puestas a tierrra

8/10/2019 puestas a tierrra

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Integrantes:Juan GuamnDiego IiguezLuis Barrera.


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Por qu es necesaria una puesta a tierra?

La puesta a tierra consiste en realizar una conexin elctrica

entre un punto dado de la red, de una instalacin o de unmaterial y una toma de tierra. Esta toma de tierra es una

parte conductora, que se puede incorporar en el suelo o

dentro de un medio conductor, en contacto elctrico con

la Tierra.

La puesta a tierra permite as conectar a una toma de tierra,

a travs de un cable conductor, las masas metlicas quecorren el riesgo de entrar en contacto casualmente con la

corriente elctrica debido a un defecto de aislamiento en

un dispositivo elctrico. La corriente de defecto no representar

en este caso ningn peligro para las personas, ya que podr

eliminarse por la tierra. Sin una puesta a tierra,

la persona quedar sometida a una tensin elctrica que,

segn su importancia, puede ocasionar la muerte.La puesta a tierra permite entonces eliminar sin riesgo las

corrientes de fuga y, asociada a un dispositivo de corte

automtico, originar la desconexin de la instalacin elctrica.

Una buena puesta atierra garantiza por lo tanto la

seguridad de las personas, perotambin la proteccin de los bienes e

instalaciones en caso de rayo o deintensidades de defecto.


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PUESTA A TIERRA

Conexin de equiposelctricos y electrnicos a

tierra, evitando as que sedaen en caso de unacorriente transitoria

peligrosa

Proteccin a

equipos

Elementos

Bsicos para suinstalacin

Tipo de Suelo(si es o no

tierra)

Factor masimportante

Encargado dedisipar todas lasenergas que a l

accedan.

Elemento aProteger

Equipo destinado aproteger de

cualquier descargao de sobretensinentre otras en estecaso pude ser una

antena, unos

equipos elctricos oelectrnicos,maquinarias etc.

Lnea deEnlace

Conductorconectado a

loselectrodos

Punto deEnlace

Punto situadofuera del

terreno quesirve de uninde la lneas detierra con el

electrododirectamente o

a travs delneas de enlace

Electrodo

Elementosmetlicos que

permanecen encontacto directocon el terreno.

Proteccin a

usuarios


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Materiales, Equipos yHerramientas a

utilizar para el diseo

de un Sistema Puesta aTierra Externo.

SueloAcondicionado

Electrodos ausar

Tipos

En estrella

Varilla

De anillos

Rehilete

Placa y placaestrellada

Malla

Resistividaddel suelo

Salessolubles

Determinada por:

Composicinpropia del

terreno

Temperatura

Estratigrafa

Estadohigromtrico

Compactacin

Granulometra

Con estos parmetros determinamos la estructura delterreno y a su vez la medicin dada por los siguientes

mtodos

Mtodo deWennerMtodo deSchlumberger Mtodo de 3Polos

Medicin deResistencia Puesta

Tierra

Este valor ser

comparado con el dediseo y ser utilizado

para calificar la

efectividad esperadade la puesta a tierra.


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Resistividad del terreno

Electrod

o

Conduct

tierraBornes

Conduct

protecc

Conduct

equipot

Resistencia

medida entredos carasopuestas de uncubo del terrenode un metro dearista


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VARIABLES QUE AFECTAN LARESISTIVIDAD DE UN TERRENO.

HumedadTemperatura

Compactacin del suelo

Concentracin de sales disueltas


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HUMEDAD

La humedadque posee el

terrenodetermina

fuertemente suresistividad.


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TEMPERATURALa temperatura delterreno tambin es

un factorimportante aconsiderar

dentro del estudiode los factores que

determinan laresistividad de los

suelos.


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CONCENTRACIN DE SALES

DISUELTAS

La concentracinde sales disueltas en

el terreno es unfactor determinante

en la resistividaddel mismo.


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CLASIFICACIN DE LOS SUELOS


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Es importante resaltarque siempre se

recomienda realizar latoma de tierra lo

ms profundo posible.

La resistividad de los terrenos

La resistividad () de un terreno se expresa en hm-metro (.m). Esto corresponde a la resistencia

terica en Ohmios de un cilindro de tierra de 1 m2 de seccin y de 1 m de longitud.

Su medida permite conocer la capacidad del terreno para conducir la corriente elctrica. Por lo tanto,

cuanto ms dbil sea la resistividad, ms dbil ser la resistencia de la toma de tierra construida en estelugar. La resistividad es muy variable segn las regiones y lanaturaleza de los terrenos. Depende del ndice de humedad y de la temperatura (las heladas o la sequa

la aumentan).

Por ello una resistencia de tierra puede variar segn las estaciones y las condiciones de medida. Dado

que la temperatura y la humedad son ms estables al alejarse de la superficie de la tierra, cuanto ms

profundo est el sistema de puesta a tierra menos sensible ser elmismo a los cambios medioambientales.


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METODO ARTIFICIAL PARAREDUCIR

LA RESISTIVIDAD DELTERRENO

MARCONITA

Es esencialmente unconcreto conductivo en elcual un agregadocarbonceo reemplaza el

agregado normal usadoen la mezcla del concreto.


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BENTONITA

Es una arcilla color pardo,

de formacin natural, que

es levemente cida, con

un pH de 10,5. Puedeabsorber casi cinco veces

su peso de agua y de este

modo, expandirse hastatreinta veces su volumenseco.


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YESO

Ocasionalmente, el sulfato de

calcio (yeso) se usa comomaterial de relleno, ya sea soloo mezclado con Bentonita ocon el suelo natural del rea.

Tiene baja solubilidad, por lotanto no se desprendefcilmente lavndolo y tiene

baja resistividad(aproximadamente 5-10 ohm-metro en una solucinsaturada).


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OTROS MATERIALES

A menudo se presentannuevos materiales, porejemplo una solucinde cobre que crea ungel al mezclarse conotros qumicos.


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MATERIALES DE RELLENOINACEPTABLES

En el pasado se us

ceniza y escoria deestaciones de potencia(centrales), cuando sepens que su contenidode carbn poda ser

beneficioso..


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Utilidad de la medida de resistividad

La medida de resistividad permitir:

Elegir la ubicacin y la forma de las tomas detierra y de las redes de tierra antes deconstruirlas.Prever las caractersticas elctricas de las tomasde tierra y de las redes de tierra.

Reducir los costes de construccin de las tomasde tierra y de las redes de tierra (ahorro detiempo para conseguir la resistencia de tierradeseada).


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Resistividad del terreno

Tipo de terreno

Resistividad del terreno [m]

Margen de valores Valor medio

Terreno pantanoso. 2-50 30

Barro mezclado con paja. 2-200 40Terreno fangoso y arcilloso, humus. 20-260 100

Arena y terreno arenoso. 50-3000 200 (hmedo)

Turba. >1200 200

Grava (hmeda) 50-3000 1000 (hmedo)Terreno pedregoso y rocoso. 100-8000 2000

Hormign: 1 parte cemento y 3 partes de arena. 50-300 150

Hormign: 1 parte cemento y 5 partes de arena 100-8000 400


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Resistividad del terreno en funcin de lahumedad


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Parmetros del sistema de puesta a tierra

Resistencia de la

puesta a tierra

Configuracin del

electrodo de tierra

RD

, Resistencia dedisipacin, que es laresistencia propia delterreno, medida entre elelectrodo y una tierra dereferencia, y

RL, resistencia de las partes

conductoras del sistema(electrodo de tierra yconductores de puesta atierra).

Picas o tubos, que se clavan a una profundidadde tres, o ms, metros.

Pletinas o cables desnudos enterradoshorizontalmente a poca profundidad.

Placas

Malla del fondo de zanja, estructurados comouna rejilla colocada horizontalmente.

Armadura de hormign enterrado, queproporcione una gran superficie de contacto conel terreno.

Conducciones metlicas de agua, encondiciones especiales

Otras estructuras enterradas apropiadas


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Elemento metlico que encontacto directo con el

terreno disipa las corrientesde defecto o de fugaprocedentes de la instalacin,as como las procedentes delas descargas atmosfricas

Electrodos depuesta a tierra o

tomas de tierra

Se dimensionar de forma que suresistencia de tierra, en cualquiercircunstancia previsible, no sea

superior al valor especificado paraella en cada caso

Este valor de la resistencia detierra ser tal que ninguna masapueda dar lugar a tensiones decontacto superiores a 24 V enlocales o emplazamientosconductores, o a 50 V en losdems casos

Dimensionamiento


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BARRAS

Esta es la forma ms

comn de electrodos,

porque su costo de

instalacin esrelativamente barato y

pueden usarse para

alcanzar en profundidad,suelo de baja resistividad,slo con excavacin

limitada y relleno.


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PLACAS

Se usa varios tipos de

placas para propsitosde puesta a tierra, peroel nico tipo que seconsidera generalmentecomo electrodo debe

ser slido y de tamaosustancial.


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ELECTRODOSHORIZONTALES

Estn hechos de cintas de cobre de alta conductividad oconductores retorcidos (cables).

o barras verticales


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ELECTRODOSSECUNDARIOS

Existen algunos tipos interesantes de electrodos secundarios,cuyo propsito es mejorar el comportamiento de un

electrodo de tierra. Ellos incluyen pozos de tierra y embalses de

terreno.


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Resistencia de tierra segn tipo de electrodo

ElectrodoResistencia de tierra en

Ohmios

Placa enterrada R = 0,8/P

Placa superficial R = 1,6/P

Pica vertical R = /L

Conductor enterrado horizontalmente R = 2 /L

Malla de tierra R = /4r + /L

, resistividad del terreno, en Wm. P, permetro de la placa, en m..

L, longitud de la pica, del conductor o de la malla, en m

r, radio del crculo con la misma superficie que el rea cubierta por la malla, en m


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MEDICIN DE PUESTA A TIERRA

En cualquier instalacin domstica e industrial,la conexin de una toma de tierra es una de las

reglas bsicas a respetar para garantizar laseguridad de la red elctrica.

La ausencia de una toma de tierra podrasuponer serios riesgos para la vida de laspersonas y poner en peligro las instalaciones

elctricas y los bienes.

Sin embargo, la presencia de una toma de tierra no es suficiente paragarantizar una seguridad total. Slo controles realizados con regularidadpueden probar el correcto funcionamiento de la instalacin elctrica.

Existen numerosos mtodos de medicin de tierra dependiendo deltipo de regmenes de neutro, del tipo de instalacin (domstico,industrial, medio urbano, rural, etc.) y de la posibilidad de dejar sin

tensin la instalacin.


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MTODO DE LA TIERRA CONOCIDA.


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MTODO DE LA TIERRA CONOCIDA.

MTODO DE LA TIERRA CONOCIDA

Este mtodo consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo aprobar y uno de resistencia despreciable.

En este mtodo se hace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, estacorriente se distribuye en forma similar a las lneas de fuerza entre polos

magnticos.

El inconveniente de este mtodo es encontrar los electrodos de resistencia

conocida y los de resistencia despreciable.


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METODO DE WENNER


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MEDICIN DE LA RESISTIVIDAD POR EL MTODODE LOS DOS PUNTOS

Tanto el instrumento de Shepard como otros mtodos semejantes de dos puntos,permiten efectuar una estimacin rpida del valor de la resistividad de los suelos naturales,adems de ser fcilmente transportable y permitir mediciones en volmenes reducidos desuelos, como por ejemplo en el fondo de excavaciones.

El aparato consta de dos electrodos, uno mas pequeo que el otro, que se conectan a

sendas prtigas aislantes. El borne positivo de una batera se conecta a travs de unmiliampermetro al electrodo mas pequeo y el borne negativo al otro electrodo. Elinstrumento puede ser calibrado para expresar las mediciones directamente en Ohm-centmetro a la tensin nominal de la batera.

Cabe acotar que se han desarrollado una gran variedad de instrumentos digitales y analgicos que utilizan numerosas

variantes de los mtodos descriptos anteriormente, brindando lecturas directas. Por ejemplo, existe un gran parque dehmetros marca Megger que utilizan un instrumento de bobinas cruzadas que opera como cocientmetro y posee ungenerador de CA accionado a manivela. Tambin hay equipos que utilizan generadores electrnicos de alta frecuenciapara efectuar mediciones de puesta a tierra en torres de alta tensin sin desconectar el hilo de guardia, considerando

que a esas frecuencias dicho hilo presenta una reactancia inductiva suficientemente elevada como para considerarlo uncircuito abierto. Adems hay que tener en cuenta que las descargas atmosfricas contienen componentes de alta

frecuencia.


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MTODO DE LOS TRES PUNTOS O TRIANGULACIN

Consiste en enterrar tres electrodos (A, B, X), se

disponen en forma de tringulo, tal como se muestra enla figura 2, y medir la resistencia combinada de cada

par: X+A, X+B, A+B, siendo X la resistencia de puestaa tierra buscada y A y B las resistencias de los otros dos

electrodos conocidas.

Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el tringulosera determinada por la medida de voltaje y corriente a travs de la resistencia. As

quedan determinadas las siguientes ecuaciones:

R1= X+AR2= X+BR3= A+BDe dondeX= (R1+R2-

R3)/2

Este mtodo es conveniente para medidas de resistencias de las bases delas torres, tierras aisladas con varilla o puesta a tierra de pequeas

instalaciones. No es conveniente para medidas de resistencia bajas comolas de mallas de puesta a tierra de subestaciones grandes. El principalproblema de este metodo es que A y B pueden ser demasiado grandescomparadas con X (A y B no pueden superar a 5X), resultando poco

confiable el calculo.


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MEDICIN DE LA RESISTIVIDAD POR ELMTODO DE LOS CUATRO PUNTOS

Generalmente la resistividad del terreno se mide por el mtodo universal de

cuatro puntos desarrollado por F. Wenner en 1915. El mismo resulta el masseguro en la prctica para medir la resistividad promedio de volmenes

extensos de suelos naturales.

En este mtodo se clavan en el suelo 4 electrodos pequeos (jabalinas)dispuestos en lnea recta con la misma distancia "a" entre ellos y a unaprofundidad "b" que no supere 1/10 de "a" (preferentemente 1/20 de

"a").Entonces se inyecta una corriente de medicin "I" que pasa por elterreno a travs de los dos electrodos extremos y simultneamente se mide lacada de tensin "U" entre los dos electrodos interiores, utilizando un

potencimetro o un voltmetro de alta impedancia interna.

La teora indica que laresistividad promedio del

suelo a

una profundidad igual a ladistancia "a" vale

aproximadamente:

Si se efectan una serie de mediciones realizadas a diferentes

distancias "a" se puede construir un diagrama de resistividadesdel suelo en funcin de la profundidad, que permite detectar laexistencia de distintas capas geolgicas en el terreno. Cabe acotarque en los emplazamientos donde el terreno presenta diferentesvalores de resistividad en funcin de la profundidad, laexperiencia indica que el valor mas adecuado para el diseo deldispersor a tierra es el que se obtiene a una profundidad mayor.

MTODO DE LA CAIDA DE POTENCIAL.La resistencia de los electrodos auxiliares se desprecia, porque la resistencia del electrodo C no tiene determinacin de la cada de potencial V. La corriente I una vez determinada seLa resistencia de los electrodos auxiliares se desprecia, porque la resistencia del electrodo C no tiene determinacin de la cada de potencial V. La corriente I una vez determinada se


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MTODO DE LA CAIDA DE POTENCIAL

Es el mtodo mas empleado, los electrodos son dispuestos como lo muestra la figura;E es el electrodo de tierra con resistencia desconocida; P y C son los electrodosauxiliares colocados a una distancia adecuada (). Una corriente (I) conocida se hacecircular a travs de la tierra, entrando por el electrodo E y saliendo por el electrodo C.La medida de potencial entre los electrodos E y P se toma como el voltaje V para hallarla resistencia desconocida por medio de la relacin V/I .

La resistencia de los electrodosauxiliares se desprecia, porque laresistencia del electrodo C no tienedeterminacin de la cada depotencial V. La corriente I una vez

determinada se comporta comocontante. La resistencia delelectrodo P, hace parte de uncircuito de alta impedancia y suefecto se puede despreciar.


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Componentes de una instalacin

TT : Electrodos

de puesta a

tierra

CT: Conductor

de tierra

BT : Borne

principal de

tierra

CP:

Conductores de

proteccin

CEP : Conductores

de equipotencialidad


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Electrodos

de puesta a

tierra

Conductores

de tierra

Bornesprincipales

de tierra

Conductores

de

proteccin

Conductores de

equipotencialidad


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Electrodos

de puesta a

tierra

Conductores

de tierra

Bornesprincipales

de tierra

Conductores

de

proteccin

Conductores de

equipotencialidad


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Electrodos

de puesta a

tierra

Conductores

de tierra

Bornesprincipales

de tierra

Conductores

de

proteccin

Conductores de

equipotencialidad


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Electrodos

de puesta a

tierra

Conductores

de tierra

Bornesprincipales

de tierra

Conductores

de

proteccin

Conductores de

equipotencialidad


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Los sistemas de puesta a tierrapresentan fallas a causa de los

siguientes problemas:


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1. Falta de normativa, eldiseador o usuario,desconoce o no aplica losprincipios establecidos en

las normas; sean NTC

2050, RETIE donde se

previenen todas estasfallas.


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2. Errores de medicin,la principal causa deesta falla es al efectuarmediciones incompletastanto en el terreno

como en el sistemacompleto.


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3. Mantenimiento, lagran mayora de lasinstalaciones requierenun mantenimientoperidico, que

usualmente no seefecta.


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4. Costo, es la falta deevaluacin de los costosde las fallas comparadascontra los costos deinversin de estossistemas; adicionalmente,la equivocada creencia deutilizar sistemas pequeoso tierras aisladas.


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5. Efectos de laTemperatura, es eldesconocimiento delclculo de capacidad dedescarga del sistema, queocasiona que no hayaproteccin cuando sesobrepasa el valor detemperatura entre elterreno y el electrodo.


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6.Terreno heterogneo,falla a causa de unamedicin incompleta enun terreno casi siempreno homogneo.


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7. Humedad, loscambios de humedad delos terrenos con lasestaciones del ao,frecuentemente haceninoperativos a los

sistemas, debido a quela disipacin es decarcter electroltica.


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8. Electrodos ymateriales utilizados, lamala calidad, y la faltade clculo, disminuyeno limitan altamente a

los sistemas.


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9. Factor deAgrupamiento, en elque demuestra que loselectrodos saturan sudisipacin por

interaccin deagrupamiento a cortasdistancias.


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1 Prueba de conexin entre el electrodo de tierra y partesmetlicas normalmente accesibles.

2Recorrido del electrodo enterrado y examen de ste enalgunos sitios para asegurar que no ha sufrido corrosin.

3Se mide el valor de resistencia del electrodo a tierra dellado de alta tensin y se compara con valores previos o

de diseo.


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4 Se revisa el valor del ndice de acidez pH del suelo.

5Una prueba de grado de separacin, para asegurarseque el electrodo de alta tensin y el electrodo de bajatensin estn elctricamente separados. Esta pruebano se requiere si las condiciones de diseo permiten

conectar ambos sistemas de electrodos.


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