sistemas de puesta a tierra en instalaciones de baja...
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Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Baja TensiónSistemas de Puesta a Tierra en Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Baja TensiInstalaciones de Baja Tensióónn
La puesta a tierra de una instalación comprendetoda unión conductora ejecutada en forma directa,
sin fusible ni protección alguna, y de secciónsuficiente entre las partes metálicas no activas
de la instalación y un electrodo o grupode electrodos enterrados en el terreno
DefiniciónDefinición
DefinicionesDefiniciones
Puesta a tierra de servicio: es la puesta a tierra de uno o máspuntos de una red, de una instalación o de un equipo o material
por razones distintas a las de seguridad eléctrica.
VEI 195-01-13
Puesta a tierra de protección: es la puesta a tierra de uno o máspuntos de una red, de una instalación o de un equipo o material
por razones de seguridad eléctrica.
VEI 195-01-11
Función principalFunción principal
Derivar a tierra las corrientes de cualquier naturaleza quese pueden originar, ya sea debidas a descargas atmosféricas
(corrientes de alta frecuencia) o se trate de corrientes de fallapor contacto accidental con conductores de mayor tensión
(corrientes de defecto a frecuencia industrial).
Funciones principalesFunciones principales
Limitar la tensión ante condiciones de operación normales, de manera que cualquier equipo conectado al
sistema, sólo esté sujeto a un cierto nivel de tensión relativo a tierra.
Facilitar la operación de los dispositivos de protección,tales como fusibles, interruptores automáticos, con
actuación termomagnética o electrónica, interruptores diferenciales o similares cuando hay un defecto simple que
derive corriente a tierra
También tiene como funciones:
Tensión de contactoTensión de contacto
R1 R0
R / 2p
Rc
1 m
R1
R0
Rc
R / 2p
Tensión de pasoTensión de paso
R2 R0
Rc
1 m
RpRp
R1
R2
R0
Rc
Rp
R1Rp
Resistencia de puesta a tierraResistencia de puesta a tierra
Comprende la suma de las siguientes partes:
Resistencia del conductor
Resistencia de contacto
Resistencia del suelo
Resistencia del conductorResistencia del conductor
Se determina por los procedimientos usuales:
slR
mmmCu
2
581:
mmmAl
2
351:
Resistencia de contactoResistencia de contacto
Es la resistencia de contacto entre la superficie del electrodo y el terreno que lo rodea.
Resistividad del terrenoResistividad del terreno
I
1 m
1 m
1 m
Influencias en la resistividaddel terrenoInfluencias en la resistividaddel terreno
Naturaleza del terreno Humedad Temperatura Salinidad Estratigrafía Variaciones estacionales Factores de naturaleza eléctrica Compactación
Naturaleza del terrenoNaturaleza del terreno
30 a 100> 1000> 10002000Pizarras rajadizas, rocas ígneas
30 a 100> 1000300 a 30001000Granito
30 a 100> 1000300 a 30001000Pizarras arcillosas y esquistos pizarrosos
30 a 100> 1000100 a 1000300Cuarzos y piedra caliza compacta y cristalina
10 a 30> 100030 a 300100Arenisca porosa
3 a 1050 a 30030 a 10050Tierra calcárea porosa (por ejemplo greda)
3 a 1050 a 30010 a 2020Greda
3 a 1010 a 1005 a 2010Arcillas (excluyendo al aluvial)
1 a 5**5Aluvial y arcillas livianas
mmmm
Gama de valores medidos
Gama de valoresmedidos
Gama de valoresmedidos
Valor más probable
CAguas
subterráneassalinas
BPrecipitaciones escasas y
condiciones desérticas(menos de 500 mm por año)
APrecipitaciones normales y
abundantes(más de 500 mm por año)
CONDICIONES CLIMÁTICAS
TIPO DE SUELO
HumedadHumedad
15
1 0
. m )
5
H U M E D A D E N % R E F E R ID A A T E R R E N O S E C O
A R C ILL AT E R R E N O S U P E R F IC IA LM A R G A A R C ILL O S A
0
2 0 0 .0 0 0
1 6 0 .0 0 0
1 2 0 .0 0 0
8 0 .0 0 0
4 0 .0 0 0
TemperaturaTemperatura
. m )3 0 0 0
2 5 0 0
2 0 0 0
1 5 0 0
1 0 0 0
5 0 0
0 - 1 5 - 1 0 - 5 0 1 0 2 0 4 0 6 0T E M P E R A T U R A D E L T E R R E N O
TemperaturaTemperatura
D E F M A M J JL A S O N-5
-10
-5
0
0
5
5
10
15
°C
20DIC-ENE
P = 0,45 m.
P = 0,90 m.
P = 5,00 m.
P = 2,00 m.
Sup. Terreno
-10
-5,5
-4
-1,5
1,5
SalinidadSalinidad
2
. m)
SALINIDAD DEL TERRENO
10
10
%
20151050
EstratigrafíaEstratigrafía
1
2
3
Variaciones estacionalesVariaciones estacionales
a
b
b: toma de tierra en profundidada: toma de tierra en superficie
70%
100%
130%
DICIEM.NOVIE.OCTUB.SEPTI.AGOSTOJULIOJUNIOMAYOABRILMARZOFEBRE.ENERO
Factores de naturaleza eléctricaFactores de naturaleza eléctrica
Gradiente de potencial
Magnitud de la corriente de defecto
Descargas atmosféricas directas
CompactaciónCompactación
La resistividad del terrenodisminuye con la compactación
del mismo
Electrodo hemiesféricoElectrodo hemiesférico
rR
2
Electrodo IRAM 2309Electrodo IRAM 2309
Electrodo IRAM 2309Electrodo IRAM 2309
Electrodo no normalizadoElectrodo no normalizado
Electrodo IRAM 2309Electrodo IRAM 2309
18ln
2 dL
LR
rl
lRPAT ln
2
Terrenos mejoradosTerrenos mejorados
Cables enterradosCables enterrados
Radio equivalenteRadio equivalente
El radio equivalente de un electrodo de puesta a tierra es el radio de un
electrodo hemiesférico que en igualdad de condiciones presenta
igual resistencia de puesta a tierra (e igual o mayor tensión de paso)
Radio equivalenteRadio equivalente
rR
2
Rr
2
rl
lre
ln
rl
lRPAT ln
2
Separación entre puestas a tierraSeparación entre puestas a tierra
12,61 / 2 “
10,2684,5
5,833,41,5
16,23 / 4”
1067,84,55,633,21,5
14,65 / 8 “
9,867,64,55,433,21,5
10 Re [ m ]Longitud [ m ]Diámetro exterior [ mm ]Designación comercial
Protecciones contra contacto indirectoProtecciones contra contacto indirecto
Emplazamiento en local no conductor
Utilización de equipamiento Clase II
Conexiones equipotenciales locales no conectadas a tierra
Seccionamiento o separación eléctrica
Empleo de relevadores de tensiones de defecto
Desconexión automática de la alimentación
Impedancia del cuerpo humanoImpedancia del cuerpo humano
1050775575Asintótico
10507755751000
1050775575700
1150850625500
1275950700400
19001225775225
20501275800200
21751325825175
23501400850150
26751550900125
29501675975100
32751825102575
36752000110050
41002175117525
95% de la población50% de la población5% de la población
Valores de la Z total () del cuerpo humano que no son sobrepasadas por el:Tensión de contacto
[V]
Tabla 2-2005 de IEC TS 60479-1 – Impedancia total mano a mano a 50/60 Hz, para superficie de contacto importante en condiciones húmedas
10
20
50
100
200
500
1.000
2.000
5.000
10.000
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000
Ib [m A]
t [m s] a
AC-1
IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)
Zona sin reacción
AC-1
IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)
10
20
50
100
200
500
1.000
2.000
5.000
10.000
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000
Ib [m A]
t [m s] a1c
AC-1
AC- 3
IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)
AC-3Generalmente ningún daño orgánico.Probabilidad de contracciones musculares ydificultades en la respiración
IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)
10
20
50
100
200
500
1.000
2.000
5.000
10.000
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000
Ib [m A]
t [m s] a 1c 2c 3c
AC-1
AC- 3
AC- 4.1
AC- 4.2
AC- 4.3
IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)
AC-4.3Aumento de fibrilación ventricular (Mayor al 50%)
Paro cardíaco, paro respiratorio y quemadorasAC-4
AC-4.2Aumento de fibrilación ventricular (50%)
AC-4.1Aumento de fibrilación ventricular (5%)
IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)
10
20
50
100
200
500
1.000
2.000
5.000
10.000
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000
Ib [m A]
t [m s] a b 1c 2c 3c
AC-1
AC- 2
AC- 3
AC- 4.1
AC- 4.2
AC- 4.3
IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)
Lazo de falla esquema ITLazo de falla esquema IT
R
S
T
PE
Origen de la instalación
Ra
Alimentación Utilización
Masa
Zt
C3 C2 C1
Id
Id
Lazo de falla esquema TN-CLazo de falla esquema TN-C
R
S
T
PEN
Zt
Origen de la instalación
Masa
PE
Alimentación Utilización
Masa
PE
Rb
N
Id
Id
Lazo de falla esquema TN-SLazo de falla esquema TN-S
R
S
T
PE
Zt
Origen de la instalación
Masa
Rb
Alimentación Utilización
Masa
N
Id
Id
Lazo de falla esquema TTLazo de falla esquema TT
R
S
T
N
Zt
Masa
Rb
PE
Origen de la instalaciónAlimentación Utilización
Ra
Id
Id
Valores máximos de resistencia de PAT de protecciónValores máximos de resistencia de PAT de protección
40800Hasta 1666Hasta 30 mAinclusive
Sensibilidadalta
40240500100 mA4080167300 mA2448100500 mA1224501 A
Sensibilidad media
4817
2,44,8101,22,450,61,22,520 A
10 A5 A3 A
Sensibilidadbaja
Columna 3Valor máximo permitido de la
resistencia de la toma de tierra de
las masas eléctricas Ra ()
Columna 2Valor máximo de la
resistencia de la toma de tierra de
las masas eléctricas Ra ()
para UL 24 V
Columna 1Valor máximo de la
resistencia de la toma de tierra de
las masas eléctricas Ra ()
para UL 50 V
Corriente diferencial máxima asignada del dispositivo
diferencialIn
EquipotencialidadEquipotencialidad
Caño degas
Caño deagua
Medidor deagua
M
1
7
CESTABLERO SECCIONAL
7
PEPE PE o BPT
L3
Guías del ascensor
1
PUNTA CAPTORA
PUNTA CAPTORA
TABLERO PRINCIPAL
2
M
L2
L1
N
PE o BPTFS
CE
P a
inst
alac
ione
s sa
nita
rias
8
2
Conductos decalefacción
CEP abarra PE
CE
P a
ant
ena
CE
P a
cen
tral t
elef
ónic
a
PE
con
duct
or d
e pr
otec
ción
de
tabl
ero
secc
iona
l
PE
con
duct
or d
e pr
otec
ción
de
circ
. de
ilum
inac
ión
PE
con
d. d
e pr
otec
ción
de
circ
. de
tom
acor
rient
es
Cañería con tomade tierra separada
por causa delservicio
(por ejemplopor poseerproteccióncatódica)
EquipotencialidadEquipotencialidad
Agujero libre para conexión transitoria
de PAT
Puente de conexión(removible con herramientas)
Medidor degas
Caño degas
Caño deagua
Grapa
Medidor deagua
Pieza deaislación
M
FS
M
MConductos decalefacción
9
6
5
3
Desagües
BEP
Puesta a tierrade cimientos
3 PE
Con
duct
or d
e pr
otec
ción
del d
esca
rgad
or d
eco
rrien
te d
e ra
yo
Electrodo depuesta a tierra
(jabalina)4 4
A centraltelefónicadel edificio
Medición de resistencia de PATMedición de resistencia de PAT