la creciente demanda y las exigencias del Sistema Eléctrico

Nacional, SEN, el Ejecutivo Nacional crea al Ministerio del Poder Popular

para la Energía Eléctrica MPPEE, anunció hecho desde el Palacio de

Miraflores por el Presidente de la República Hugo Rafael Chávez Frías, el

21 de octubre de 2009. La información fue publicada en la Gaceta Oficial

número 39.294, Decreto 6.991, del miércoles 28 de octubre. En ella se

informa que el titular de esta cartera tendrá entre sus funciones ser la

máxima autoridad de CORPOELEC. "Vamos a fortalecer y reimpulsar el

sistema eléctrico nacional”, enfatizó el máximo líder de la Revolución

Bolivariana de Venezuela.

4

1.2.- Ubicación geográfica

La Ex-Filial EDELCA de CORPOELEC, se encuentra ubicada en

Venezuela específicamente en la región Guayana al lado Sur de San Félix

a 10 Km aguas arriba de la confluencia del Río Caroní con el Orinoco.

Actualmente se conforma por 3 plantas en operación y una en

construcción. La Planta Macagua ubicada aproximadamente a 15 Km de

Puerto Ordaz; la planta Gurí, la cual se encuentra en el Cañón Nekuima.

La Planta Caruachi está situada a unos 59 K aguas abajo del lago de

Caruachi que está situada a unos 59 Km abajo de Gurí y por ultimo Planta

Tocoma, la cual se encuentra ubicada a 15 Km aguas abajo de Guri.

Figura nº1. Ubicación Geográfica de CORPOELEC Fuente: Suministrada por Intranet-Edelca

5

1.3.- Misión

Desarrollar, proporcionar y garantizar un servicio eléctrico de calidad,

eficiente, confiable, con sentido social y sostenibilidad, en todo el territorio

nacional, a través de la utilización de tecnología de vanguardia en la

ejecución de los procesos de generación, transmisión , distribución y

comercialización del Sistema Eléctrico Nacional, integrado a la comunidad

organizada, proveedores y trabajadores calificados, motivados y

comprometidos con los valores éticos socialistas, para contribuir con el

desarrollo político, social y económico del país.

1.4.- Visión

Ser una Corporación con ética y carácter socialista, modelo de la

presentación del servicio público, garante del suministro de energía

eléctrica con eficiencia, confiabilidad y sostenibilidad financiera. Con un

talento humano capacitado, que promueva la participación de las

comunidades organizadas en la gestión de la Corporación, en

concordancia con las políticas del Estado para apalancar el desarrollo y el

progreso del país, asegurando con ello calidad de vida para todo el

venezolano.

1.5.- Objetivos

Mejorar la calidad de servicio.

Suplir en el crecimiento de la demanda.

Desarrollar la institucionalidad de la Corporación.

Desarrollar la transición del Socialismo a la Corporación.

Optimizar el uso de los recursos económicos.

Procurar el financiamiento para los gastos e inversiones.

Homologar la gestión ambiental en las filiales.

Cumplir las regulaciones ambientales.

Profundizar la gestión Social de la Corporación.

6

1.6.- Valores

Respeto: Trato justo, digno y tolerante, valorando las ideas y

acciones de las personas, en armonía con la comunidad, el

ambiente y el cumplimiento de las normas, lineamientos y políticas

de la Organización.

Responsabilidad: Cumplir en forma oportuna, eficiente y con la

calidad de los deberes y obligaciones basados en las leyes,

normas y procedimientos establecidos, con lealtad, mística, ética y

profesionalismo para el logro de los objetivos y metas planteadas.

Compromiso: Disposición de los trabajadores y la organización

para cumplir con los acuerdos, metas, objetivos y lineamientos

establecidos con constancia y convicción apoyando el desarrollo

integral de la Nación.

Honestidad: Gestionar de manera transparente y sincera los

recursos de la empresa, con sentido de equidad y justicia,

conforme al ordenamiento jurídico, normas, lineamientos y políticas

para generar confianza dentro y fuera de la organización.

Ética Socialista: Es un conjunto de principios y valores que orientan

y estimulan en el individuo de sensibilidad y conciencia social,

comportamientos que lo ayuden y lo guíen en su vida diaria hacia

su plena realización personal en función y de armonía con el logro

pleno de los ideales colectivos del socialismo.

Autocrítica: Capacidad de distinguir los propios defectos y de

enfrentándolos, ponerse hacer lo mejor posible para que éstos no

se sigan repitiendo. Es la capacidad de auto evaluarse y de ser

sincero/a con uno mismo, admitiendo que nadie es superior que los

demás (salvo Dios) y que todos los tenemos errores, por lo que

debemos esforzarnos para ser mejores y así, con la autocrítica, se

puede ir madurando cada día más.

Eficiencia: Se define como la capacidad de disponer de alguien o

de algo para conseguir un efecto determinado.

7

1.7.- Estructura Organizativa

CORPOELEC-EDELCA tiene una estructura organizativa de tipo lineal

funcional en la cual se representan las distintas unidades

organizacionales y sus relaciones. Debido a que las unidades se

desplazan de arriba hacia abajo se considera un organigrama vertical con

una jerarquización descendente. De acuerdo a la estructuración la Junta

Directiva representa la máxima autoridad de la empresa y la integran:

Figura nº2. Organigrama de CORPOELEC-EDELCA

Fuente: Suministrada por Intranet-Edelca

8

1.7.- Descripción del área de pasantía.

1.7.1 Objetivo de la Unidad

La Unidad de Mantenimiento Centralizado Bolívar, adscrito a la

Subcomisionaduria de Distribución, Comercialización y UREE del Estado

Bolívar tiene dentro de sus funciones planificar, ejecutar y controlar el

mantenimiento, realizar investigaciones de fallas ó eventos, realizar

pruebas de aceptación y puesta en servicio en treinta y cinco (35)

subestaciones y Cinco (05) Radio-estaciones de la Red de Distribución,

así como también apoyar y/o asesorar técnicamente a otras Unidades

internas, organismos e instituciones oficiales, clientes y comunidades

servidas por las redes de distribución con tensiones de operación de igual

ó menores a 34,5kV.

A continuación se presenta el cuadro del sistema objeto de

Mantenimiento Centralizado, zona Bolívar.

Cuadro º1 Subestaciones:

N° SUBESTACION UBICACIÓN

1 CABELUM 34,5 13,8 2*10

2 LA QUINA 34,5 13,8 15

3 SANTA BARBARA 34,5 13,8 1,5 POBLACION TOCOMITA - VIA CD PIAR MUNICIPIO RAUL LEONI

4 TRIUNFO 34,5 13,8 10

5 EL AMPARO 34,5 13,8 10

6 EL MANTECO 34,5 13,8 5

7 CURAIMA 34,5 13,8 5 POBLACION EL PALMAR VIA CURAIMA MUNICIPIO PIAR

8 GUASIPATI 34,5 13,8 15

9 TUMEREMO 34,5 13,8 15

10 EL DORADO 34,5 13,8 10

11 LAS CLARITAS 34,5 13,8 7,5

12 EL PAO 34,5 13,8 10 POBLACION DEL PAO MUNICIPIO PIAR

13 SANTA ELENA 34,5 13,8 20

14 GUARATARO 34,5 13,8 5

15 MARIPA 34,5 13,8 5

16 SANTA ROSALIA 34,5 13,8 1

17 LAS BONITAS 34,5 13,8 1

18 SAN PEDRO 34,5 13,8 1

19 MOITACO 34,5 13,8 2,5 POBLACION DE MOITACO - MUNICIPIO HERES

20 EL TRIUNFO NUEVA 34,5 13,8 10

21 ALTAMIRA 34,5 13,8 10

22 PIAR 34,5 13,8 2*5

23 34,5 13,8 2*20 INSTALACIONES DE LA CENTRAL HIDROELECTRICA MANUEL PIAR

24 EDIFICIO EDELCA 13,8 0,208 3 EDIFICIO SEDE CORPOELEC ALTAVISTA

25 OMCI 34,5 13,8 2*5

26 BALIZAJE 7,9 -

27 13,8 0,21 2,5

28 13,8 0,208-0,440 3

29 ANGOSTURITA 34,5 13,8 25 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

30 MARIPA (ELEBOL) 34,5 13,8 40 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

31 SABANITA 34,5 13,8 36 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

32 PARAGUA 34,5 13,8 40 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

33 PLANTA 34,5 13,8 40 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

34 CAÑA FISTOLA 34,5 13,8 60 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

35 EL PALMAR 34,5 13,8 5 POBLACION EL PALMAR VIA CURAIMA MUNICIPIO PIAR

TENSION AT(KV)

TENSION BT (KV)

POTENCIA (MVA)

CD. BOLIVAR, FRENTE LA EMPRESA CABELUM, C.A MUNICIPIO HERES

SAN FRANCISCO DE LA PARAGUA - SILOS CVG MUNICIPIO RAUL LEONI

POBLACION EL TRIUNFO - VIA LOS CASTILLOS DE GUAYANA MUNICIPIO CASACOIMA


POBLACION EL MANTECO - LADO OFICINA COMERCIAL MUNICIPIO

PIAR

POBLACION DE GUASIPATI - SECTOR LA CARAMUCA MUNICIPIO ROSCIO

POBLACION DE TUMEREMO - ENTRADA CALLE EL DORADO MUNICIPIO SIFONTES

POBLACION DEL DORADO - CERCA DEL AEROPUERTO MUNICIPIO SIFONTES

CARETERA NACIONAL VIA SANTA ELENA DE UAIREN - KM 88 MUNICIPIO SIFONTES

POBLACION DE SANTA ELENA DE UAIREN - ANTIGUA PLANTA DE CADAFE MUNICIPIO GRAN SABANA

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION DE GUARATARO MUNICIPIO SUCRE

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION DE GUARATARO

MUNICIPIO SUCRE

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION DE SANTA ROSALIA MUNICIPIO SUCRE

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION LAS BONITAS MUNICIPIO SUCRE

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION DE SAN PEDRO MUNICIPIO CEDEÑO


CERRO ALTAMIRA, EMPRESA FERROMINERA DEL ORINOCO, SECTOR CIUDAD PIAR

INSTALACIONES DE LA EMPRESA FERROMINERA DEL ORINOCO, CIUDAD PIAR

TOCOMA CONSTRUCCION

INSTALACIONES DE LA EMPRESA FERROMINERA DEL ORINOCO, PUERTO ORDAZ

AUTOPISTA PUERTO ORDAZ MATURIN, CERCANO A LAS INSTALACIONES DEL PUENTE ORINOKIA

TORRE CORPORATIVA

ALTA VISTA PUERTO ORDAZ, AL LADO DEL EDIFICIO SEDE CORPOELEC

LABORATORIO DE ENSAYOS

ELECTROMAGNETICO

S

DENTRO DE LAS INSTALACIONES DEL CENTRAL HIDROELECTRICA MACAGUA

9

Cuadro º2 Radioestaciones:

1.8.- Estructura Organizativa actual de Mantenimiento Centralizado

La Unidad de Mantenimiento Centralizado es una unidad que depende

en línea de mando directo de la Subcomisionaduria de Distribución,

Comercialización y UREE. Zona Bolívar y su estructura se encuentra

definida de la siguiente forma:

Unidad de Mantenimiento Centralizado

Unidad de Mantenimiento de Líneas Energizadas (en formación).

Unidad de Mantenimiento de Subestaciones.

Unidad de Programación y Control de Mantenimiento.

Taller de Reparaciones Menores.

N° SUBESTACION UBICACIÓN

1 CABELUM 34,5 13,8 2*10

2 LA QUINA 34,5 13,8 15

3 SANTA BARBARA 34,5 13,8 1,5 POBLACION TOCOMITA - VIA CD PIAR MUNICIPIO RAUL LEONI

4 TRIUNFO 34,5 13,8 10

5 EL AMPARO 34,5 13,8 10

6 EL MANTECO 34,5 13,8 5

7 CURAIMA 34,5 13,8 5 POBLACION EL PALMAR VIA CURAIMA MUNICIPIO PIAR

8 GUASIPATI 34,5 13,8 15

9 TUMEREMO 34,5 13,8 15

10 EL DORADO 34,5 13,8 10

11 LAS CLARITAS 34,5 13,8 7,5

12 EL PAO 34,5 13,8 10 POBLACION DEL PAO MUNICIPIO PIAR

13 SANTA ELENA 34,5 13,8 20

14 GUARATARO 34,5 13,8 5

15 MARIPA 34,5 13,8 5

16 SANTA ROSALIA 34,5 13,8 1

17 LAS BONITAS 34,5 13,8 1

18 SAN PEDRO 34,5 13,8 1

19 MOITACO 34,5 13,8 2,5 POBLACION DE MOITACO - MUNICIPIO HERES

20 EL TRIUNFO NUEVA 34,5 13,8 10

21 ALTAMIRA 34,5 13,8 10

22 PIAR 34,5 13,8 2*5

23 34,5 13,8 2*20 INSTALACIONES DE LA CENTRAL HIDROELECTRICA MANUEL PIAR

24 EDIFICIO EDELCA 13,8 0,208 3 EDIFICIO SEDE CORPOELEC ALTAVISTA

25 OMCI 34,5 13,8 2*5

26 BALIZAJE 7,9 -

27 13,8 0,21 2,5

28 13,8 0,208-0,440 3

29 ANGOSTURITA 34,5 13,8 25 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

30 MARIPA (ELEBOL) 34,5 13,8 40 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

31 SABANITA 34,5 13,8 36 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

32 PARAGUA 34,5 13,8 40 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

33 PLANTA 34,5 13,8 40 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

34 CAÑA FISTOLA 34,5 13,8 60 MUNICIPIO HERES, CIUDAD BOLIVAR

35 EL PALMAR 34,5 13,8 5 POBLACION EL PALMAR VIA CURAIMA MUNICIPIO PIAR

TENSION AT(KV)

TENSION BT (KV)

POTENCIA (MVA)

CD. BOLIVAR, FRENTE LA EMPRESA CABELUM, C.A MUNICIPIO HERES

SAN FRANCISCO DE LA PARAGUA - SILOS CVG MUNICIPIO RAUL LEONI



POBLACION EL MANTECO - LADO OFICINA COMERCIAL MUNICIPIO

PIAR

POBLACION DE GUASIPATI - SECTOR LA CARAMUCA MUNICIPIO ROSCIO

POBLACION DE TUMEREMO - ENTRADA CALLE EL DORADO MUNICIPIO SIFONTES

POBLACION DEL DORADO - CERCA DEL AEROPUERTO MUNICIPIO SIFONTES

CARETERA NACIONAL VIA SANTA ELENA DE UAIREN - KM 88 MUNICIPIO SIFONTES

POBLACION DE SANTA ELENA DE UAIREN - ANTIGUA PLANTA DE CADAFE MUNICIPIO GRAN SABANA

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION DE GUARATARO MUNICIPIO SUCRE

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION DE GUARATARO

MUNICIPIO SUCRE

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION DE SANTA ROSALIA MUNICIPIO SUCRE

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION LAS BONITAS MUNICIPIO SUCRE

VIA CAICARA DEL ORINOCO - POBLACION DE SAN PEDRO MUNICIPIO CEDEÑO


CERRO ALTAMIRA, EMPRESA FERROMINERA DEL ORINOCO, SECTOR CIUDAD PIAR

INSTALACIONES DE LA EMPRESA FERROMINERA DEL ORINOCO, CIUDAD PIAR

TOCOMA CONSTRUCCION

INSTALACIONES DE LA EMPRESA FERROMINERA DEL ORINOCO, PUERTO ORDAZ

AUTOPISTA PUERTO ORDAZ MATURIN, CERCANO A LAS INSTALACIONES DEL PUENTE ORINOKIA

TORRE CORPORATIVA

ALTA VISTA PUERTO ORDAZ, AL LADO DEL EDIFICIO SEDE CORPOELEC

LABORATORIO DE ENSAYOS

ELECTROMAGNETICO

S

DENTRO DE LAS INSTALACIONES DEL CENTRAL HIDROELECTRICA MACAGUA

UBICACIÓN

1 RADIO NACIONAL TORO MUERTO

2

3

4

5

N° RADIOESTACIONES

SECTOR TORO MUERTO VIA AL EMBALSE DE MACAGUA, PUERTO ORDAZ ESTADO BOLIVAR.

RADIOESTACIÓN CERRO QUEMAOCIMA DEL CERRO QUEMAO, FINAL AVENIDA ATLANTICO, PUERTO ORDAZ ESTADO BOLIVAR.

RADIOESTACION CERRO BOLIVAR

INSTALACIONES DE LA EMPRESA CVG FERROMINERA DEL ORINOCO, CIMA DEL COMPLEJO MINERO CERRO BOLIVAR, EN LA POBLACION DE CIUDAD PIAR, EDO BOLIVAR

RADIOESTACIÓN LA PARAGUA POBLACION LA PARAGUA ESTADO BOLIVAR

RADIO NACIONAL LA PARAGUA POBLACION LA PARAGUA ESTADO BOLIVAR

10

Figura nº3. Organigrama de la Unidad de Mantenimiento Centralizado

Fuente: Suministrada por Intranet-Edelca

11

CAPÍTULO II

2. ACTIVIDADES REALIZADAS

2.1.- Propósitos y Fines de la Pasantía.

El trabajo asignado refiere a la evaluación del sistema de puesta a

tierra de la subestación de distribución Cabelum a 34,5/13,8kV adscrita a

la unidad de mantenimiento especializado de Corpoelec, para ello se

prevé realizar, las pruebas de medición de continuidad galvánica,

medición de la resistencia de puesta a tierra y medición de la resistividad

especifica del suelo para determinar la condición real de este sistema de

aterramiento. Con esta evaluación se dará a conocer las mejoras que

posteriormente se podrán aplicar a fin de garantizar un medio para disipar

a tierra la corriente eléctrica sin que se excedan los limites de operación y

funcionamiento de los equipos, así como de asegurar que las personas

que laboran en la instalación o animales que se encuentren cerca de ella,

no estén expuestas al peligro de un choque eléctrico, debido a las

tensiones de toque, paso o la transferencia de potenciales.

Con los objetivos de:

Mantener una diferencia de potencial muy baja entre las diferentes

estructuras metálicas con lo que se busca resguardar al personal

de cualquier choque eléctrico.

Contribuir a un mejor desempeño de los sistemas de protección.

Buen desempeño de equipos.

Mantener un potencial de referencia de instrumentos y equipos.

Cuando una corriente DC o AC de baja frecuencia es inyectada en

un sistema de puesta a tierra, la corriente fluye por todos los

conductores y pasa a la tierra a lo largo de la superficie de ellos.

Dicha corriente encuentra una resistencia, la cual depende

principalmente de la resistividad del suelo. Debido al efecto de una

12

corriente fluyendo a través de una resistencia, el sistema de puesta

a tierra y todas las estructuras metálicas conectadas a él sufrirán

una elevación de potencial con respecto a un punto remoto. Esta

elevación de potencial puede producir sobre la superficie del

terreno gradientes de potencial que pueden resultar peligrosos

para las personas. Por esto se hace necesario el análisis de

algunas tensiones sobre la superficie del terreno (tensión de paso y

tensión de toque).

2.2.- Cronograma de Actividades

Actividades Semanas

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

Inducción a la empresa.

Lectura e investigación acerca de sistema de puesta a tierra en subestaciones de Distribución

Participación en logística para elaboración de solicitud de servicio al sistema especializado del centro de investigaciones aplicada (CIAP)

Elaboración de capítulos I y II del trabajo de pasantias y revisión del mismo por el tutor industrial

Inspección visual a la subestación Cabelum 34,5/ 13,8kV en Ciudad Bolívar con el personal del Centro de investigaciones aplicadas y tutor industrial. Elaboración de memoria fotográfica del sitio en estudio.

Aplicación de procedimiento de medición de continuidad galvánica en la subestación Cabelum 34,5/ 13,8kV

Aplicación de procedimiento de medición de la resistencia de puesta a tierra en la subestación Cabelum 34,5/ 13,8kV

Aplicación de procedimiento de medición de la resistividad especifica del suelo en la subestación Cabelum 34,5/ 13,8kV

Elaboración de informe de mejoras del sistema de puesta a tierra de la subestación la subestación Cabelum 34,5/ 13,8kV

Presentación al personal de la unidad de mantenimiento especializado los resultados de la evaluación realizada.

13

2.3.- Explicación de Actividades

Semana Nº1

Inducción a la empresa

En la charla de inducción fue en el edificio de Corpoelec, dicha charla

estuvo dirigida por el área de Seguridad Industrial y Recursos Humanos

pertenecientes a la empresa, para luego poder ingresar al área de

pasantía.

Semana Nº2

Lectura e investigación acerca de sistemas de puesta a tierra en

subestaciones de Distribución

Se realizó lectura a documentos y trabajos desarrollados sobre como

están constituidos los sistemas de puesta a tierra, sus principales

funciones, normas y criterios de instalación así como también sus

aspectos de seguridad.

Semana Nº3

Participación en logística para elaboración de solicitud de servicio al

sistema especializado del centro de investigaciones aplicada (CIAP)

Se ingresó a la página intranet de Corpoelec y se solicitó el

asesoramiento técnico del Centro de Investigaciones Aplicadas (CIAP)

mediante la solicitud de servicio SSE – 14 – 0469 para realizar una

evaluación del sistema de puesta a tierra de referida subestación.

La solicitud elaborada se puede observar en la Figura N° 1 del anexo N°

1.

Semana Nº4

Elaboración de capítulos I y II del trabajo de pasantias y revisión del

mismo por el tutor industrial

Se desarrolló los dos primeros capítulos del informe de pasantía

donde: el capítulo 1 se representa la reseña histórica de la empresa,

mapas, planos, objetivos, funciones, organigrama estructural de la

empresa, organigrama estructural del departamento y el Capítulo 2 se

realizó el cronograma de actividades donde se presenta el orden de

14

desarrollo de cada una de las mismas, seguidamente de la explicación de

cada una de ellas y por último la experiencia adquirida por el trabajo

realizado.

Semana Nº5

Inspección visual a la subestación Cabelum 34,5/13,8kV en Ciudad

Bolívar con el personal del Centro de investigaciones aplicadas y

tutor industrial. Elaboración de memoria fotográfica del sitio en

estudio

Se ejecutó inspección visual a la subestación Cabelum en Ciudad

Bolívar antes de realizar las pruebas pertinentes al sistema de

aterramiento para obtener un conocimiento más amplio de la problemática

y cuales pudieran ser los factores que inciden en su deficiencia como

organismo de protección. Así mismo, se realizó una memoria fotográfica

del sitio a evaluar.

Semana Nº6

Aplicación de procedimiento de medición de continuidad galvánica

en la subestación Cabelum 34,5/ 13,8kV

Se ejecutó medición de continuidad galvánica en la subestación. Con

la realización de esta prueba, se pretende comprobar que todas las

estructuras metálicas, carcazas de equipos, cerca metálica, tuberías, etc.

se encuentren al mismo potencial, el potencial de tierra (V= 0),

verificándose de esta forma, que bajo condiciones de falla en la

Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec, todos los potenciales

se eleven por igual en todas las estructuras metálicas que están puestas

a tierra, garantizándose de esta manera la no ocurrencia del fenómeno de

descarga eléctricas en forma de chispa entre los equipos.

Semana Nº7

Aplicación de procedimiento de medición de la resistencia de puesta

a tierra en la subestación Cabelum 34,5/ 13,8kV

Se ejecutó medición de la resistencia de puesta a tierra la cual tiene

como objetivo conocer el valor actual de la resistencia de puesta a tierra

15

de la malla de la Subestación y compararla con el valor de diseño.

También permite, determinar el incremento de potencial a tierra que

adquiere la malla como consecuencia de cualquier corriente de falla a

tierra que se presente en la subestación.

Semana Nº8

Aplicación de procedimiento de medición de la resistividad

especifica del suelo en la subestación Cabelum 34,5/ 13,8kV

Se ejecutó la medición de resistividad específica del suelo la cual tiene

como objetivo conocer los valores reales de la resistividad específica del

terreno adyacente a la Subestación a diferentes profundidades. Estas

mediciones aportan valores importantes de resistividad del suelo, las

cuales constituyen la base para el diseño de cualquier sistema de puesta

a tierra, así como para verificar o realizar mejoras en el diseño del sistema

de puesta a tierra ya construido.

Semana Nº9

Elaboración de informe de propuestas de mejoras del sistema de

puesta a tierra de la subestación la subestación Cabelum 34,5/

13,8kV y análisis de resultados

Ya concluidas todas las pruebas y/o mediciones al sistema de puesta a

tierra de la subestación Cabelum se procedió a la evaluación de los

resultados y a establecer las mejoras al sistema de aterramiento en

estudio. Dichas mejoras pueden observarse en el capitulo numero 3 de

este trabajo.

Semana Nº10

Presentación al personal de la unidad de mantenimiento

especializado los resultados de la evaluación realizada

Ya elaborado el informe de pasantía, se realizo una reunión con el

personal del departamento donde se presento los resultados obtenidos,

las conclusiones y recomendaciones con respecto a la problemática

existente en el sistema de puesta a tierra de la subestación Cabelum.

16

2.4.- Experiencia Adquirida

Manejar y desenvolverse en un ambiente laboral.

Aprendizaje sobre el funcionamiento de los sistemas de puesta a

tierra en una subestación eléctrica.

Aprendizaje sobre la aplicación de pruebas y/o mediciones a los

sistemas de puesta tierra en una subestación eléctrica.

Aplicación de normas utilizadas en una subestación eléctrica en

referencia a los sistemas de puesta a tierra.

Desarrollo de las capacidades de investigación y estudio técnico.

17

CAPÍTULO III

3. APORTES GENERADOS A LA EMPRESA.

3.1. Propuesta Asignada a Desarrollar

Realizar una Evaluación del sistema de puesta a tierra de la

subestación de distribución Cabelum a 34,5/13,8 kV.

3.2. Objetivos Propuestos

3.2.1 General

Evaluar el sistema de puesta a tierra de la subestación de

distribución Cabelum de 34,5/13,8 kV de Corpoelec, ubicada en

Ciudad Bolívar.

3.2.2 Específicos

Realizar la aplicación de medición de continuidad galvánica con la

finalidad de comprobar que todas las estructuras metálicas,

carcazas de equipos, cerca metálica, tuberías, etc. se encuentren

al mismo potencial, en la subestación Cabelum de 34,5/ 13,8 kV.

Aplicar la medición de la resistencia de puesta a tierra con la

finalidad de conocer el valor actual de la resistencia de puesta a

tierra de la malla de la Subestación Cabelum de 34,5/13,8 kV y

compararla con el valor de diseño.

Ejecutar la medición de la resistividad especifica del suelo con la

finalidad de conocer los valores reales de la resistividad específica

del terreno adyacente a la Subestación Cabelum de 34,5/13,8 kV a

diferentes profundidades.

Establecer la propuesta de mejoras del sistema de puesta a tierra

de la subestación la subestación Cabelum de 34,5/ 13,8 kV.

18

3.3. Análisis y desarrollo de la propuesta de mejoras del sistema de

puesta a tierra de la subestación la subestación Cabelum 34,5/

13,8Kv.

3.3.1 Aplicación de medición de continuidad galvánica con la

finalidad de comprobar que todas las estructuras metálicas, carcazas

de equipos, cerca metálica, tuberías, etc. se encuentren al mismo

potencial, en la subestación Cabelum de 34,5/ 13,8 kV.

3.3.1.1 Objetivo de la Prueba

Con la realización de esta prueba, se pretende comprobar que todas

las estructuras metálicas, carcazas de equipos, cerca metálica, tuberías,

etc. se encuentren al mismo potencial, el potencial de tierra (V= 0),

verificándose de esta forma, que bajo condiciones de falla en la

Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec, todos los potenciales

se eleven por igual en todas las estructuras metálicas que están puestas

a tierra, garantizándose de esta manera la no ocurrencia del fenómeno de

descarga eléctricas en forma de chispa entre los equipos.

3.3.1.2 Metodología de la Prueba

La metodología de la prueba consiste, en sectorizar la subestación

bajo estudio y en seleccionar un arranque o derivación de puesta a tierra

de un equipo o estructura como de referencia. Este punto de referencia es

cotejado con otros arranques o derivaciones de puesta a tierra de

estructuras o equipos. Los resultados de estas mediciones deben estar

por debajo de un valor tomado como referencia durante las primeras

mediciones. Por experiencia del autor en estos tipos de instalaciones, los

valores de continuidad galvánica deben estar por debajo de 0,05 Ω. En

caso de que exista una variación entre estos valores de continuidad

galvánica que sea muy significativa, ésta debe ser motivo de una

investigación más profunda, porque puede ser indicativo de una falsa

conexión o empalmes mal realizados.

19

3.3.1.3 Resultados de las Mediciones

En la verificación de la continuidad galvánica de la malla de tierra de la

Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec, se seleccionó como

punto de referencia la puesta a tierra (PAT) de la cerca metálica

identificada como 1 en la Figura N° 2 del anexo N° 2. Se realizaron un

total de 14 mediciones, obteniéndose los resultados que se indican en la

Tabla N° 1.

Tabla N° 1: Resultados de las Mediciones de Continuidad Galvánica.

3.3.1.4 Análisis y Evaluación de los Resultados

Basándose en los resultados de las mediciones de continuidad

galvánica e indicados en la Tabla N° 1, se infiere que la malla de tierra de

la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec, presenta una buena

continuidad galvánica, ya que los valores aportados por las mediciones de

continuidad son todos menores o iguales a 0,03 Ω; y están por debajo del

valor máximo de 0,05 Ω tomado por el autor como referencia para estos

tipos de instalaciones. La consistencia de los valores de continuidad por

debajo de 0,03 Ω indica, desde el punto de vista de protección, que todas

20

las estructuras, carcazas de equipos, cerca metálica, etc. de la

subestación se encuentran a un mismo potencial, el potencial de tierra (V

= 0), siempre y cuando en el punto de puesta a tierra de estos elementos

no exista pintura o cualquier tipo de impureza que afecte el contacto

eléctrico.

Sin embargo, también podemos observar en la Tabla N° 1, que las tres

últimas mediciones de continuidad galvánica, correspondientes a la

mediciones del punto de referencia 1 y la propia cerca metálica, los

valores obtenidos de continuidad galvánica son mayores de 0,05 Ω, lo que

indica que estos tramos de cerca metálica no están al mismo potencial de

tierra que los otros elementos y los mismo se ven sometidos a diferentes

potenciales bajo cualquier condición del sistema. Esta situación, es

debida a la forma de fabricación de este tipo de cerca metálica que se

realiza con alambres entrelazados entre sí y que están recubiertos con

una pobre película de galvanizado, la cual al estar en contacto con el

medio ambiente, con el tiempo tiende a perder este galvanizado,

iniciándose un proceso de oxidación en todo sus elementos, lo cual trae

como consecuencia que se pierda su continuidad.

Al iniciarse el proceso de oxidación en los alambre que conforman la

cerca metálica, por lo general, se le hace mantenimiento a los mismos y

para recuperar su estética inicial se le aplica un revestimiento con pintura

a base de aceite mineral, provocando un aislamiento mucho mayor entre

todos los alambres que conforman la cerca metálica. En este caso, para

minimizar esta situación de discontinuidad de la cerca metálica, se

recomienda colocar puesta a tierra adicionales en los tramos afectados,

estas puestas a tierra deberán realizarse con un conductor de cobre

desnudo calibre 2/0 AWG, el cual deberá trenzarse en todo su recorrido a

la cerca metálica y deberá llegar hasta el último pelo de alambre. En la

Figura N° 3 del anexo N° 2, se indica el lugar donde deberán colocarse

estas puestas a tierra en la cerca metálica.

21

3.3.2 Medición de la resistencia de puesta a tierra con la finalidad de

conocer el valor actual de la resistencia de puesta a tierra de la malla

de la Subestación Cabelum de 34,5/13,8kV y compararla con el valor

de diseño.

3.3.2.1 Objetivo de la Medición

Conocer el valor actual de la resistencia de puesta a tierra de la malla

de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec y compararla con

el valor de diseño. También permite, determinar el incremento de

potencial a tierra que adquiere la malla como consecuencia de cualquier

corriente de falla a tierra que se presente en la subestación.

3.3.2.2 Técnica de Medición

La medición estática de la resistencia de puesta a tierra de la malla de

la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec, se llevó a cabo con

el equipo EARTH/GROUND TESTER, marca FLUKE, modelo 1625 y se

utilizó el método de la caída de potencial. El método consiste en inyectar

una corriente a la malla de tierra (E) que se desea medir, esta corriente es

recogida a través de un electrodo auxiliar de corriente (C) que se coloca a

una distancia (Dmín) y el electrodo de potencial (P) se coloca en un punto

denominado tierra remota, el cual se encuentra aproximadamente a una

distancia (dmín = 62%Dmín). En la distancia (dmín), el electrodo de

potencial (P) se encuentra en área plana de la curva Resistencia vs

Distancia, en este punto se tiene la resistencia de puesta a tierra (R) del

sistema bajo prueba (E). Sin embargo, se realizan dos mediciones

adicionales, colocando el electrodo de potencial (P) hacia delante y hacia

atrás de la distancia (dmín) y la resistencia de puesta a tierra (R) será el

promedio de estas tres mediciones, siempre y cuando los valores

medidos en estos tres puntos sucesivos sean razonablemente iguales, es

decir que sus diferencias se encuentre dentro del 2 al 5%. En la Figura N°

4 del anexo N° 2, se presenta el esquema básico del método de caída de

potencial utilizado para la medición de la resistencia de puesta a tierra en

subestaciones eléctricas.

22

En nuestro caso, el electrodo auxiliar de corriente (C) se colocó a una

distancia Dmín = 50 m, mientras que el electrodo de potencial (P) se

ubico a la distancia dmín = 31 m y luego se colocó a las distancia de 27 y

35 m respectivamente.

3.3.2.3 Medición Estática de la Resistencia

Se realizaron un total de 3 mediciones, donde el electrodo de potencial

(P) se ubicó a las distancias de 27, 31 y 35 m respectivamente. En la

Tabla N° 2, se presentan los resultados de las mediciones de resistencia

de puesta a tierra de la malla de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de

Corpoelec.

Tabla N° 2: Mediciones de Resistencia de Puesta a Tierra


Con base a los valores de resistencia de puesta a tierra que se

presentan en la Tabla N° 2, donde se obtuvo un valor promedio de

resistencia de puesta a tierra de 24,54 Ω para la tierra de la malla de la

Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec, podemos afirmar que la

malla de tierra acusa un valor de resistencia de puesta a tierra un poco

alto para esta instalación.

En este caso, por ser la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV una

subestación pequeña, actualmente tiene una capacidad de 10 MVA, se

recomienda disminuir la resistencia de puesta a tierra a un valor por

debajo de los 10 Ω.

Con un valor de 10 Ω, es por demás suficiente para que la malla de

tierra de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV cumpla con uno de los

objetivos básicos de cualquier sistema de tierra, el de servir como medio

para drenar hacia tierra cualquier corriente eléctrica, bien sea bajo

condiciones normales de operación o bajo condiciones de falla, sin que se

23

excedan los límites de operación y funcionamiento de los equipos

eléctrico instalados en la Subestación.

3.3.3 Aplicación de medición de la resistividad especifica del suelo

con la finalidad de conocer los valores reales de la resistividad

específica del terreno adyacente a la Subestación a diferentes

profundidades en la subestación Cabelum de 34,5/ 13,8kV.

3.3.3.1 Objetivo de la Prueba

Conocer los valores reales de la resistividad específica del terreno

adyacente a la Subestación a diferentes profundidades. Estas mediciones

aportan valores importantes de resistividad del suelo, las cuales

constituyen la base para el diseño de cualquier sistema de puesta a tierra,

así como para verificar o realizar mejoras en el diseño del sistema de

puesta a tierra ya construido.

3.3.3.2 Metodología de Prueba

Con el objeto de medir la resistividad específica del suelo, se hace

necesario pasar corriente a través de él, esto se logra insertando

electrodos en el suelo para la circulación de la corriente. El método

utilizado para éste fin, es el de cuatro (4) electrodos o método de Wenner.

Este método consiste en clavar cuatro electrodos alineados sobre el

terreno, con separación interelectródica igual a una distancia “A” y

conectados al equipo a través de conductores. Los electrodos que se

encuentran en los extremos de la línea recta de la medición, se

denominan electrodos de corrientes, mientras que los localizados en el

centro de la línea de medición se denominan electrodos de potencial.

La configuración de Wenner se muestra en la Figura Nº 5 del anexo N°

2, la medición se realiza cuando se inyecta corriente a través de los

electrodos de corriente, la cual circula a través del terreno creando una

diferencia de tensión en los electrodos de potencial que es medida por el

equipo, que actúa como un potenciómetro comparador, obteniéndose

valores de resistencia “R” en la escala de mediciones seleccionadas. Para

24

cada separación “A” se mide una resistencia “R” con el equipo de

medición y la resistividad específica del terreno se determina por la

siguiente expresión.

ρ (Ω - m) = 2*π*R*A (1)

Donde:

A: Separación interelectródica en m.

R: Resistencia medida por el equipo Earth/Graund Tester, marca FLUKE

en Ω.

ρ: Resistividad específica en Ω - m.

Cabe destacar que la ecuación (1) es valida, sí la profundidad de

penetración “a” en el suelo de los electrodos auxiliares de corrientes y los

electrodos de potencial es mucho menor que la separación

interelectródica “A” de los electrodos (a<<A).

3.3.3.3 Lugar de las Mediciones

Las mediciones de resistividad especifica del suelo, se realizó en el

terreno adyacente a la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV, alejado de

esta una distancia de aproximadamente 150 m para que las mediciones

de resistividad no se vieran influenciadas por la presencia de los

conductores enterrados de la subestación. Se levantaron dos perfiles de

medición en forma perpendicular, a fin de conocer si existen variaciones

transversales de la resistividad. En la Figura N° 6 del anexo N° 2, se

indican las direcciones donde se levantaron los dos perfiles de

resistividad.

3.3.3.4 Resultados de las Mediciones

Las condiciones del terreno donde se realizaron las mediciones de

resistividad era un poco húmedo y el suelo es del tipo arenoso con buena

compactación. Los resultados de las mediciones de resistividad específica

en el terreno adyacente a la subestación, se indican en la Tabla N° 3,

donde se presentan los valores de la resistividad específica del suelo a

diferentes profundidades obtenidos para los dos perfiles de mediciones

que se seleccionaron en forma perpendicular.

25

Tabla N° 3: Resultados de la Medición de Resistividad Específica del Suelo


Analizando los resultados de las mediciones de resistividad específica

que se indican en la Tabla N° 3, donde con las dos primeras mediciones

se estudia, desde el punto de vista eléctrico, la capa superior del suelo,

mientras que con los otros valores estudiamos los estratos más

profundos. En la Tabla N° 3, podemos observar que los valores de

resistividad obtenidos, tanto para el perfil N° 1 como para el perfil N° 2 son

prácticamente similares para las diferentes separaciones interelectródicas

de 1; 2,5; 5; 7,5; 10 y 15 metros, lo cual es indicativo que el terreno no

presentan variaciones laterales de la resistividad específica. También,

podemos observar que el valor máximo de resistividad específica se

encuentra a una profundidad de aproximadamente un metro con relación

a la superficie del suelo y está por el orden de 385 Ω - m, con una

tendencia a la disminución en la medida que se incrementa la separación

interelectródica, llegando alcanzar un valor de resistividad por el orden de

203 Ω - m.

Esta tendencia de los valores de resistividad específica, es

característico de suelos heterogéneos que son buenos conductores de

corrientes eléctricas. Sin embargo, a los fines de recomendar mejoras en

la malla de tierra de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV,

consideraremos que el suelo se comporta de forma homogénea porque

las variaciones que existen entre una medición y otra es menor del 30%.

Teniendo en cuenta esta consideración, calculamos una resistividad

26

promedio ρP = 300 Ω - m, la cual utilizaremos para el cálculo de

resistencia de electrodos de tierra.

3.3.4 Propuesta de mejoras del sistema de puesta a tierra de la

subestación la subestación Cabelum de 34,5/ 13,8kV.

Una de las técnicas mayormente utilizadas para mejorar la resistencia

de puesta a tierra de subestaciones en servicio, es la colocación de

puestas a tierra de profundidad en sitios estratégicos de la malla de tierra

de la subestación. En nuestro caso, recomendamos esta técnica por su

fácil aplicación, además que permite el control de tensiones de toque y

paso en el área que ocupa la malla de tierra de la referida subestación.

Una vez analizado y evaluado el comportamiento del suelo, desde el

punto de vista de la conducción eléctrica en la sección 3.5, a continuación

se realizará las siguientes consideraciones, a fin de facilitar los cálculos

de la resistencia de puesta a tierra de una barra tipo Copperweld:

Resistividad promedio (ρp) = 300 Ω - m

Barras tipo Copperweld de diámetro = 5/8”

Longitud de la barra tipo Copperweld = 2.44 m

La ecuación (2), se utiliza para calcular la resistencia de puesta a tierra de

una sola barra.

Dónde:

R: Resistencia de puesta a tierra de la barra tipo Copperweld en Ω.

ρ: Resistividad específica promedio del suelo en Ω - m.

L: Longitud de penetración de la barra tipo Copperweld en m.

a: Radio de la barra tipo Copperweld en m.

Con los datos anteriores y la ecuación (2), se obtienen la resistencia de

puesta a tierra de una barra de tierra tipo Copperweld:

27

Como podemos observar, una sola barra de tierra tipo Copperweld de

diámetro 5/8” y longitud de 2,44 m tiene una de resistencia de puesta a

tierra igual a 112, 09 Ω. Con base a este cálculo en la Figura N° 7 del

anexo N° 2, se presenta un arreglo de barras de tierra y conductor de

cobre desnudo calibre 2/0 AWG.

En vista que no se dispone del plano de la malla de tierra de la

Subestación Cabelum, se tiene dos alternativas de ejecución del arreglo,

a saber:

1) Alternativa N° 1: Que exista el conductor perimetral de la malla de

tierra.

El arreglo estará conformado por 16 barras de tierra que deberán estar

separadas por una distancia de 6,00 m, las cuales deberán ser

conectadas al conductor perimetral de la malla de tierra existente

mediante soldaduras exotérmicas.

2) Alternativa N° 2: Que no exista el conductor perimetral de la malla de

tierra.

El arreglo estará conformado por 16 barras de tierra que deberán estar

separadas por una distancia de 6,00 m y deberán ser conectadas entre sí

mediante el conductor de cobre desnudo calibre 2/0 AWG, el cual deberá

estar separado de la cerca metálica a un distancia de 1 m. En este caso,

el nuevo conductor de cobre desnudo calibre 2/0 AWG deberá conectarse

a la malla de tierra existente en al menos cuatro puntos, ver Figura N° 7

del anexo N° 2.

En ambas alternativas, las barras de tierra deberán comenzar a

enterrarse al mismo nivel que se encuentran los conductores que

conforman la malla de tierra existente, en nuestro caso recomendamos

que se comience a enterrar a una profundidad de 0,50 m con respecto a

la superficie del suelo y todas las conexiones a nivel del subsuelo deberán

realizarse con soldaduras exotérmicas.

Adicionalmente, al reforzamiento de la malla de tierra de la

subestación con puestas a tierra de profundidad, se recomienda extender

la capa de piedra picada fuera del perímetro de la cerca metálica de la

28

subestación, cubriendo una distancia de dos metros y 10,00 cm de

espesor, ver Figura N° 8 del anexo N° 2. Con la ejecución de las mejoras

recomendadas, la resistencia de la malla de tierra puede disminuir a un

valor por debajo de los 10,00 Ω y tener un mejor control de las tensiones

de toque y paso.

Finalmente, cabe destacar la importancia de seguir los lineamiento

indicados en la ejecución de la mejoras recomendadas para la malla de

tierra de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV, porque respetando estos

lineamientos permitirá tener una malla de tierra segura.

3.4. Alcance

Como prioridad se pretende proteger al máximo la vida de una o varias

personas que laboren o transiten en las cercanías de una subestación a

causa de un choque eléctrico. Aunado a todo esto, el costo de los equipos

instalados en una subestación de distribución o de potencia es elevado, el

buen funcionamiento y tiempo de vida útil depende en gran parte a la

solidez y confiabilidad del sistema de tierras, por lo que es conveniente

orientar al desarrollo de un sistema más efectivo y eficaz.

Hacer conciencia de que un buen sistema de tierras radica en dar

seguridad a las personas durante un eventual traspaso de corriente hacia

la tierra, pero también en promover la eficiencia de los procesos técnicos

involucrados y por supuesto, en el monto de los recursos necesarios para

la realización de las instalaciones de puesta a tierra.

3.5. Limitaciones

Llevar a la práctica los conocimientos teóricos, desarrollando un

sistema de tierras en el que se puntualicen los aspectos aquí

descritos así como su seguimiento en el mantenimiento y

supervisión de la misma.

Limitar la diferencia de potencial que, en un momento dado, puede

presentarse entre estructuras metálicas y tierra.

Posibilitar la detección de defectos a tierra y asegurar la actuación

y coordinación de las protecciones, eliminando o disminuyendo,

29

así, el riesgo que supone una avería para el material utilizado y las

personas.

Limitaras sobretensiones internas (de maniobra -transitorias- y

temporales) que puedan aparecer en la red eléctrica, en

determinadas condiciones de explotación.

Este trabajo va a realizarse en la subestación Cabelum de

34,5/13,8 kV de Corpoelec, en un periodo de tiempo aproximado

de 3 meses, como requisito que establece la Institución para optar

al Título de Ingeniero Electricista.

30

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Aunque las conclusiones y recomendaciones se han indicado durante

el desarrollo de este trabajo, aquí se presentará un resumen de todas

ellas.

1) Durante la inspección visual, se pudo constatar que la cerca metálica

de la subestación tiene ocho (8) puestas a tierra, donde cuatro (4) llegan

hasta el último pelo de alambre, mientras que las otras cuatro (4) llegan a

la parte inferior de los portones basculantes. En este caso, se recomienda

llevar estas puestas a tierra hasta el último pelo de alambre y trenzarse en

la cerca metálica durante su recorrido para tener mejor contacto.

2) Existen terminales de puesta a tierra de la cerca metálica, portones y

equipos que se encuentran pintados y presentan oxidación, lo cual

contribuye a que se incremente la resistencia de contacto. En este caso,

se recomienda no pintar el terminal de puesta a tierra y el punto donde

este hace su contacto, a fin de disminuir su resistencia de contacto.

Adicionalmente, se recomienda utilizar terminales bimétalicos a

compresión para evitar la formación de pares galvánicos y por ende el

proceso de oxidación.

3) Existen puestas a tierra desmembrada, rota y desconectada. En este

caso, se recomienda reparar o sustituir el conductor dañado y realizar el

empalme correspondiente a la malla de tierra de la subestación con

soldadura exotérmica. El conductor a utilizar puede ser un 2/0 ó 4/0 AWG

de cobre desnudo y el terminal de puesta a tierra a utilizar debe ser un

terminal bimetálico a compresión.

4) Los bajantes de puesta a tierra de la protección externa contra

descargas atmosféricas presentan en su recorrido curvaturas con ángulo

menor a 90°. Esta condición trae como consecuencia que corrientes de

descargas encuentren a su paso diferentes impedancias de choque en su

recorrido hacia tierra. En este caso, se recomienda subsanar esta

situación, haciéndoles a los conductores bajante de puesta a tierra de las

puntas Franklin curvaturas más suaves con ángulos mayores a los 90°.

31

5) La antena direccional Yagi que se utiliza para la teleseñalización, no

tiene una protección externa contra descargas eléctricas atmosféricas. En

este caso, por estar la antena Yagi en un alto perfil, se recomienda su

protección externa contra descargas eléctricas atmosféricas mediante una

punta Franklin, la cual se debe conectar directamente a la malla de tierra

de la subestación a través de un conductor de cobre desnudo 2/0 AWG

como mínimo. ,

6) Las puestas a tierra de los pararrayos que se encuentran ubicados en

la parte superior de los pórticos de llegada y salida de líneas se conectan

al mismo conductor bajante de puesta a tierra de las puntas Franklin. En

este caso, se recomienda colocar la puesta a tierra de estos pararrayos

en forma directa a la malla de tierra de la subestación, utilizando para ello

un conductor de cobre desnudo calibre 2/0 AWG como mínimo.

7) El patio de la subestación se encuentra lleno de maleza. Esta situación

de maleza alta en la subestación origina que el nivel de tierra se eleve a la

misma altura de la maleza, lo cual trae como consecuencia una violación

en la subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de las distancia de seguridad

entre conductores activos y tierra, lo cual podría provocar fallas a tierra al

vencer la rigidez dieléctrica del aire. En este caso, se recomienda realizar

un desmalezamiento del patio de la subestación para evitar posibles fallas

a tierra.

8) De los resultados de las mediciones de continuidad galvánica e

indicados en la

Tabla N° 1, se infiere que la malla de tierra de la Subestación Cabelum,

presenta una buena continuidad galvánica, ya que los valores aportados

por las mediciones de continuidad son todos menores o iguales a 0,03 Ω.

La consistencia en los valores de continuidad, indica desde el punto de

vista de protección, que todas las estructuras, carcazas de equipos, cerca

metálica, etc. de la subestación se encuentran a un mismo potencial, el

potencial de tierra (V = 0), siempre y cuando en el punto de puesta a tierra

de estos elementos no exista pintura o cualquier tipo de impureza que

afecte el contacto eléctrico. Sin embargo, se observa que las tres últimas

32

mediciones de continuidad galvánica, correspondientes a la mediciones

del punto de referencia 1 y la propia cerca metálica, los valores obtenidos

de continuidad galvánica son mayores de 0,05 Ω, lo que indica que estos

tramos de cerca metálica no están al mismo potencial de tierra que los

otros elementos y los mismo se ven sometidos a diferentes potenciales

bajo cualquier condición del sistema. En este caso, para minimizar esta

situación de discontinuidad de la cerca metálica, se recomienda colocar

puesta a tierra adicionales en los tramos afectados. Estas puestas a tierra

deberán realizarse con un conductor de cobre desnudo calibre 2/0 AWG,

el cual deberá trenzarse en todo su recorrido a la cerca metálica y deberá

llegar hasta el último pelo de alambre. En la Figura N° 3 del anexo N° 2,

se indica el lugar donde deberán colocarse estas puestas a tierra en la

cerca metálica.

9) La malla de tierra de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de

Corpoelec acusa un valor promedio de resistencia estática de 24,54 Ω.

Este valor de resistencia de puesta a tierra es un poco alto para esta

instalación. En este caso, por ser la

Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV una subestación pequeña, se

recomienda disminuir la resistencia de puesta a tierra de la malla a un

valor por debajo de los

10 Ω. Con un valor de 10 Ω, es por demás suficiente para que la malla de

tierra de la subestación cumpla con uno de los objetivos básicos de

cualquier sistema de tierra, el de servir como medio para drenar hacia

tierra cualquier corriente eléctrica, bien sea bajo condiciones normales de

operación o bajo condiciones de falla, sin que se excedan los límites de

operación y funcionamiento de los equipos eléctrico instalados en la

misma.

10) A fin de disminuir la resistencia de la malla de la Subestación

Cabelum 34,5/13,8 kV, se recomienda reforzar la malla de tierra con

puestas a tierra de profundidad. La recomendación se basa en que la

puesta a tierra de una sola barra tipo Copperweld de diámetro 5/8” y

longitud de 2,44 m instalada en el terreno de la subestación que tiene una

33

resistividad promedio de 300 Ω - m, acusa un valor de 112,09 Ω. Por

consiguiente, si formamos un arreglo conformado por 16 barras de tierra

separadas por una distancia de 6,00 m y conectadas entre sí mediante el

conductor de cobre desnudo calibre 2/0 AWG, el cual deberá estar

separado de la cerca metálica a un distancia de 1 m, ver Figura N° 7 del

anexo N° 2 donde se presenta el arreglo propuesto. Adicionalmente, se

recomienda extender la capa de piedra picada fuera del perímetro de la

cerca metálica de la subestación, cubriendo una distancia de dos metros y

con un espesor 10,00 cm, ver Figura N° 8 del anexo N° 2. Con la

ejecución de las mejoras recomendadas, la resistencia de la malla de

tierra puede disminuir a un valor por debajo de los 10,00 Ω y tener un

mejor control de las tensiones de toque y paso en la subestación.

11) Finalmente, se recomienda seguir los lineamientos indicados en la

ejecución de las mejoras recomendadas para la malla de tierra de la

Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV, porque el cumplimiento de los

mismos garantizará en gran medida, tener un buen sistema de puesta a

tierra que garantice durante la vida útil de la instalación, la seguridad al

personal que labora en ella y el buen funcionamiento u operación de los

equipos.

34

GLOSARIO

Alta Tensión

Nivel subtransmisión.- valores de tensión eléctrica mayores a 35 kV y

menores a 230 kV. Nivel transmisión.- valores de tensión eléctrica

mayores o iguales a 230 kV.

Aterrizamiento

Conector a tierra de Sistemas, circuitos o aparatos con el propósito de

establecer un circuito de retorno por el suelo y para mantener su potencial

al potencial del suelo.

Conductor de Puesta a Tierra

Conductor utilizado para conectar una estructura metálica, un equipo o el

circuito puesto a tierra (que puede ser el neutro de un transformador o de

un generador) al electrodo para tierra.

Corriente a Tierra

Corriente que fluye hacia o fuera de la tierra o sus equivalentes que sirven

como tierra.

Electrodo Artificial

Cuerpo metálico o de material conductor de fabricación especial que

puede contener componentes químicos.

Electrodo Auxiliar para Tierra

Elemento conductor cuya función primaria es conducir la corriente de falla

a tierra, hacia el suelo.

Electrodo para Tierra

Conductor embebido en el suelo y utilizado para colectar la corriente a

tierra o para disipar la corriente de tierra hacia el suelo.

35

Electrodo Primario para Tierra

Electrodo específicamente diseñado o adaptado, para descargar las

corrientes de falla a tierra, hacia el suelo, frecuentemente en patrones de

descarga específicos según requiera el diseño del sistema de Tierra.

Elevación del Potencial de Tierra (GPR)

Es el máximo potencial eléctrico que una rejilla para tierra en una

subestación puede alcanzar con relación a un punto de tierra distante,

asumiendo que esté al potencial de la tierra remota. Este potencial GPR

es igual a la corriente máxima de rejilla multiplicada por la resistencia de

rejilla.

Media Tensión

Valores de tensión eléctrica mayores a 1 kV e iguales o menores a 35 kV.

Rejilla para tierra

Sistema de electrodos horizontales para tierra, que consiste de un número

de conductores desnudos interconectados, enterrados en el suelo,

proporcionando una tierra común para los dispositivos eléctricos o

estructuras metálicas, usualmente ubicados en un lugar específico.

NOTA: Las rejillas enterradas horizontalmente cerca de la superficie del

suelo, son también efectivas para controlar los gradientes de potencial

superficial. Una rejilla para tierra típica, usualmente se complementa con

un número de electrodos verticales (varillas para tierra) y pueden ser

conectadas posteriormente a los electrodos auxiliares de tierra a fin de

bajar su resistencia con respecto a la tierra remota.

Resistencia Eléctrica del Cuerpo Humano

Es la resistencia eléctrica medida entre extremidades, esto es, entre una

mano y ambos pies, entre ambos pies o entre ambas manos.

Sistema de Tierra

Comprende a todos los dispositivos de tierra interconectados dentro de un

área específica.

36

Tapete para Tierra

Placa metálica sólida o un sistema de conductores desnudos separados a

poca distancia, conectados. Y frecuentemente colocados a poca

profundidad por encima de la rejilla para tierra del sistema de tierra o en

otra parte en la superficie del suelo, con el propósito de obtener una

medida de protección extra para minimizar el peligro de exposición a

valores elevados de tensiones de paso o de contacto en un área de

operación crítica o en lugares utilizados frecuentemente por la gente.

Enrejados metálicos de tierra, colocado arriba de la superficie del suelo o

una malla de conductores directamente bajo el material superficial.

Tensión de Contacto (Vc)

Es la diferencia de potencial entre la elevación del potencial de tierra

(GPR) y el potencial superficial en el punto en donde una persona esta

parada mientras al mismo tiempo tiene una mano en contacto con una

estructura metálica aterrizada.

Tensión de Paso (Vp)

Es la diferencia de potencial superficial que puede experimentar una

persona con los pies separados a 1 metro de distancia y sin hacer

contacto con algún objeto aterrizado.

Tensión de Malla (Vm)

Es la máxima tensión de contacto dentro de una malla en una rejilla para

tierra.

Tensión Transferida

Es un caso especial de tensión de contacto en donde una tensión es

transferida hacia el interior o la parte de afuera de la subestación desde

un punto externo remoto.

Tierra

Conexión conductora, ya sea intencional o accidental, por la cual un

circuito eléctrico o equipo está conectado al suelo o algún cuerpo

conductor de gran extensión y que sirve en lugar del suelo.

37

REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCA

1. IEEE Std. 81 – 1983. IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Ground System.

2. IEEE Std 80 – 1986. IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding.

3. IEEE Std 80 – 2000. IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding.

4. Catálogo de Productos de Conexiones Conexweld.

5. Codeletra. Código Eléctrico Nacional 78.

6. Catálogo General Cabel, Industria Venezolana de Cables Eléctricos, C.A.

7. Dr. Raúl Velázquez. Sistema de Puesta a Tierra. Diseño de la Malla de una Subestación. Puerto La Cruz. Venezuela 2005.

38

Anexo N° 1 Fotografías

39

Foto N° 1: Solicitud de servicio número SSE – 14 – 0469

40

Foto N° 2: Equipo EARTH/GROUND TESTER, marca FLUKE, modelo 1625.

Foto N° 3: Vista general de la subestación Cabelum de 10 MVA, 34,5/13,8 kV.

41

Foto N° 4: Puesta a tierra en las esquinas de la cerca, puntos 1, 6,7 y 8 de la Figura N° 2.

42

Foto N° 5: Puesta a tierra de los portones basculante, punto 2 en la Figura N° 2.

Foto N° 6: Puesta a tierra del portón N° 1 desmembrada y rota, punto 3 en la Figura N° 2.

43

Foto N° 7: Puesta a tierra del portón N° 2 desmembrada y desconectada, punto 4 en la Figura N° 2.

Foto N° 8: Puesta a tierra de estructura se realizó con soldadura exotérmica.

44

Foto N° 9: La puesta a tierra de la estructura del interruptor

Foto N° 10: Protección externa de la subestación con puntas Franklin, flechas rojas

45

Foto N° 11: Conductor bajante de puesta a tierra de punta Franklin

Foto N° 12: Poste de alumbrado con antena Yagi de teleseñalización.

46

Foto N° 13: Pararrayos de entradas y salidas de líneas.

Foto N° 13: Vista general del patio de la subestación con maleza alta.

47

Anexo N° 2 Figuras

48

Figura N° 1: Dimensiones de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec.

49

Figura N° 2: Ubicación de los Puntos de Puesta a Tierra de la Cerca Metálica de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec.

50

Figura N° 3: Ubicación de las Nuevas Puesta a Tierra en los Tramos de la Cerca Metálica de la Subestación Cabelum 34,5/13,8 kV de Corpoelec.

51

Figura N° 4: Método de Caída de Potencial para Medir la Resistencia de

Puesta a Tierra, se Indica la Forma de Conexión de los Electrodos al

Equipo de Medición Earth/Ground Testet, marca FLUKE 1625.

52

Figura N° 5: Método de Wenner o Cuatro Electrodos para Medir la

Resistividad Específica, se Indica la Forma de Conexión de los Electrodos

al Equipo de Medición Earth/Ground Testet, marca FLUKE 1625.

53

Figura N° 6: Medición de la Resistividad Específica, las Flechas Rojas Indican la Dirección de los Perfiles Donde se Midió la Resistividad del Suelo.

54

Figura N° 7: Mejora del Sistema de Puesta a Tierra de la Subestación

Cabelum

LEYENDA

Barra tipo Copperweld de diámetro 5/8” y longitud 2,44 m.

Conexión hacia la malla de tierra existente.

Conductor de cobre desnudo, calibre mínimo 2/0 AWG.

Nota: Las barra de tierra tipo Copperweld y el conductor de cobre desnudo calibre 2/0 AWG, se deberán enterrar en el suelo a 0,5 m con respecto a la superficie del suelo y la conexión entre ellos se deberá realizar con soldaduras exotérmica.

55

Figura N° 8: Extensión de la Capa de Piedra Picada Fuera del Perímetro de la Cerca Metálica de la Subestación El Triunfo 34,5/13,8 kV de Cadafe.

Documents

Informe d Pasantia Ultimo