sistemas puesta a tierra (spat)

1- CONCEPTOS BASICOS

2- TIERRAS DE SUBESTACIONES

3- TIERRAS DE PARARRAYOS

4- TIERRAS DE PROTECCION EQUIPOS Y

ESTATICA

5- TIERRAS DE COMPUTADORES

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

NEUTRO :

TIERRA DE

SEGURIDAD :

CONDUCTOR DE

TIERRA:

TIERRA DE

PARARRAYOS :

TIERRA PARA

ESTATICA :

MALLA DE TIERRA

PARA S/E :

TIERRA REMOTA :

TIERRA DE

REFERENCIA :

CONDUCTOR POR EL QUE RETORNAN LAS CORRIENTES DE LOS

EQUIPOS O UNA SUMA DE ESTAS

SISTEMA QUE GARANTIZA LA UNION ENTRE LAS PARTES

METALICAS EXPUESTAS A SER TOCADAS POR LAS PERSONAS Y LA

TIERRA FISICA, CON EL FIN DE BRINDAR PROTECCION

CONDUCTOR QUE GARANTIZA LA CONEXION FISICA ENTRE LAS

PARTES METALICAS EXPUESTAS A FALLAS Y EL PUNTO DE CIERRE

DEL CIRCUITO QUE ALIMENTA DICHAS FALLAS. SOLO LLEVA

CORRIENTES CUANDO HAY FALLAS.

SISTEMA QUE GARANTIZA EL REFLEJO DE LA TIERRA FISICA Y LA

DESCARGA ATIERRA DE LAS CORRIENTES PROVENIENTES DE

DESCARGAS ATMOSFERICAS (RAYOS)

SISTEMA QUE PERMITE EL DRENAJE DE CARGAS ESTATICAS

PRODUCIDAS POR FRICCION EN PARTES MOVILES AISLADAS

ES LA MALLA DE TIERRA DEL SISTEMA ELECTRICO DE ALIMENTACION

LA CUAL CUMPLE UN OBJETIVO DE TIERRA DE PROTECCION PARA

CORRIENTES DE FALLA DEL SISTEMA DE POTENCIA.

SISTEMA DE TIERRA IDEAL DONDE NO SE MUEVEN CARGAS ELECTRICAS

ES DECIR DONDE EL POTENCIAL ES EFECTIVAMENTE CERO.

ES UNA MEDIDA DEL POTENCIAL CERO QUE UTILIZAN LOS EQUIPOS

ELECTRONICOS. EL VALOR DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

DETERMINA QUE TAN ESTABLE ES ESTA REFERENCIA.


1- CONCEPTOS BASICOS

TENSIÓN DE CONTACTO

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRAGENELEC LTDA

SELECCIÓN DEL CONDUTOR

DETERMINACION DE TENSIONES TOLERABLES

TENSION DE PASO

TENSION DE TOQUE

Ep

EtEm

Tensión

de paso

Tensión

de toque

Tensión

de malla Tensión

transferida

Perfil de tensiones

en la superficie

Posibles tensiones que se pueden presentar

TENSIÓN DE PASO

LA RESISTIVIDAD

TIPO DE MATERIAL RESISTIVIDAD P ( - Mt)

COBRE PURO 1,6 X 10-8

ALUMINIO 2,7 X 10-8

SUELOS MAS COMUNES

LAMA 5 A 100

HUMUS 10 A 150

LIMO 20 A 100

ARCILLAS 80 A 330

TIERRA DE JARDIN 140 A 480

CALIZOS FISURADOS 500 A 1000

CALIZOS COMPACTADOS 1000 A 5000

GRANITO 1500 A 10000

ARENA COMÚN 3000 A 8000

BALASTO 10000 A 20000

RESISTIVIDAD

MAXIMOS VALORES DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

RECOMENDADOS

PARA TORRES DE LINEAS DE TRANSMISION 20

PARA ESTATICA 15

PARA SUBESTACIÓN DE POSTE 10

PARA SUBESTACIÓN DE 13.2 kV 5

PARA COMPUTADORES 3

PARA EQUIPOS DE COMUNICACIONES 5

PARA SUBESTACIÓN DE 34.5 kV 5

PARA SUBESTACIÓN DE 115 kV 1

PARA PARARRAYOS 1

FACTORES QUE DETERMINAN LA RESISTIVIDAD DEL SUELO

• TIPO DE SUELO ( NATURALEZA GEOLOGICA, ESTRATIGRAFIA)

• COMPOSICION QUIMICA DE LAS SALES DISUELTAS EN EL AGUA

CONTENIDA EN EL SUELO

• CONCENTRACION DE LAS SALES DISUELTAS EN EL SUELO

• NIVEL DE HUMEDAD Y DE LAS AGUAS SUBTERRANEAS

• TEMPERATURA O NIVEL DE CONGELACION DEL SUELO

• LA GRANULOMETRIA DEL SUELO

• EL GRADO DE COMPACTACION Y PRESION DEL SUELO

VARIABLES INTER-RELACIONADAS E INTERACTUANTES

• HUMEDAD

• RESISTIVIDAD

• CONDUCTIVIDAD

• PROFUNDIDAD

• SALINIDAD

• SOLUBILIDAD

• POROSIDAD

• INTERCAMBIO CATIONICO

• ABSORCION

• ADSORCION

• ALKALINIDAD

• PLASTICIDAD

• CAPACIDAD

• MEDIDA

• CONEXION

• COMPACTACION

• TEMPERATURA

• ESTADO DE ASOCIACION

• CORROCION

• ESPACIAMIENTO BASAL

5. PROCEDIMIENTO PARA CALCULO DE MALLA A

TIERRA

5.1 MEDIDAS DE CAMPO

Entre los métodos para la medición de la resistenciade puesta a tierra de un determinado terreno tenemos:

Método de la caída de potencial

Método de intersección de curvas.

Método de la regla del 62%

Método de inclinación de las curvas.

Método de estrella triángulo

Método de los cuatro potenciales.

Método de la utilización de una canilla.

Método de utilización de electrodos auxiliaresplanos. Método de Wenner o de los cuatro electrodos.

METODOS DE MEDICION

A. RESISTIVIDAD DEL TERRENO

1. POR TOMA DE MUESTRAS

2. ARREGLO DE CUATRO ELECTRODOS

3 .ARREGLO SCHLUMBERGER O DE GRADIENTE

4. ARREGLO WENNER O DE POTENCIAL

5. ARREGLO DE POLOS

6. ARREGLO DE DIPOLOS

7. ARREGLO POLO - DIPOLO

8. DE DOS ELECTRODOS

9. POR MEDIDA DE RESISTENCIA

METODOS DE MEDICION

B. DE RESISTENCIA DE PUESTA ATIERRA

1. DE CURVA DE CAIDA DE POTENCIAL

2. DE LA REGLA DEL 62%

3 .DE LOS CUATRO POTENCIALES O DE TAGG

4. DE LA PENDIENTE

5. DE INTERSECCION DE CURVAS

6. DE TRIANGULACION O DE NIPPOLD

7. ESTRELLA TRIANGULO

8. POR CORRIENTE INYECTADA

9. POR TENSIÓN INDUCIDA

10. CON REFERENCIA NATURAL

a a a

1 2 3 4

Fuente

alterna

Amperimetro

Voltimetro

b

Método de Frank Wenner

REQUISITOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

1. EL VALOR DE LA RESISTENCIA DEBE SER EL ADECUADO PARA CADA

TIPO DE INSTALACION

2. DEBE GARANTIZAR CONDICIONES DE SEGURIDAD A LOS SERES

VIVOS

3. LA VARIACION DE LA RESISTENCIA DEBIDA A CAMBIOS

AMBIENTALES DEBE SER MINIMA

4. SU VIDA UTIL DEBE SER MAYOR DE 20 AÑOS

5. PERMITIR A LOS EQUIPOS DE PROTECCION DESPEJAR RAPIDAMENTE

LAS FALLAS

6. ALTA CAPACIDAD DE CONDUCCION Y DISIPACION DE CORRIENTE

7. EVITAR RUIDOS ELECTRICOS

8. DEBE SER RESISTENTE A LA CORROSION

9. SU COSTO DEBE SER LO MAS BAJO POSIBLE, SIN QUE SE

COMPROMETA LA SEGURIDAD

CARACTERÍSTICAS DE UN SUELO ARTIFICIAL

1. QUE NO GENERE RIESGO PARA QUIENES LO MANIPULEN O PARA LOS ANIMALES

2. QUE SEA FACIL DE ALMACENAR, TRANSPORTAR Y APLICAR

3. QUE RETENGA LA MAYOR HUMEDAD POSIBLE, EL MAYOR TIEMPO POSIBLE

4. QUE NO REQUIERA HIDRATACION PREVIA CON AGITACION

5. QUE SEA MUY ESTABLE

6. QUE SEA IMPERECEDERO

7. QUE SU COSTO NO SEA TAN ELEVADO

8. QUE NO DAÑE LOS SUELOS NATURALES DONDE SE APLIQUE

9. QUE PENETRE ENTRE LAS GRIETAS O FISURAS

CARACTERÍSTICAS DE UN SUELO ARTIFICIAL

10. QUE LOS PROCESOS QUIMICOS ORIGINADOS SEAN REVERSIBLES

11. QUE NO PRESENTE MIGRACIONES CON EL TIEMPO

12. QUE TENGA ALTA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO

13. QUE SEA TIXOTROPICO

14. QUE SU PH SEA ALCALINO (MAYOR DE 7)

15. QUE SU PERMITIVIDAD SEA MAYOR DE 10

16. QUE TENGA UNA BAJA RESISTIVIDAD (MENOR A 1 m

17. QUE COMBINE LA CAPACIDAD DE ABSORCION CON LA ADSORCION

18. QUE NO CAMBIE SUS PROPIEDADES CON TEMPERATURAS HASTA DE 1100 OC

19. QUE NO PERMITA ALIMENTACIÓN DE BACTERIAS

ANALISIS TEORICO

RESISTIVIDAD DEL SUELO

V

A

1 Metro

1 Metro

DISEÑO DE LA MALLADE TIERRA

PREPARACION DEL TERRENO

METODO TRADICIONAL

- CARBON MINERAL, SAL

- HIDROSOLTA

NUEVOS METODOS

- FAVIGEL

TENDIDO DEL CONDUCTOR

MEDIDA DE CORRIENTES DE TIERRA

ab

l

TIPOS DE PUESTAS A TIERRA

DE PROTECCION

DE APARATOS

DE HERRAMIENTAS PORTATILES

DE SERVICIO

DE ALTA FRECUENCIA

DE CORRIENTE CONTINUA

DE EQUIPOS DE COMUNICACIONES

DE EQUIPOS DE COMPUTO

DE ESTATICA

DE PARARRAYOS

DE REFERENCIA

DE SUBESTACIÓN

CON IMPEDANCIAS

TEMPORALES

DE BAJA TENSION

DE MEDIA TENSIÓN

DE ALTA TENSIÓN

PARA MANTENIMIENTO EN VIVO

MEJORAMIENTO DE PUESTAS A TIERRA

1. ELECTRODOS MAS GRUESOS

2. CAMBIAR LOS ELECTRODOS

3. INSTALAR MAS ELECTRODOS

4. PROFUNDIZAR ELECTRODOS

5. HACER UNA MALLA

6. AUMENTAR LA HUMEDAD

7. INTRODUCIR CONCRETOS

8. INTRODUCIR GRAFITO

9. INTRODUCIR SALES

10. INTRODUCIR SUELOS ARTIFICIALES

CONSECUENCIAS DE NO TENER PUESTA A TIERRA

• DISCONTINUIDAD DEL SERVICIO

• FALLAS MULTIPLES A TIERRA (F - T; F - F)

• INCENDIOS POR ARCOS

• DIFICIL LOCALIZACION POR FALLAS

• TENSIONES ANORMALES SIN CONTROL

• SOBRETENSIONES DEL SISTEMA DE POTENCIA

• INCREMENTO DE COSTOS

PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE PUESTA A TIERRA

1. FRECUENCIA: ANUAL

2. EPOCA: SECA

3. INSPECCIÓN VISUAL

4. MEDIR LAS MALLAS EN CONJUNTO

5. MEDICIÓN DE CADA ELECTRODO AISLADO

6. CADA 5 AÑOS SACAR LAS VARILLAS

7. ELIMINACION DE LOS DEFECTOS

2- TIERRAS DE SUBESTACIONES

2.1.- SISTEMAS AISLADOS (DELTA)

2.2.- SISTEMAS ATERRIZADOS

2.2.1.- SISTEMAS SOLIDAMENTE ATERRIZADOS

2.2.2.- SISTEMAS ATERRIZADOS CON RESISTENCIAS

2.2.3.- SISTEMAS ATERRIZADOS CON REACTANCIAS -

TRANSFORMADORES ZIG-ZAG


METODOS DE PUESTA A TIERRA

1- NEUTRO FLOTANTE

2- SOLIDAMENTE ATERRIZADO

3- POR RESISTENCIAS (ALTAS O BAJAS)

4- POR INDUCTANCIA

5- CON SINTONIA

SISTEMAS SOLIDAMENTE ATERRIZADOS

SISTEMAS ATERRIZADOS CON RESISTENCIAS

O IMPEDANCIAS

PARARRAYOS DE PUNTAS

TIERRA DE PARARRAYOS

3- TIERRAS DE PARARRAYOS

3.1.- SISTEMAS CONVENCIONALES

3.2.- SISTEMAS NO CONVENCIONALES

3.2.1.- SISTEMAS DE GEL

3.2.2.- SISTEMA DE HIDROSOLTA

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

4- TIERRAS DE PROTECCION EQUIPOS Y ESTATICA

4.1.- ATERRIZAJE DE EQUIPOS

4.2.- ATERRIZAJE DE ESTRUCTURAS

4.3.- ATERRIZAJE DE TUBERIAS Y BANDEJAS

4.4.- ATERRIZAJE DE PANTALLAS


PUESTA A TIERRA EN ELECTRODOMESTICOS

CONEXIONES EN BAÑOS Y COCINAS

PUESTA A TIERRA DE MAQUINAS-HERRAMIENTAS

PUESTA A TIERRA EN MAQUINAS

PUESTA A TIERRA DE HERRAMIENTAS PORTATILES

PUESTA A TIERRA DE GRANDES MASAS METALICAS

CONEXIÓN DE PUESTA A TIERRA

PUESTA A TIERRA EN SUBESTACIONES

PUESTA A TIERRA DE UNA OBRA

PUESTA A TIERRA DE MENSULAS Y ARMAZONES

PUESTA A TIERRA EN MAQUINAS

PUESTA A TIERRA CABINAS DE MEDIA TENSION

PUESTA A TIERRA DE PARTES MOVILES

PUESTA TIERRA MANTENIMIENTO EN VIVO

PUESTA A TIERRA PARA MANTENIMIENTO EN VIVO

VARILLAS DE PUESTA A TIERRA

CONECTORES DE VARILLAS DE PUESTA A

TIERRA

VARILLAS DE PUESTA A TIERRA

5- TIERRAS DE COMPUTADORES

5.1.- SISTEMA PUESTA A TIERRA UNICO O EN ESTRELLA

5.2.- SISTEMA PUESTA A TIERRA MULTIPLE

5.3.- MALLAS DE ALTA FRECUENCIA


SOLUCIONES Y RECOMENDACIONES

ANALISIS DEL SISTEMA ELECTRICO

VERIFICACION DE ESQUEMAS DE TIERRA

DIAGNOSTICO DE CONDICION

ANALISIS DE ANTECEDENTES

DETERMINACION DE LOS PROBLEMAS CRITICOS

SELECCION DE SOLUCIONES ESPECIFICAS


INSTALACION CON PROBLEMA N-G

120 V11,400 V

T P

T S 2

T S 1

10 A

10 A

10 A

5 A

5 A

5 A 5 A

5 A

5 A

MULTIPLES TIERRAS + CONEXIONES N-G

120 V11,400 V

T P

T S 2

T S 1

10 A

10 A

10 A

5 A

5 A

5 A 5 A

5 A

5 A

2,5 A

2,5 A

2,5 A

2,5 A

2,5 A

LAZOS DE TIERRA MULTIPLES

120 V11,400 V

T P

T S 2

T S 1

10 A

10 A

10 A

5 A

5 A

10 A

10 A

2,5 A

0,5 A

2 A

10 A

10 A

2,5 A

2,5 A

5 A

5,5 A8 A

8 A

8 A

20 A

Instalación Correcta

120 V11,400 V

T P

T S 2

T S 1

10 A

10 A

10 A

10 A

L1

N

T

TABLERO DE

DISTRIBUCIÓN UPSUPS

N

L1

+ -

BANCO DE

BATERÍAS

L1

L2

L3

N

T

MALLA ELECTRÓNICA

TRANSFORMADOR

DE BYPASS

TRANSFORMADOR

DE AISLAMIENTO

L1

L3

L2

ESQUEMA DE TIERRAS

BARRAJE DE

TIERRA GENERAL

SANTAFE DE BOGOTÁ

DICIEMBRE DE 1997

GENELEC0/1997/PROYECTOS/CAUCASIA/TIERRAS.PRE

NOTA

CONDUCTORES DE TIERRA

INEXISTENTES Y NECESARIOS

2 AWG 2 AWG

2 AWG

2/0 AWG

2/0 AWG

2 AWG

2/0 AWG

SISTEMA COLECTIVO DE PUESTA A TIERRA

sistemas puesta a tierra (spat)

Documents