PUESTA A TIERRA

La toma de tierra, tambin denominado hilo de tierra, toma de conexin a tierra, puesta a tierra, pozo atierra, polo a tierra, conexin a tierra, conexin de puesta a tierra, o simplemente tierra, se emplea en las instalaciones elctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos. La puesta a tierra es una unin de todos los elementos metlicos que, mediante cables de seccin suficiente entre las partes de una instalacin y un conjunto de electrodos, permite la desviacin de corrientes de falta o de las descargas de tipo atmosfrico, y consigue que no se pueda dar una diferencia de potencial peligrosa en los edificios, instalaciones y superficie prxima al terreno.

Cuando hablamos de puesta a tierra nos referimos a unos conductores que realizan la conexin elctrica con el suelo. Son importantes para evitar que se daen los equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa o tambin por la falta de aislamiento en uno de los conductores y al quedar en contacto con las placas de los contactos y ser tocados por alguna persona puede ocasionarle lesiones o incluso la muerte El objetivos de hacer un buen pozo a tierra, es que conduzca y absorba todas las corrientes anormales, evitar que aparezcan tensiones peligrosas para la vida humana, permitir que la proteccin del circuito elctrico evite la falla inmediatamente.

En las lneas de alta tensin de la red de transporte de energa elctrica el hilo de tierra se coloca en la parte superior de las torresde apoyo de los conductores y conectado elctricamente a laestructura de stas, que, a su vez, estn dotadas de una toma detierra como la descrita anteriormente. En este caso el hilo de tierracubre una doble funcin: por una parte protege a las personas de unaderivacin accidental de los conductores de alta tensin, y porotra, al encontrarse ms alto que los citados conductores, actancomo pararrayos, protegiendo al conjunto de las descargasatmosfricas, que de esta forma son derivadas a tierra causando elmnimo dao posible a las instalaciones elctricas.

Los objetivos principales de las puestas a tierra son: Obtener una resistencia elctrica de bajo valor para derivar a tierra Fenmenos Elctricos Transitorios (FETs.), corrientes de falla estticas y parsitas; as como ruido elctrico y de radio frecuencia. Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los lmites de seguridad de modo que las tensiones de paso o de toque no sean peligrosas para los humanos y/o animales. Hacer que el equipamiento de proteccin sea ms sensible y permita una rpida derivacin de las corrientes defectuosas a tierra. Proporcionar un camino de derivacin a tierra de descargas atmosfricas, transitorios y de sobretensiones internas del sistema. Ofrecer en todo momento y por el tiempo de vida til del SPAT ( 20 aos) baja resistencia elctrica que permita el paso de las corrientes de falla. Servir de continuidad de pantalla en los sistemas de distribucin de lneas telefnicas, antenas y cables coaxiales.

Tambien se tiene que instalar la puesta a tierra en conductores elctricos, materiales y partes de equipo que no deben transportar corrientes elctricas indeseables en forma permanente son: Conducir a tierra todas las corrientes de fuga, producidas por una falla de aislamiento que haya energizado las carcasas de los equipos elctricos. Evitar que en las carcasas metlicas de los equipos elctricos aparezcan tensiones que resulten peligrosas para la vida humana. Permitir que la proteccin del circuito elctrico (disyuntor magntico trmico), despeje la falla, en un tiempo no superior a 5 segundos. Limitar sobre tensiones debidas a descargas atmosfricas y fenmenos transistores. Limitar la diferencia de potencial a tierra en un circuito, durante su operacin normal. Elementos que conforman un sistema de puesta a tierra

A los elementos que forman el conjunto de una puesta a tierra los podemos clasificar de la siguiente forma: Tierra: Necesitamos un terreno que ser capaz de disipar las energas que pueda recibir. Toma de tierra: Esta es la instalacin de conexin a tierra, consta de las siguientes partes: Electrodos o picas (tambin llamados jabalinas): Partes metlicas enterradas. Lnea de enlace con tierra: Conductor conectado a los electrodos. Bornes de puesta a tierra: conexin entre la lnea de enlace y los distintos conductores de proteccin. Conductores de proteccin: unen los distintos puntos de la instalacin con la lnea de enlace.

Dentro de los propsitos principales para los cuales se determinan los valores de impedancia depuesta a tierra estn: Determinar la impedancia actual de las conexiones de puesta a tierra. Como control y verificacin los clculos en el diseo de sistemas de distribucin de puesta a tierra. La adecuacin de una puesta a tierra para transmisin de radiofrecuencia. La adecuacin de la puesta a tierra para proteccin contra descargas atmosfricas. Asegurar, mediante el diseo apropiado de la puesta a tierra, el buen funcionamiento de los equipos de proteccin.A la par de la resistencia de valor hmico (activa), existe una componente reactiva que hay quetener en cuenta cuando el valor hmico es menor a 0.5 W , pero es despreciable cuando el valorhmico es mayor a 1 W .La resistencia de toma de tierra es, prcticamente, la resistencia del volumen del material delterreno que rodea el elemento de la toma hasta una distancia aproximada 5 m. Las mediciones detierra deben realizarse, no solo durante la energizacin, sino peridicamente para determinar lasposibles variaciones.La medicin de resistencia a tierra de electrodos es una tcnica que requiere conocer aparte delmtodo de medicin, algunos factores que afectan los resultados de las mediciones, y que son: El tipo de prueba. El tipo de aparato empleado. El lugar fsico de las puntas de prueba

TIPO DE PRUEBA Las varillas electrodos de los instrumentos Existen dos tipos de pruebas fundamentalmente. de medicin pueden ser colocadas en todas Las dems son variaciones de stas. Aunque direcciones como a una infinidad de muy parecidas, los resultados de las mediciones distancias entre ellas. Aunque es el mismo no son exactamente los mismos. Los mtodos punto de medida, las lecturas no son son: idnticas; a veces ni en terrenos vrgenes a. Mtodo de cada de potencial. Llamado debido a la presencia de corrientes de agua o tambin: Tres Puntos, 62%, etc. de capas de distinta resistividad. En los terrenos industriales es an mayor la b. Mtodo Directo. Tambin conocido como: diferencia debido a la presencia de objetos Dos Puntos. - No reconocido en la NOM-001- metlicos enterrados como tuberas, varillas SEMP-1994 de construccin, rieles, canalizacionesTIPO DE APARATO elctricas, etc. No todos los aparatos de medicin de resistencia Todos los resultados son aproximados y se a tierra trabajan de la misma manera. Existen requiere cuidado tanto con el equipo de diferencias muy marcadas en el tipo de corriente prueba como con la seleccin de los puntos empleada. A manera de ilustrar estas diferencias, de referencia de la puesta a tierra. Dentro de los aparatos ms utilizados en nuestro medio los mtodos para la medicin de las son el Vibroground y el Megger de tierras. impedancias de puesta a tierra se conocen Ambos emplean corriente alterna para la los siguientes: medicin pero el primero a una frecuencia de 25 Mtodo de la tierra conocida. Hz, el ltimo a 133 Hz y los voltajes en circuito Mtodo de los tres puntos. abierto son respectivamente de 120 y 22 Volts. Mtodo de la cada de potencial. Mtodo de la relacin.

Este mtodo consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo a probar y uno de resistencia despreciable. Figura 1. Mtodo de la tierra conocida. Rx+Ro En este mtodo se hace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, esta corriente 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.

Consiste en enterrar tres electrodos (A, B, X), se disponen en forma de tringulo, tal como se muestra en la figura 2, y medir la resistencia combinada de cada par: X+A, X+B, A+B, siendo X la resistencia de puesta a tierra buscada y A y B las resistencias de los otros dos electrodos conocidas. Figura 2 . Mtodo de las tres puntas. Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el tringulo ser determinada por la medida de voltaje y corriente a travs de la resistencia. As quedan determinadas las siguientes ecuaciones: R1= X+A R2= X+B R3= A+B De donde X= (R1+R2-R3)/2 Este mtodo es conveniente para medidas de resistencias de las bases de las torres, tierras aisladas con varilla o puesta a tierra de pequeas instalaciones. No es conveniente para medidas de resistencia bajas como las de mallas de puesta a tierra de subestaciones grandes. El principal problema de este mtodo es que A y B pueden ser demasiado grandes comparadas con X (A y B no pueden superar a 5X), resultando poco confiable el calculo.

Mtodo de la cada de potencial.Es el mtodo mas empleado, los electrodos son dispuestos como lo muestra la figura 3; Ees el electrodo de tierra con resistencia desconocida; P y C son los electrodos auxiliarescolocados a una distancia adecuada (). Una corriente (I) conocida se hace circular atravs de la tierra, entrando por el electrodo E y saliendo por el electrodo C. La medidade potencial entre los electrodos E y P se toma como el voltaje V para hallar laresistencia desconocida por medio de la relacin V/I .La resistencia de los electrodos auxiliares se desprecia, porque la resistencia delelectrodo C no tiene determinacin de la cada de potencial V. La corriente I una vezdeterminada se comporta como contante. La resistencia del electrodo P, hace parte de uncircuito de alta impedancia y su efecto se puede despreciar.

MTODO DE LA RELACINEn este mtodo la resistencia a medir, es comparada con una resistenciaconocida, comnmente usando la misma configuracin del electrodocomo en el mtodo de la cada de potencial. Puesto que este es unmtodo de comparacin, las resistencias son independientes de lamagnitud de corriente de prueba.La resistencia en serie R de la tierra bajo prueba y una punta deprueba, se mide por medio de un puente el cual opera bajo el principiode balance a cero.

Sistema a tierra de corriente alterna :La corriente alterna (ca) se comporta como su nombre lo indica. Los electrones del circuito se desplazan primero en una direccin y luego en sentido opuesto, con un movimiento de vaivn en torno a posiciones relativamente fijas. Esto se consigue alternando la polaridad del voltaje del generador o de otra fuente.La popularidad de que goza la ca proviene del hecho de que la energa elctrica en forma de ca se puede transmitir a grandes distancias por medio de fciles elevaciones de voltaje que reducen las prdidas de calor en los cables.

En la corriente continua lascargas elctricas circulan siempre en la misma direccin (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batera), es continua toda corriente que mantenga siempre la mismapolaridad. Tambin cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido,el flujo se denomina corriente continua y va del polo positivo al negativo.

El sistema de uniones metlicas entre los distintos componentes puede hacerse en conjunto con el diseo del sistema de tierras de potencia, para evitar cables en paralelo, y tener siempre los calibres adecuados.Cuando esta puesta a tierra no es suficiente para evitar la acumulacin de cargas electrostticas, en la industria se emplean los siguientes mecanismos que igualan o disminuyen la creacin de potenciales de naturaleza electrosttica.