entendiendo pruebas de resistencia de tierra

8/18/2019 Entendiendo Pruebas de Resistencia de Tierra

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E N T E N D I E N D OPRUEBAS DE RESISTENCIA DE TIERRA

E

I

Rx R1 R2 Rn-1 Rn

ZYX

Voltímetro (E)

Electrodo depotencialauxiliar

Electrodo decorrienteauxiliar

Ammeter (I)

Fuente deCorriente

Barra de tomade tierra yabrazadera

Resistencia decontactoentre la barray el suelo

Ondasconcentricasde la tierra

0

25

50

75

100

1/2 5/8 3/4 1 1 1/4 1 1/2 1 3/4

Diámetro de Bara (pulgadas)

R e s i s t a n c i a

e n %

• Resisitiv idad de la tierra

• Resistiv idad del suelo

• Medidas de tres puntos

• Medidas de cuatro puntos

• Medidas de Pinza


2/38


3/38

RESISTIVIDAD DE LA TIERRAPara qué Medir la Resistividad de la Tierra?

Las medidas de resistividad de la tierra tienen un triple propósito. Primero,este tipo de datos es usado para realizar reconocimentos geofísicos debajo

de la superficie como ayuda para identificar zonas de mineral, profunididashasta el fondo de roca y otros fenómenos geológicos. Segundo, la resistividadposee un impacto directo sobre el grado de corrosión en tuberías bajo tierra.Una bajada en la resistividad tiene relación con un augmento en actividadcorrosiva y así dicta el tratamiento protectivo a ser usado. Tercer, laresistividad de la tierra afecta directamente el diseño de un sistema detoma de tierra y esta tasca a la cual va dirigida esta discusión. Al diseñarun sitema de toma de tierra extenso, es recomendable localizar el área demenor resistividad de la tierra para conseguir la instalación de toma detierra más económica.

Efectos de la Resistividad de la Tierra en la Resitenciade Electrodos de Tierra

La resistividad de la tierra el el factor clave que determina cuál será laresistencia de un electrodo de toma de tierra, y a que profundidad debe serenterrada para obtener una resistencia de tierra baja. La resistividad de latierra varía ámpliamente a través del mundo y cambia con las estaciones.La resistividad de la tierra es determinada en gran parte por su contenidode electrolitos, que consisten de humedad, minerales y sales disueltasUna tierra seca posee una alta resistividad si contiene sales no solubles(Figura 1).

Resistividad (aprox.), Ω-cmTierra Min. Promedio Máx.

Cenizas, carbonilla, salmuera, detritus 590 2,370 7,000

Arcilla, esquisto, “gunbo, marga 340 4,060 16,300

Mismo, con porciones cambiantes

de arena y de grabilla 1,020 15,800 135,000

Grabilla, arena, piedras con arcilla

o marga 59,000 94,000 458,000

Factores que Afectan la Resistividad de la Tierra

Dos muestras de tierra, cuando secadas completamente, pueden de hecho

combertirse en muy buenos aislantes teniendo una resistividad en excesode 109 ohmio-centímetro. La resistividad de la muestra de tierra cambiamuy rápidamente hasta que se llega a un aproximadamente a un 20% omás de contenido de humedad (Figura 2).

LAS NOTAS

2 Entendiendo Pruebas De Resistencia De Tierra

FIGURA 1


4/38

Contenido de Humedad Resistividad Ω - cm% por peso Tierra buena Marga arenosa

0 >10° >10°

2.5 250,000 150,000

5 165,000 43,000

10 53,000 18,50015 19,000 10,500

20 12,000 6,300

30 6,400 4,200

La resistividad de la tierra es también influenciada por la temperatura.La Figura 3 muestra la variación de la resistividad de marga arenosa,conteniendo 15.2% de humedad, con cambios de temperatura desde 20°a -15°C. En esta escala de temperatura la resistividad varía desde 7,200 a330,000 ohios-centímetros.

Temperatura ResistividadC F Ohmio-cm

20 68 7,200

10 50 9,900

0 32 (agua) 13,800

0 32 (hielo) 30,000

-5 23 79,000

-15 14 330,000

Dado que la resistividad de la tierra está direcamente relacionada con elcontenido de humedad y la temperatura, es razonable asumir que laresistencia de cualquier sistema de toma de tierra variará a través de las

diferentes estaciones del año. Tales variaciones son mostradas en laFigura 4. Ya que tanto la temperatura como el contenido de humedadesdevienen más estables a mayores distancias por debajo de la corteza dela tierra, es coherente que un sistema de toma de tierra, para ser másefectivo siempre, debería ser construido con la bara de tierra enterrada auna distancia considerable por debajo de la corteza de la tierra. Los mejoresresultados son obtenidos si la bara de tierra alcanza la tabla de agua.

Variación de temporada de la resistencia de tierra con un electrodo de tubo3 / 4" pulgada en tierra de arcilla con piedras. La profundidad del electrodo

en la tierra es 3 pies para Curba 1, y 10 pies para Curba 2

LAS NOTAS

3Entendiendo Pruebas De Resistencia De Tierra

FIGURA 2

FIGURA 3

0

20

40

60

80

E n e r o

M a r z o

M a y o

J u l i o

S e t i e m b r e

N o v i e m b r e

E n e r o

M a r z o

M a y o

J u l i o

Curba 1

Curba 2

FIGURA 4


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En algunas localidades, la resistividad de la tierra es tan alta que una toma detierra de baja resitencia puede ser obtenida sólo a alto coste y con un sistemade toma de tierraelaborado. En talessituaciones, puede sereconómico usar unsistema de bara detierra de tamañolimitado y para reducirla resistividad de tierraincrementandoperdiódicamente elcontenido quémicosoluble de la tierra. LaFigura 5 muestra lareducción substancial en resistividad de marga arenosa conseguidapor un incremento del contenido de sal química.

Tierra tratada químicamente está también sujeta a una variación deresistividad considerable con cambios de temperatura, como se ve en laFigura 6. Si se emplea tratamiento con sal, es necesario usar baras detierra que resistirán corrosión química.

*Tal como sulfato de cobre, carbonato de sodio, y otros. Las Sales debenaprobadas por EPA o por la ordinancia local antes de ser usadas

MEDIDAS DE RESISTIVIDAD DE LATIERRA (Medida de cuatro puntos)Las medidas de resistividad son de dos tipos; el método de 2-puntos y elde 4-puntos. El método de 2-puntos es simplemente la resistencia medida

entre dos puntos. Para la mayoría de aplicaciones el método más precisoel de 4-puntos que es usado en el Modelo 4610 o 4500 Probador de Tierra.El método de 4-puntos (Figuras 7 y 8), como el nombre implica, requiere lainserción de cuatro electrodos a la misma distancia y en línea en el áreade pruebas. Una corriente concocida desde un generador de corrienteconstante es pasada por los electrodos de fuera. La caída de potencial(una función de la resistencia) es entonces medida a través de los doselectrodos interiores. Los Modelos 4610 y 4500 son calibrados para leerdirectamente en ohmios.

LAS NOTAS


EL EFECTO DE CONTENIDO DE SAL* SOBRE LARESISTIVIDAD DE LA TIERRA

(Marga arenosa, contenido de humedad,

15% por peso, Temperatura, 17°C)

Sal Añadida Resistividad(% por peso de humedad) (Ohmio – centimetro)

0 10,700

0.1 1,800

1.0 460

5 190

10 130

20 100

EL EFECTO DE TEMPERATURA SOBRE LARESISTIVIDAD DE LA TIERRA QUE CONTIENE SAL*

(Marga arenosa, 20% humedad, Sal 5% del peso de la humedad)

Temperatura Resistividad

(Grados C) (Ohmio-centimetro)

20 110

10 142

0 190

-5 312-13 1,440

FIGURA 6

FIGURA 5


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Donde: A = distancia entre los electrodos en centímetrosB = profundidad del electrodo en centimetros

Si A > 20 B, la fórmula se transforma en:ρ = 2π AR (con A en cm)ρ = 191.5 AR (con A enpies)ρ = Resistividad de latierra (ohmio – cm)

Este valor es la resistividad promedio de tierra a una profundidaequivalente a la distancia “A” entre dos electrodos.

Medidas de Resistividad de la Tierra con el Modelo 4500

Dado un pedazo de terreno considerable en el que determinar la resistividadóptima de la tierra un poco de intuición es necesaria. Asumiendo que elobjetivo es baja resistividad, se debería dar preferencia a un área conteniendomarga húmeda en contra de un área seca y arenosa. Se debe tambiénconsiderar la profundidad a la que la resistividad es requerida.

Ejemplo

Después de inspecionarla, el área investigada ha sido reducida a un trozode tierra de aproximadamente 75 pies cuadrados (7m2). Asumiendo queusted necesita determinar la resistividad a una profundidad de 15 pies(450cm). Entonces la distancia “A” entre los electrodos debe ser equivalentea la profundidad a la que la resistividad promedio debe ser deteminada(15 pies, o 450cm). Usando la fórmula Wenner más simplificada(ρ = 2π AR), la profundidad del electrodo de entonces ser una vigésima(1/20) parte del espacio entre eleltrodos o 8-7/8" (22.5cm).

LAS NOTAS


FIGURA 8

4πARρ =1 + 2A – 2A

√(A2 + 4B2) √(4A2 + 4B2)

R

B

X Xv Y Z

AA A

Z

Y

X

X

v

TEST RANGETEST CURRENT

2 10 50

220

2002

20

AAA

A

A

A

FIGURA 7


7/38

Distribuya los electrodos en un diseño de cuadrícula y conectelos con elModelo 4500 como es mostrado en la Figura 8. Proceda de la forma siguiente:

• Quite el enlace puntal entre X y Xv (C1, P1)• Conecte las cuatro baras auxiliares (Figura 7)

Por ejemplo, si la lectura es R = 15ρ (resistividad) = 2π x A x RA (distancia entre electrod0s) = 450cmρ = 6.28 x 15 x 450 = 42,390 Ω-cm

ELECTRODOS DE T IERRAEl término “tierra” es definido como una conexión conductora por la queun circuito o equipo es conectado con la tierra. La conexión es usada paraestablecer y mantener lo más preciso posible el potencial de la tierra en elcircuito o equipo conectado a él. Una “tierra” consiste de un conductor de

toma de tierra, un conector de enlace, su(s) electrodo(s) de toma de tierra, yel suelo en contacto con el electrodo.

Toma de tierra tiene varias aplicaciones de protección. Para fenómenos natu-rales tales como relámpagos, toma de tierras son usadas para descargar elsistema de corriente antes que el personal pueda resultar herido o compo-nentes del sistema puedan ser dañados. Para potenciales ajenos debidos afallos en sistemas de potencia eléctrica con vueltas de tierra, tomas de tierraayudan a asegurar un rápido funcionamiento de los relevos protectivos alproporcionar caminos de baja resistencia para la corriente de fallida. Estopermite la eliminación del potencial ajeno tan rápidamente como sea posible.La toma de tierra debería drenar el potencial ajeno antes que haya heridosentre el personal y que la potencia o el sistema de comunicaciones sea dañado.

Lo idóneo, para mantener un potencial de refrencia para seguridad delinstrumento, para protección en contra de electricidad estática y para limitarel sistema a un voltage de marco para seguridad del operario, la resistenciade tierra debería ser zero ohmios. En realidad, como describiremos másadelante en el texto, este valor no puede ser obtenido.

Ultimo, pero no menos importante, una resistencia de tierra baja es esencialpara cumplir los estándards de seguridad NEC®, OSHA y otros.

La Figura 9 muestra una bara de toma de tierra. La resistencia del electrodoposee los componentes siguientes:

(A) La resistencia del metal y de la conexión a este(B) La resistencia de contacto de la tierra de alrededor al electrodo(C) La resistencia en la tierra de alrededor a flujo de corriente o

resistividad de tierra que es amenudo el factor más significante.

Más especificamente:

(A) Electrodos de toma de tierra están normalemente hechos de un metalmuy conductivo (cobre o chapado de cobre) con secciones transversalesadecuadas de manera que la resistencia total es insignificante.

LAS NOTAS



8/38

(B) El Instituto nacional de Estándards y Tecnología ha demostrado que laresistencia entre el electrodo y la tierra del alrededor es insignificante si el elec-trodo no tiene pintura, grasa, o otras capas, y si la tierra esta firmemente com-pactada.

(C) El único componente quequeda es la resistencia de la tierradel alrededor. El electrodo puedeser visto como envuelto por capasconcéntricas de tierra, todas delmismo grosor. Como más cercanala capa al electrodo, más pequeñaes su superficie; así pues, másgrande es su resistencia. Comomás lejanas las capas estén delelectrodo, mayor es la superficiede la capa; así pues menor es suresistencia. Eventualmente,

añadir capas a una distancia delelectrodo de la toma de tierra yano afectará de forma notable laresistencia total de la tierra de alrededor del electrodo. La distancia a la queeste efecto ocurre es llamada el área de resistencia efectiva y es directamentedependiente de la profundidad del electrodo de toma de tierra.

En teoría, la resistencia de tierra puede ser derivada de la fórumla general:

ρ L LongitudR = ––– Resistividad = Resistividad x

A Area

Esta formula ilustra por qué las capas de tierra concéntrica decrementan enresistencia como más apartadas están de la bara de toma de tierra:

R = Resistividad de la Tierra x Grosor de la capaArea

En el caso de resistencia de tierra, resistividad de tierra uniforme es asumidaa lo larga del volumen, todo y que esto no es el caso habitual en la naturaleza.Las ecuaciones para los sistemas de electrodos son muy complejas y amenudosólo son expresadas como aproximaciones. La fórmula usada más comúnmenteusada para sistema de un electrodo de tierra, desarrollada por el ProfesorH. R. Dwight del Insituto de Tecnología de Massachusetts, es la siguiente:

ρ 4L

R = 1n – 12πL r

R = resistencia en ohmios de la bara de toma de tierra a la tierraL = longitud del electrodo de toma de tierrar = radio del electrodo de toma de tierraρ = resistividad promedio en ohmios - cm.

LAS NOTAS


Barra de tomade tierra yabrazadera

Resistencia decontactoentre la barray el suelo

Ondasconcentricasde la tierra

FIGURA 9

( )


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Efecto del Tamaño del Electrodo de Toma de Tierray de la Profundidad Sobre la Distancia

Tamaño: Incrementando el diámetro de la bara no reduce materialmentesu resistencia. Doblar el diámetro reduce la resistencia por menos de 10%(Figura 10).

Profundidad: Cuando una bara de toma de tierra es enterrada másprofundamente bajo tierra, su resistencia es reducida subtancialmente.En general, doblando la longitud de la bara reduce la resistencia por un40% adicional (Figura 11). El NEC (1987, 250-83-3) requiere un mínimo

de 8 ft (2.4m) a estar en contacto con la tierra. La más común es una baracilíndrica de 10ft (3m) que cumple con el código de NEC. Un diámetromínimo de 5/8 pulgadas (1.59cm) es requerido para baras de acero y1/2 pulgada (1.27cm) para baras de cobre o de acero chapado de cobre(NEC 1987, 250-83-2). Los diámetros prácticos mínimos por limitacionesde enterrado para baras de 10 ft (3m) son:

• 1/2 pulgada (1.27cm) en tierra promedio

• 5/8 pulgadas (1.59cm) en tierra húmeda

• 3/4 pulgadas (1.91cm) en tierra dura o para profundidades de

enterrado de más de 10 ft

LAS NOTAS


0

25

50

75

100

1/2 5/8 3/4 1 1 1/4 1 1/2 1 3/4

Diámetro de Bara (pulgadas)


e n %

FIGURA 10

5 15 25 35 40 50 60 70

1

2

3

4

56

8

10

20

30

40

60

80

100

200

Profundidad de entierro en pies

Resistencia de Tierra contra profundidad

de bara de toma de tierra

R

e s i s t a n c i a e n o h m i o s

1/2" dia.1" dia.

FIGURA 11


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Nomograma de Toma de Tierra

1. Seleccione la resistencia requerida en la escala R.

2. Seleccione la resistividad aparente en la escala P.

3. Coloque escuadrón en las escalas R y P, y permita que interseccione con la escala K.

4. Marque el punto en la escala K.

5. Coloque el escuadrón sobre el punto de la escala K y sobre la escala DIA, y permita

que interseccione con la escala D.

6. El punto en la escala D será la profundidad de la bara requerida para la resistencia

en la escala R.

Valores de ResIstencia de Tierra

NEC® 250-84 (1987): Resistencia de electrodos manufacturados:

Un sólo electrodo consiste de una bara, tubo, o placa que no tiene unaresistencia con tierra de 25Ω o menos deberá ser aumentado por una baraadicional, de cualquiera de los tipos especificados en la sección 250-81 o250-83. Donde múltiples electrodos de bara, tubo o placa son instaladospara cumplir con los requerimientos de esta sección, no pueden estarmenos de 6 ft (1.83m) aparte.”

El Código Eléctrico Nacional® (NEC) constata que la resistencia a tierrano puede exceder 25Ω. Este es un límite superior y una guía , ya que enmuchas instancias se requiere una resistencia mucho menor.

“Qué tan baja en resistencia debe ser la tierra?” Una respuesta arbitrariapara esta pregunta en ohmios es difícil. Como menor sea la resistenciade tierra, será más segura; y para protección positiva del personal y delequipamento, vale la pena intentar conseguir menos de un ohmio.Es generalmente poco práctico llegar a una resistencia tan baja a lo

LAS NOTAS

www.aemc.com 9

100

10090

80

70

60

50

40

30

20

15

10

5

4

3

2

1

90

80

70

60

50

40

30

20

15

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

R

P

D

K

DIA

100000

50000

40000

30000

20000

15000

10000

5000

4000

3000

2000

1000

500

8

7

6

5

4

3

1

1.5

1

3/4

5/8

1/2

1/4

Diámetro de BarraPulgadas

Profundidad de BarraPies

Barra de Toma de TierraResistencia – Ohmios

Resistividad de la Tierra(Ohmios-centimetros)

FIGURA 12


11/38

Es generalmente poco práctico llegar a una resistencia tan baja a lo largo deun sistema de distribución o de una línea de transmisión o en subestacionespequeñas. En algunas regiones, resistencias de 5Ω o menos pueden serobtenidas sin muchos problemas. En otras regiones, puede ser difícilreducir resistencias de tomas de tierra por debajo de 100Ω.

Los estándards de industria aceptados estipulan que subestaciones detransmisión deberían ser diseñadas para no exceder 1Ω. En subestacionesde distribución, la resistencia máxima recomendada es de 5Ω o hasta 1Ω.En la mayoría de casos, el sistema de cuadrícula enterrado de cualquiersubestación proporcionará la resistencia deseada. En oficinas centrales deindustria ligera o de telecomunicaciones, 5Ω es a menudo el valor aceptado.Para protección contra rayos, los desactivadores de rayos deberían serunidos con una resistencia de tierra máxima de 1Ω.

Estos parámetros pueden normalmente ser cumplidos con la aplicaciónadecuada de la teoría básica de toma de tierra. Siempre existirán circun-stancias que dificultarán la otención de la resistencia de tierra requerida por

el NEC® o por otros estándards de seguridad. Cuando estas situaciones sedesarrollan, se pueden utilizar varios métodos para bajar la resistencia detierra. Estos incluyen sistemas de baras paralelas, sistemas de bara enterradaa gran profundidad usando baras seccionales, y tratamiento químico de latierra. Métodos adicionales discutidos en otros datos publicados son placasenterradas, conductores enterrados (contraposición), acero de construcciónconectado eléctricamente, y acero reforzado con cemento conectadoeléctricamente.

Conectar eléctricamente a sistemas de distribución de gas y de agua yaexistentes se consideraba a menudo que daba una resistencia de tierra baja;sin embargo, cambios de diseño recientes utilizando tuberías no metálicas

y aislando las junturas han convertido este método de obtener unaresistencia de tierra baja en cuestionable y en muchos casos no son fiables.

La medición de resistencias de tierra sólo puede ser conseguido con unequipo diseñado especialemente. La mayoría de instrumentos usan elprincial de caída de potencial de corriente alterna (AC) circulando entre unelectrodo auxiliar y el electrodo de tierra bajo prueba. La lectura será dadaen ohmios, y representa la resistencia del electrodo de tierra con la tierra dealrededor. AEMC ha también introducido recientemente probadores depinza de resistencia de tierra.

Nota: El “Código Eléctrico Nacional® y NEC® son marcas registradas de laAsociación Nacional de Protección contra Fuego.

LAS NOTAS



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P R I N C I P I O D E P R U E B A D ERESISTENCIA DE T IERRA(Caída de Potencial —Medida de 3-puntos)La diferencia de potencial entre las baras X y Y es medida por unmultímetro, y el flujo de corriente entre las baras X y Z es medido por unammetro. (Nota: X, Y y Z pueden ser llamados X, P y C en un probador de3-puntos o C1, P2 y C2 en un probador de 4-puntos.) (Vea la Figura 13.)

Por la Ley de Ohm E = RI o R = E/I, podemos obtener la resistencia R delelectrodo de tierra. Si E = 20V y I = 1A, entonces

R = E = 20 = 20––– –––

I 1

No es necesario realizar todas las medidas cuando se usa un probador

de tierra. El probador de tierra medirá directamente al generar su propiacorriente y mostrando la resistencia del electrodo de tierra.

Posición de los Electrodos Auxiliares en Medidas

El objetivo en medir de forma precisa la resistencia a tierra es colocar elelectrodo de corriente auxiliar Z suficientemente lejos del electrodo de tierra bajo prueba de manera que el electrodo de potencial auxiliar Y esté fuerade las áreas de resistencia efectiva del electrodo de tierra y del electrodo decorriente auxiliar. La mejor manera de descubrir si la bara de potencialauxiliar Y está fuera de las áreas de resistencia efectiva es moverla entreX y Z y tomar una lectura en cada sitio. (Vea la Figura 16.) Si la bara depotencial auxiliar Y está en un área de resistencia efectiva (o en las dos sse sobreponen, como en la Figura 14), al desplazarla las lecturas tomadasvariarán notablemente de valor. Bajo estas condiciones, no se puededeterminar un valor exacto para la resistencia de tierra.

LAS NOTAS


ZYX

Voltímetro (E)


Electrodo deTierra bajoprueba

Electrodo decorrienteauxiliar

Ammeter (I)

Fuente deCorriente

R

TIERRA

FIGURA 13


13/38

Por otra parte, si la bara de potencial auxiliar Y está situada fuera de lasáreas de resistencia efectiva (Figura 15), cuando Y es movida arriba y abajola variación de la lectura es mínima. Las lecturas tomadas deberían estarrelativamente cerca las unas de las otras, y son los mejores valores para laresistencia a tierra de la tierra X. Las lecturas deberían ser dibujadas paraasegurar que caen en una región “plateau” como se muestra en la Figura15. La región es a menudo llamada el “área 62%”. Vea página 13 para laexplicación

LAS NOTAS


R e s i s t e n c i a

Variación de Lectura

Areas de resistenciaEfectiva(sobreposición)

X Y' Y Y'' Z

52% 62% 72%

(o distancia total de X a Z)

100% de la distancia

entre X & Z

100% de la distancia

entre X & Z


Variación de Lectura

Areas deresistencia

Efectiva(sinsobreposición)

X Y' Y Y '' Z

52% 62% 72%(o distancia total de X a Z)

FIGURA 14

FIGURA 15


14/38

Midiendo la Resistencia de losElectrodos de Tierra (Método 62%)

El Método 62% ha sido adoptado después de consideración gráfica ydespués de haberlo probado. Es el método más preciso pero está limitadopor el hecho que la tierra probada es una sola unidad.

Este método es aplicable sólo cuando los tres electrodos están en línea rectay la tierra es un sólo electrodo, tubo, o placa, etc., como en la Figura 16.

Considere la Figura 17, que muestra las áreas de resistencia efectiva (capasconcéntricas) del electrodo de tierra X y del electrodo de corriente auxiliarZ. Las áreas de resistencia se sobreponen. Si se tomaran lecturas moviendoel electrodo de potencia auxiliar Y hacia X o Z, las diferencias entre lecturasserían enormes y unono podría obtener unalectura dentro de una banda de toleranciarazonable. Las áreassensitivas sesobreponen y actúan

constantemente paraincrementar laresistencia a medidaque Y es alejada de X.

Pinzas

Bara de Tierra

Electrodo Y Electrodo Z

Tira de

Tierra

Ω

Press To

Measure

X-Z

Xv-Y

Xv-Y

ZYX XvC1 P1 P2 C2

Fault

Hi Resistance

Hi Noise

DIGITAL GROUND RESISTANCE TESTERMODEL 4610

AUTORANGINGREFERTO USERMANUAL

FORFAULTWARNING LIGHT

EXPLANATIONS

!

AEMCI N S T R U M E N T S

Y ZX

52% 62% 72%0% 100% de distancia

entre X y Z(de la distancia total desede X a Z)

Bara de Tierra Electrodo Y Electrodo Z

-10% 3rd

medida

+10% 2nd

medida

LAS NOTAS


FIGURA 16

Distancia desde Y al electrodo de tierra


Areas deresistencia efectivasobrepuestas

X Y Z

Electrodode

Tierra BajoPrueba

Electrodode

PotencialAuxiliar

Electrodode

Corriente

Auxiliar

FIGURA 17


15/38

Ahora considere la Figura 18, donde los electrodos X y Z están suficiente-mente distanciados de manera que las áreas de resistencia efectiva no sesobreponen. Si dibujamos la resistencia medida descubrimos que las medidasse contrarestan cuando Y es colocado a un 62% de la distancia desde X a Y,y que las lecturas en cualquier lado del sitio inicial de Y son muy probablesde estar dentro de la banda de tolerancia establecida. Esta banda detolerancia es definida por el usuario y es expresada como un porcentajede la lectura inicial: ± 2%, ± 5%, ±10%, etc.

Distancia entre Electrodos AuxiliaresNo se puede dar una distancia específica entre X y Z, ya que esta distanciaes relativa al diámetro del electrodo probado, su longitud, la homogeneidadde la tierra probada, y especialmente, las áreas de resistencia efectiva. Sinembargo, una distancia aproximada puede ser determinada desde la tablasiguiente que es dada para una tierra homogénea y para un electrodo de1" de diámetro. (Para un diámetro de 1/2", reduzca la distancia un 10%;para un diámetro de 2" aumente la distancia un 10%.)

Distancia aproximada a los electrodos auxiliares

usando el método 62%

Profundidad enterrado Distancia a Y Distancia a Z

16 ft 45 ft 172 ft

18 ft 50 ft 180 ft

10 ft 55 ft 188 ft

12 ft 60 ft 196 ft

18 ft 71 ft 115 ft

20 ft 74 ft 120 ft

30 ft 86 ft 140 ft

LAS NOTAS



Distancia de Y al electrodo de tierra

Areas deresistancia

efectivano se

sobreponen

X Y Z

Electrodo deTierra bajoprueba


Electrodo decorriente

auxiliar

D

62% de D 38% de D

Resistancia del

electrodo de

corriente auxiliar

Resistancia del electrodo de tierra

FIGURA 18


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LAS NOTAS


Distancia entre Múltiples Baras

Varios electrodos en paralelo proporcionan una resistencia menor al sueloque un sólo electrodo. Instalaciones de alta capacidad requieren unaresistencia de toma de tierra baja. Varias baras son usadas paraproporcionar esta resistencia.

Una Segunda bara no propociona una resistencia total de la mitad de lade una sóla bara a menos que las dos estén varias baras de distanciaaparte. Para conseguir la resistencia de toma de tierra coloque varias baras separadas por una bara de distancia en línea, en un círculo,triángulo hueco, o cuadrado. La resistencia equivalente puede sercalculada dividiendo por el número de baras y multiplicando por elfactor X (mostrado abajo). Consideraciones adicionales sobre potencialesde paso y de toque deberían ser corregidos por la geometría.

Multiplicando Factores para Varias Baras

Número de Baras X

12 1.16

13 1.29

14 1.36

18 1.68

12 1.80

16 1.92

20 2.00

24 2.16

Colocar baras adicionales dentro del perífero de una forma no reducirála resistencia de tierra por debajo de la de las baras periféricas solas.


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LAS NOTAS


SISTEMA DE ELECTRODOSM U L T I P L E SUn electrodo de tierra enterrado es un medio económico y simple de hacer

un buen sistema de toma de tierra, pero algunas veces una sóla bara noproporciona una resistencia suficien-temente baja, y varios electrodos detierra serán enterrados y conectadosen paralelo con un cable. Muyamenudo, cuando dos, tres o cuatroelectrodos de tierra son usados, sonenterrados en línea recta; cuandocuatro o más son usados, unaconfiguración de cuadrado hueco esusada y los electrodos de tierra sonaún conectados en paralelo y estanigualemente distanciados (Figura 19).

En sistemas de electrodos múltiples,el método 62% de distancia entreelectrodos ya no puede ser aplicado

directamente. La distancia entre los electrodos auxiliares está ahora basadaen la distancia de cuadrícula mámima (es decir, en un cuadrado, la diagonal;en una línea, la longitud total. Por ejemplo, un cuadrado con un lado de20 pies tendrá una diagonal de aproximadamente 28 pies).

Sistema de Electrodos Múltiples

Distancia de Cuad. Máx Distancia a Y Distancia a Z

116 pies 178 pies 125 pies











160 pies 230 pies 370 pies180 pies 273 pies 440 pies







DIAGONAL

D I A G ON A L

a

a a

a

FIGURA 19


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LAS NOTAS


M E D I D A D E D O S - P U N T O S(METODO SIMPLIFICADO)Este es un método alternativo cuando una tierra excelente ya está

disponible.

En área congestionadas donde encontrar espacio para enterrar las dos barasauxiliares puede ser un problema, el método de medida de dos-puntospuede ser aplicado. La lectura obtenida será la de las dos tomas de tierraen serie. Así pues, la tubería de agua o otra toma de tierra debe tener unaresistencia muy baja de manera que sea negligible en la medición final. Laresistencia de los cables tambie\én será medida y debería ser restada dela medida final.

Este método no es tan preciso como el método de tres-puntos (método 62%),ya que es afectado especialmente por la distancia entre el electrodo siendoprobado y la tierra muerta o tubería de agua. Este método no debería ser

usado como un procedimento estándard, sino como una Segunda opciónen áreas estrechas. Vea la Figura 20.

M E D I D A D E C O N T I N U I D A DLas medidas de continuidad de un conductor de tierra son posibles al usar

dos terminales (Figura 21).

Conductor de toma de tierra

Nivel de tierra

Bara de tierra

Placa inferior

Poste

eléctrico

Terminales cortocircuitadas

con un puente de cable

Bara auxiliar

(Y-Z cortocircuitados)

!

ZYXC1 P2 C2

®

INSTRUMENTS

Ω

Press To

Measure

X-Z Fault

X-Y Hi Resistance

X-Y Hi Noise

GROUND RESISTANCE TESTER

MODEL 3620

REFER TO USER MANUAL

FOR FAULTWARNING LIGHT

EXPLANATIONS

0 . 5

25

1 k

Z

Y

X

X

v


2 10 502

20200

220

FIGURA 20

FIGURA 21


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LAS NOTAS


CONSEJOS TÉCNICOSRuido Excesivo

Ruido excesivo puede interferir con las pruebas debido a los largos cables

usados para realizar una prueba de caída de potencial. Un voltímetropuede ser utilizado para identificar este problema. Conecte los cables “X”,“Y” y “Z” a los electrodos auxiliares como para una prueba de resistenciade tierra estándard. Use el voltímetro para probar el voltage a través de lasterminales “X” y “Z” (Figura 22).

La lectura del voltage debería estar dentro de las tolerancias de voltagesuperfluos aceptables para su probador de tierra. Si el voltage excede este

valor, pruebe las técnicas siguientes:

A) Trence los cables auxiliares juntos. Esto a menudo tiene el efecto decancelar los voltages de modo común entre estos dos conductores(Figura 23).

Z

Y

X

X

v


2 10 502

20 200 220

Bara de tierra


Tira de

tierra

AEMCCORPORATION

VOLTMETER

FIGURA 22

Z

Y

X

X

v


2 10 502

20 200 220

Bara de tierra


Tira de

tierra

FIGURA 23


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LAS NOTAS


B) Si el método previo fracasa, intente cambiar la alineación de los cablesauxiliares de manera que no estén en paralelo con las líneas de potenciapor encima o por debajo tierra (Figura 24).

C) Si todavía no se ha obtenido un valor de voltage bajo satisfactorio,puede ser que se necesite usar cables protegidos. El blindaje actúa paraproteger el conductor interno capturando el voltage y drenándolo ala tierra (Figura 25).

1. Separe los blindajes a los electrodos auxiliares.

2. Conecte los tres blindaje juntos en (pero no al) el intrumento.

3. Conecte con tierra de forma sólida el blindaje restante a la tomade tierra bajo prueba.

Z

Y

X

X

v


2 10 502

20 200 2 20

Bara de tierra


Tira de tierra

Escudo de tierra

Flote escudo Flote escudo

Conecte los tres escudos juntos

Z

Y

X

X

v


2 10 502

20 200 2

20

Desconecte la tierrabajo prueba

FIGURA 24

FIGURA 25


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LAS NOTAS


Resistencia de Bara Auxiliar Excessiva

La función inherente de un probador de tierra de caída de potencial esentrar una corriente constante dentro de la tierra y medir la caída de voltagea través de electrodos auxiliares. Una resistencia excesiva de uno o de los

dos electrodos auxiliares puede inhibir esta función. Esto es causado poruna alta resistividad de la tierra o por un mal contacto entre el electrodoauxiliar y la tierra de alrededor (Figura 26).

Para asegurar un buen contacto con la tierra, comprima la tierra que estádirectamente alrededor del electrodo auxiliar para eliminar bolsas de aireformadas al insertar la bara. Si la resistividad de la tierra es el problema,vierta agua alrededor de los electrodos auxiliares. Esto reduce la resistenciade contacto del electrodo auxiliar sin afectar las medidas.

Capa de Alquitrán o de Cemento

A veces una prueba debe ser realizada sobre una bara de toma de tierra queestá rodeada por una capa de alquitrán o de cemento, donde electrodos

auxiliares no pueden ser enterrados fácilmente. En estos casos, rejillasmetálicas y agua pueden ser usadas paa reemplazar los electrodos auxiliares,como es mostrado en la Figura 27.

Coloque las rejillas sobre el suelo a la misma distancia de la bara de tierra bajo prueba como pondría los electrodos auxiliares en una prueba de caídade potencial estándard. Vierta agua sobre las rejillas y permita que seempapen. Estas rejillas ahora realizarán la misma función que realizaríanlos electrodos auxiliares enterrados.

TIERRE

BOLSAS DE AIRE

A G U A

Agua

Rejillas

Bara de tierra

LO BAT

Ω

Press To

Measure

X-Z

Xv-Y

Xv-Y

ZYXC1 P2 C2

Fault

Hi Resistance

Hi Noise

GROUND RESISTANCE TESTERMODEL 3640

AUTORANGINGREFER TO USERMANUALFOR FAULT WARNING LIGHT

EXPLANATIONS

!

®

INSTRUMENTS

FIGURA 26

FIGURA 27


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LAS NOTAS


M E D I D A S D E P O T E N C I A LD E T O Q U ELa razón principal para realizar medidas de caída de potencial es observar

la seguridad eléctrica del personal y del equipamento. Sin embargo, enciertas circunstancias el grado de seguridad eléctrica puede ser evaluadodesde una perspectiva diferente.

Medidas periódicas de resistencia del electrodo de tierra o de red sonrecomendadas cuando:

1. El electrodo/red es relativamente pequeño y se puede desconectar deforma conveniente.

2. Se sospecha corrosión por baja resistividad de la tierra o por accióngalvánica.

3. Es muy poco probable que ocurran fallos de tierra cerca de la tierra bajo prueba.

Medidas de potencial de “toque” son un método alternativo para determinarseguridad eléctrica. Medidas de potenial de “toque” son recomendadas cuando:

1. Es físicamente o económicamente imposible de desconectar la toma detierra a ser probada.

2. Se puede esperar de forma razonable que ocurran fallos de tierra cercade la tierra a ser probada, o cerca de equipos con toma de tierra a latierra a ser probada.

3. La “marca” del equipo con toma de tierra es comparable conel tamaño de la tierra a ser probada. (La “marca” es el contorno de laparte del equipo en contacto con la tierra.)

Ni las medidas de resistencia de caída de potencial ni las medidas depotencial de “toque” prueban la habilidad de los conductores de tomade tierra de transportar altas corrientes de fallo de fase-a-tierra. Pruebasde alta corriente adicionales deberían ser realizadas para verificar que elsistema de toma de tierra puede transportar estas corrientes.

Cuando se realizan medidas de potencial de “toque”, se usa un probadorde resistencia de cuatro polos. Durante la prueba, el instrumento induce unnivel bajo de fallo dentro de la tierra a una distancia próxima de la tierraen cuestión. El instrumento muestra potencial de “toque” en voltios poramperio de corriente de fallo. Este valor mostrado es entonces multiplicadopor la corriente de fallo más grande que se anticipa para obtener el peorcaso de potencial de “toque” para una cierta instalación.

Por ejemplo, si el instrumento mustra un valor de 0.100Ω cuando conectadoa un sistema donde se esperaba que la corriente máxima de fallo fuera5000A, el potencial de toque máximo sería: 5000 x .1 = 500 voltios.

Medidas de potencial de “toque” son similares a las medidas de caída de poten-cial en que las dos medidas requieren la colocación de electrodos auxiliaresdentro o sobre la tierra. La distancia entre los electrodos auxiliares durantemedidas de potencial de toque es diferente a la ditancia entre electrodos decaída de potencial, como se muestra en la Figura 28, en la página siguiente.


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LAS NOTAS


Considere el escenario siguiente: Si el cable enterrado mostrada en la

Figura 28 tubiera una rotura en su aislamiento cerca de la subestaciónmostrada, corrientes de fallo viajarían a través de la tierra hacia la tierrade la subestación, creando un gradiente de voltage. Este gradiente devoltage puede ser peligroso o potencialmente mortal para personal quetome contacto con la tierra afectada.

Para probar los valores de potencial de toque aproximados en estasituación, proceda de la forma siguiente: conecte cables entre la reja de lasubestación y C1 y P1 del probador de resistencia de tierra de cuatro polos.Posicione un electrodo en la tierra en el punto en que se anticipa que ocurrael fallo de tierra, y conectelo a C2. En una línea recta entre la reja de lasubestación y el punto de fallo anticipado, ponga un electrodo auxiliardentro de la tierra alejado un metro (o la longitud de un brazo) de la rejade la subestación y conéctelo a P2. Enceinda el instrumento, seleccione laescala de corriente 10mA y observe la medida. Multiplique la lecturamostrada por la corriente de fallo máxima del fallo anticipado.

Al poner el electrodo P2 en varias posiciones alrededor de la rejaadyacente a la línea de fallo anticipada, se puede obtener un mapa degradiente de voltage.

Coneccionesa la reja

Punto defallo

anticipado

Baras de tierra enterradas

1 metro

Cableenterrado

C2

P2

P1

C1


2 10 50

220 200 2

20

FIGURA 28


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LAS NOTAS


M E D I D A D E R E S I S T E N C I AD E T I E R R A D E P I N Z A(Modelos 3711 y 3731)Este método de medida es innovador y único. Ofrece la habilidad de medir laresistencia sin desconectar la toma de tierra. Este tipo de medida tambiénofrece la ventaja de incluir las resistencias de enlace con la tierra y deconexión de toma de tierra total.

Principio de Funcionamiento

Normalmente, un sistema de toma de tierra de línea de distribución comúnpuede ser simulado como un circuito básico simple como se muestra en laFigura 29 o un circuito equivalente, mostrado en la Figura 30. Si un voltageE es aplicado a cualquier punto de toma de tierra medido Rx a través de untransformador especial, la corriente I circula a través del circuito, estable-

ciendo así la siguiente ecuación.1

E/I = Rx + –––––––––– donde, normalmenten 1

––––∑ Rk

k=1

Así pues, se establece que E/I = Rx. Si I es detectada con E constante, laresistencia del punto de toma de tierra medida puede ser obtenida.Refiérase otra vez a las Figuras 29 y30. La corriente es alimentada altransformador especial a través de

un amplificador de potencia desdeun oscilador de voltage constantede 2.4kHz. Esta corriente es detec-tada por un CT de detección. Sólola señal de frecuencia 2.4 kHz esamplificada por un amplificador defiltro. Esto ocurre antes de laconverión A/D y después derectificación síncrona. Es entoncesmostrada en el LCD.

El amplificador de filtro es usado

para cortar tanto la corriente detierra a frecuencia comercial comoel ruido de alta frecuencia. El voltagees detectado por cables bobinadosalrededor el CT de inyección que esentonces ampliado, rectificado ycomparado por un comparador denivel. Si la pinza no está cerrada adecuadamente, unanunciador de “pinza abierta” aparece en el LCD.

E

I

Rx R1 R2 Rn-1 Rn

1Rx >> –––––––––––

n 1––––

∑ Rkk=1

E

I

Rx R1 R2 Rn-1 Rn

FIGURA 29

FIGURA 30


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LAS NOTAS


Ejemplos: Medidas en el Campo Típicas

Transformador Montado en un Poste

Quite cualquier montura que cubra el conductor de tierra, y proporcioneespacio suficiente lara las pinzas del Modelo 3711/3731, que deben de sercapaces de cerrar con facilidad alrededor del conductor. Las pinzas puedenser colocadas alrededor de la bara de tierra en sí. Nota: La pinza debe sercolocada de forma que las pinzas estén en un camino eléctrico desde elneutral del sistema o cable de tierra a la(s) bara(s) de toma de tierradependiendo del circuito.

Seleccione la escala de corriente “A”. Pince el conductor de tierra y mida lacorriente de tierra. La escala de corriente máxima es 30A. Si la corriente detierra excede 5A, las medidas de resistencia de tierra no son posibles. No sigaadelante con las medidas. En su lugar, quite el probador del circuito, anotandoel lugar para mantenimiento, y continúe al proximo sitio de prueba.

Después de anotar la corriente de tierra, seleccione la escala de resistencia

de tierra “Ω” y mida la resistencia deirectamente. La lectura que ustedmida con el 3711/3731 indica la resistencia no sólo de la bara, pero tambiénde la conección al neutral del sistema y todas las conecciones de enlaceentre el neutral y la bara.

Nota que en la Figura 31 hay una placa inferior y una bara de tierra. En estetipo de circuitos, el instrumento debe ser colocado por encima del enlace demanera que las dos tomas de tierra son inculidas en la prueba. Para futurasreferencias note la fecha, la lectura en ohmios, la lectura de corriente y elnúmero de punto. Reemplace cualquier montura que haya sacado delconductor. Nota: Una lectura alta indica uno o más de lo siguiente:

FIGURA 31

A) una bara de tierra pobreB) un conductor con toma detierra abierta

C) enlaces de alta resistencia en la bara o empalmes en el conductor; busque enterrados tapas inferioresdivididas, pinzas y conexiónesmartilladas.

Conductorde toma detierra

Nivel de tierra

Bara detierra


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LAS NOTAS


Entrada o Medidor de Servicio

Siga básicamente el mismo procedimiento del primer ejemplo. Nota quela Figura 32 muestra la posibilidad de varias baras de tierra, y en laFigura 33 las baras de tierra han sido reemplazadas con una tubería deagua como toma de tierra. Usted puede también tener los dos tipos

actuando como toma de tierra. En estos casos, es necesario hacer lasmedidas entre el neutral de servicio y los dos puntos de toma de tierra.

Caja deServicio

Medidor deServicio

Transformadormontado en unposte

Pared delEdificio

Baras detierra

Nivel de Tierra

Tubería de Agua

Caja deServicio

Medidor deServicio

Transformadormontado en unposte

Pared delEdificio

FIGURA 32

FIGURA 33


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LAS NOTAS


Transformador Montado en Plataforma

Nota: Nunca abra el recinto del transformador. Son propiedad de lacompañía eléctrica. Esta prueba es sólo para expertos en alto voltage.

Siga todos los requerimientos de seguridad, ya que está presente un

voltage peligrosamente alto. Localice y numere todas las baras (normal-mente sólo una bara está presente). Si las baras de tierra están dentro delrecinto, refiérase a la Figura 34 y si están fuera del recinto, refiérase a laFigura 35. Si una sóla bara es hallada dentro del recinto, la medida deberíaser tomada en el conductor justo antes de la unión con la bara de tierra. Amenudo, más de un conductor de tierra está atado a esta pinza, haciendoun blucle hacia el recinto o el neutral.

En muchos casos, la mejor lectura puede ser obtenida al pinzar el3711/3731 sobre la bara de tierra en si, por debajo del punto donde losconductores de tierra están unidos a la bara, de manera que usted estarámidiendo el circuito de tierra. Se debe tener cuidado al buscar un

conductor on sólo un camino de retorno al neutral.

Baras de tierra

Recinto

Servicio bajo tierra

Neutral

concéntrico

Servicio

Bus

Puerta

Abierta

Puerta

Abierta

Baras de

tierra

Recinto

Servicio bajo tierra

FIGURA 34

FIGURA 35


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LAS NOTAS


T E L E C O M U N I C A C I O N E SEl probador de tierra de pinza desarrollado por AEMC y discutido en elcapítulo previo ha rebolucionado la habilidad de las compañías eléctricasde medir sus valores de resistencia de tierra. Este mismo instrumento

probado y esta tecnología puede ser aplicada a industrias telefónicas paraayudar en la detección de problemas de toma de tierra y de enlaces. Ya queel equipamento trabaja en voltages menores, la habilidad del sistema deeliminar cualquier sobrepotencial creado por el hombre o natural se con-vierte en mucho más crítica. El probador de caída de potencial tradicionaldemostró requerir mucho trabajo y dejaba mucha interpretación a manosde la persona realizando la prueba. Aún más importante, el método deprueba de tierra de pinza permite al usuario realizar esta lectura necesariasin el riesgo de poner fuera de servicio la toma de tierra bajo prueba.

En muchas aplicaciones, la toma de tierra consiste en una unión de los dosServicios juntos para evitar cualquier diferencia de potencial que podría ser

peligrosa tanto para el equipamento como para el personal. El “Ohmetro” depinza puede ser usado para probar estas uniones importantes.

Aquí hay algunas de las soluciones y de los procedimientos de pinza quetienen aplicaciones para la industria telefónica.

Recintos y Armarios Telefónicos

Tener una toma de tierra juega un papel muy importante en elmantenimiento de equipos sensitivos en armarios y recintos telefónicos.Para proteger este equipamento, un camino de baja resistencia debe sermantenido para que cualquier potencial de sobrevoltage sean conducidosde forma segura a la tierra. Esta prueba de resistencia es realizado

pinzando un probador de tierra Modelo 3711/3731 alrededor de la barade toma de tierra enterrada, debajo cualquier conección de unión comúnentre la compañía telefónica y la eléctrica.

Placa de panel AC

Medidor de potencia

120/240V

servicio de

alimentación

Bara de tierra

Resistencia de tierra

Integridad del enlace

Cable de tierraConducto o cable del teléfono

FIGURA 37


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LAS NOTAS


Para evitar cualquier potencial de voltage alto entre las compañías deteléfono y eléctrica, se crea un enlace de baja resistencia. La integridad del

enlace es realizada pinzando elcable de cobre Núm. 6 entre la bara de tierra principal (MGB)y el neutral con toma de tierramúltiple de la compañía eléctrica(MGN). El valor de resistenciamostrado en el probadortambién incluirá termialessueltas o mal enterradas quepueden haberse degradadodurante el tiempo.

Además, el probador de tierra depinza puede ser usado como unamperímetro de RMS verdadero.

Tomas de Tierra de Pedestal

Todas las cubiertas de cable son unidas a una barra de toma de tierradentro de cada pedestal. Esta barra de toma de tierra está conectada con latierra a través de una bara de tierra enterrada. La resistencia de la bara detierra puede ser encontrada usando el instrumento pinzado sobre la barade tierra o el cable Núm. 6 conectando estos dos puntos. Vea la Figura 39.

La protección del cable se une con MGN

La protección del cable en un recinto telefónico enterrado o sobre tierrapuede tener una toma de tierra a través del neutral de varias tomasde tierra de la compañía eléctrica. El probador de tierra de pinza puedeser utilizado para asegurar que esta conección ha sido terminada

Medidor

Vatio-hora

Interruptor detransferencia

Desactivadorde rayos

Tierra de lacompañiaeléctrica

Bara detierra

(longitud 8 pies)

Amario de

terminal adistancia

NOTA: Si se usan diferentes barasde tierra para las tomas de tierra delteléfono y eléctrico, las baras debenser enlazadas usando cable de tierradel núm 6

Tierra de lacompañiatelefónica

FIGURA 38

Bara de tierra

Conección de cubierta

Bara de tierra

Conección de

cubierta

Nivel de tierra

Nivel de

tierra

Bara de tierra

Bara de tierra

Pedestal

Telefónico

Pedestal

Telefónico

1. Elimine la conección de la bara de tierra al

pedestal2. Extienda el cable de la bara pedestal a la bara de tierra usando un puente temporal

Nota: el puente temporal sóloes requerido si el pedestal nopermite que quepa el probador.

FIGURA 39


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LAS NOTAS


satisfactoriamente. El camino de retorno de baja resistencia para que elinstrumento haga esta medida será desde este cable de enlace bajo pruebaal MGN y vuelta a través de otros enlaces corriente hacia arriba o haciaabajo (teoría de resistencia paralela).

El probador de tierra de pinza también es un amímetro de RMS Verdadero.

Pedestal o placade transformadorde potencia

Cables dePotencia

Cable de TierraNúm. 6

Recinto detel. enterrado

Cable yalambre

telefónico

Cable deTierra

Núm. 6

Recintotelefónico

Enlace el cable de protección al sistema

de toma de tierra múltiple a:

A) Todos los recintos encima de tierra

B) Todas las localidades de pedestal

y / o transformador

C) Por lo menos cada 1,000 pies

NOTA: Un enlace debe serrealizado a cualquier recintosobre tierra dentro de 10 pies

de cualquier aparto eléctricosobre tierra.

CONSTRUCCION CONJUNTA ENTERRADA – SEPARACION ARBITRARIA

Cable yalambre

telefónico

Recinto telefónico

enterrado (Vista

superior)

Enlace el cable deprotección al

neutral de tomade tierra múltiple

FIGURA 40


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LAS NOTAS


Aparato de Interface de Red (NID)con un Bloque Protector

La conección de usuário típica es conseguida con la pareja de cablecolgante de “punta y aro”. Para protegir los cables de teléfono contra una

situación de sobrevoltage, seinstala un bloque protectordentro del NID. Este protectortiene dos aparatos internos quesólo conducen cuando existensobrevoltages no deseados. Paraque el protector funcione correc-tamente, debe tener un caminode baja resistencia para quecualquier fallo sea conducidohacia tierra. Este potencial deenlace y de resistencia de tierrapuede ser verificado usando el

probador de resistencia depinza. Simplemente tome un trozo de cable pequeño y temporalmente hagaun puente entre el lado de punta (CO tierra) y el conector de tierra en el bloque protector. AL pinzar este cable puente, usted ahora probará elpotencial de resistencia de tierra incluiendo todas las termiales en estalocalidad. El camino de retorno de señal requerido por el probador detierra de pinza para realizar esta medición será la tierra CO.

Distribución Telefónica de Altura

Los sitemas telefónicos entregados en puntos de altura también deben serunidos al MGN. Esto es típicamente realizado distribuyendo un cable de

cobre Núm. 6 conectado a la tira de toma de tierra por encima del espaciotelefónico. Si no se entrega electricidad en estos puntos, se deben instalar baras de tierra enterradas a los intérvalos puntuales requeridos y seguida-mente probados.

Nota: Bobine el cable para enlazarlo con el MGN de la compañía eléctrica

Puente temporal sólopara pureba

PUNTA ARO

Protector de enlacea la tomade

tierradel lugar

Grapas

Cable de tierradoblado bajouna pinzade tierra

Bara detierra

Conductorde toma detierra

Posteeléctricio

Nivel detierra

Placainferior

FIGURA 41

FIGURA 42


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TEST DE SUMARIO

11. Cuando usando la fórmula Wenner simplificada(ρ = 2πAR) para determinar la resistividad de

la tierra, la profundidad del electrodo dequatro polos debería ser:a. 1/2 del espacio del electrodo b. 1/20 del espacio del electrodoc. 2 veces el espacio del electrodod. Igual al espacio del electrodo

12. Qué factores determinan la resistividadde la tierra?a. Tipo de tierra b. Cantidad de humedad en la tierrac. Cantidad de electrolitos en la tierra

d. Todos los anteriores

13. Al realizar una prueba de resistividad de latierra colocando baras auxiliares a unadistancia de 15 pies, que profundidad detierra es medida?a. 7.5 pies b. 15 piesc. 30 piesd. 60 pies

14. Qué resultados pueden ser obtenidos al realizaruna medida de resistividad de la tierra?

a. Inspecciones geofísicas b. Análisis de corrosiónc. Diseño de toma de tierra eléctricad. Todos los anteriores

15. A medida que la temperatura de la tierra baja,que pasa con la resistividad de la tierra?a. Baja b. Aumentac. No cambia

16. Doblar el diámetro de la bara posee quéefecto en la resistencia potencial de una bara

de tierra a ser instalada?a. Reducción de un 100% b. Reducción de un 50%c Reducción de un 25%d. Reducción de menos de un 10%

17. Como regla general, doblar la profundidad dela longitud de la bara reduce la resistencia por:a. 100% b. 40%c. Menos de 10%

18. Cuál es la razón más importante para una buena práctica de toma de tierra?a. Funcionamiento correcto del

equipamiento eléctrico b. Seguridadc. Cumplir con los requerimientos del

Código Eléctrico Nacional®

19. Si una bara de tierra de 5/8 pulgadas sesupone que mide 25Ω y la resistividad de latierra local mide 20kΩ-cm, aproximadamentea qué profundidad se debe enterrar la bara?a. 10 pies

b. 25 piesc. 40 piesd. 50 pies

10. Las medidas de resistencia de tierra de caídade potencial son recomendadas cuando:a. La toma de tierra bajo prueba puede ser

convenientemente desconectada b. Fallos de tierra pueden ocurrir cerca de la

tierra bajo pruebac. El sistema de alimentación no puede

ser apagado


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11. Al realizar pruebas de caída de potencial,el electrodo de tierra debería estar:a. En servicio y con energia b. Desconectado y sin energiac. No importa

12. Cuál es el número mínimo de medidasnecesarias para realizar de forma precisauna prueba de caída de potenciala. 1 b. 2c. 3d. 5

13. Si cuando realizando una prueba de caídade potencial cada resultado de prueba essignificantemente diferente en valor de lamedida previa sobre la misma bara, qué

medida de conección debería ser intentada?a. Alejar el electrodo Z de la bara bajo prueba b. Acercar el electrodo Z a la bara bajo prueba

14. Cuál es la resistencia de tierra máximarequerida por el Código Eléctrico Nacional®?a. 5Ω b. 15Ωc. 25Ωd. 1Ω

15. Al probar una cuadrícula de varios electrodos,

la distancia entre los electrodos auxiliares vienedeterminada por:a. La profundidad de la bara más profunda b. Tamaño máximo de la cuadrícula internac. El valor de VA del equipo de la toma

de tierra

16. Medidas de potencial de “toque” sonrecomendadas cuando:a. Es físicamente imposible desconectar la

toma de tierra en cuestión del servicio b. Determinar el grado de seguridad eléctrica

bajo condiciones de fallo se considera másimportante que medir la resistencia detierra real

c. El sistema de tierra es extensivo yno está documentado

d. Todas las anteriores

17. El método de prueba de pinza no puedeser usado en torres de alta tensión debido.a su distanciaa. Verdadero b. Falso

18. El probador de pinza debe ser pinzadoalrededor de la bara de tierra solamente.a. Verdadero b. Falso

19. El probador de pinza sólo puede ser usadosi el sistema bajo prueba está energizado.a. Verdadero b. Falso

20. El método de prueba de pinza no deberíaser realizado cuando:

a. Al probar ámplias tierras de una subestación b. Sobre electrodos de tierra desconectadosdel servicio

c. En tierras de protección contra rayos deun solo punto

d. Todas las anterior


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REFERENCIAS

IEEE STD 81-1983 — IEEE Guía para Medir Resistividad de la Tierra, Impedancia de Tierra, y Potenciales de Super cie de la Tierra de

Sistemas de Tierra

IEEE Std 142-1991 — IEEE Práctica Recomendada para Tomas de Tierra de Sistemas de Potencia Industriales y Comerciales

Blackburn/American Electric Co.Memphis, TN 38119

— Un Enfoque Moderno sobre los Sitemas de Toma de Tierra


36/38www.aemc.com

Nomograma de Toma de Tierra

Representa el ejemplo de una bara de tierra de 20Ω y 20 pies

1. Seleccione la resistencia requerida en la escala R.

2. Seleccione la resistividad aparente en la escala P.

3. Coloque la regla sobre las escalas R y P, y permita que cruce con la escala K.

4. Marque el punto en la escala K.

5. Coloque la regla sobre el punto de la escala K, y permita que cruce con la escala D.

6. El punto en la escala D sera la profundidad de la bara requerida para la resistencia en la escala R.

100

10090

80

70

60

50

40

30

20

15

10

5

4

3

2

1

90

80

70

60

50

40

30

20

15

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

R

P

D

K

DIA

100000

50000

40000

30000

20000

15000

10000

5000

4000

3000

2000

1000

500

8

7

6

5

4

3

1

1.5

1

3/4

5/8

1/2

1/4

Diámetro de BarraPulgadas

Profundidad de BarraPies

Barra de Toma de TierraResistencia – Ohmios

Resistividad de la Tierra(Ohmios-centimetros)


37/38

36 www.aemc.com

Grafico de Caida de Potencial

50 100

45 90

40 80

35 70

30 60

25 50

20 40

15 30

10 20

5 10

0 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Distancia en pies desde Fundación bajo Prueba hasta el Electrodo de Voltaje

Escala Mutiple de Distancía: x1 x10

Condiciones de Prueba

Temp: ___________ Tierra: Húmeda ■ Seca ■

Tipo de Tierra

Marga ■ Arena y Gravilla ■ Pizarra ■ Arcilla ■ Piedra Caliza ■

Arenisca ■ Granito ■ Pizarra Caliza ■ Other ________________________

Mfr. Instrumento _______________ Nombre de Operario___________________________________________________________________

Modelo _______________ Localidad___________________________________ Fecha_______________________________________

Núm de Serie# _______________Tipo de Sistema de Tierra: Una Barra ■ Profundidad de la Barra __________________ pies

Varias Barras (Grid) ■ Dimensión de la rejila en diagonal más larga_____ pies

Distancia del Electrode Z _______________________________________________________________ pies

Distancia delElectrodo (Y)

de Voltaje

desde laTierra bajoPrueba (X)

Medición de

Resistencia

Pies OHMIOS

Escala de : 50

Resistancia 100

Multiplier: x1

x10

R e s i s t e n c i a ( Ω )

%

100

90

80

72

70

62

60

52

50

40

30

20

10

0


38/38

Respuestas: 1 b; 2 e; 3 b; 4 d; 5 b; 6 d; 7 b; 8 b; 9 c; 10 a; 11 b; 12 c; 13 a; 14 c; 15 b; 16 b; 17 b; 18 b; 19 b; 20 d

entendiendo pruebas de resistencia de tierra

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