1. Cuadernillo Malla Tierra

CUADERNILLO Con EJERCICIOS y EJEMPLOS

RESUELTOS

COMPLEMENTO DEL LIBRO

Estudio y Diseño de Malla a Tierra BT y MT

ING. DANIEL HENRIQUEZ SANTANA

CUADERNILLO Con EJERCICIOS y EJEMPLOS

RESUELTOS ______________

RESOLUCIÒN DE EJERCICIOS Y EJEMPLOS QUE LO AYUDARÁ A UNA MEJOR COMPRENSIÓN CONCEPTUAL Y PRACTICA DEL ESTUDIO Y DISEÑO DE MALLA A TIERRA

INDICE DE CONTENIDOS Pagina 1. GUIA EJERCICIOS Nº 1 ( 15 ejercicios )…………………….…..1 2. SOLUCIONES GUIA EJERCICIOS Nº 1…………………..……..4

3. CALCULO MALLA CON BARRAS VERTICALES…………….15

4. GUIA EJERCICIO Nº 2 ( Resistividad Terreno )……………….16

5. SOLUCION GUIA EJERCICIO Nº 2………………………….…17

6. EJEMPLO ( TRABAJO PRACTICO )…………………….………19

7. CONCLUSIONES ………………………………………………….26

GUIAS RESUELTAS POR : Alumnos participantes a Seminario REVISADO POR : Ing. Daniel Henríquez Santana

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ESTUDIO y DISEÑO DE MALLA A TIERRA BT y MT INGENIEROS RELATORES

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GUIA DE EJERCICIOS Nº 1 1. Cual debe ser la Resistencia de Puesta a Tierra (RPT) de una instalación eléctrica en un local húmedo, si se utiliza como protección un disyuntor de 16A curva C, instalado en un tablero de distribución A/F. Vea Norma SEC NCH4-2003 aplique Tabla 10.22 . Rpta : 0,43 ohm. 2. Considere el mismo caso anterior, pero agregue al tablero de distribución una protección más sensible. Considere un Protector Diferencial de 25 A y 30ma de sensibilidad. Vea Norma SEC. ¿ Cual será ahora la exigencia mínima para la resistencia de puesta a tierra que permita hacer funcionar ésta nueva protección . Rpta : 800 ohm. 3. Cuál es la Corriente de cortocircuito en un Tablero Eléctrico , si la impedancia de falla Z es de 0,5 ohm y la alimentación es de 220V/50Hz. Suponga una instalación de fuerza y aplique un factor de asimetría de 1,2. Rpta : 744 amperes 4. Determine el Voltaje de Contacto al cual queda expuesto un usuario de una lavadora de ropa con carcaza metálica conectada a tierra de protección, si la resistencia de falla de aislamiento entre fase y carcaza es de 28 ohm (por envejecimiento) y la resistencia puesta a tierra RPT, es de 12 ohm. Considere una alimentación de 220V/50Hz. Rpta : 66 Volts AC. 5. Según Norma SEC NCH4-2003 Aplique Tabla 10.24, si se diseña un electrodo enmallado de 10 mt, ( 2mtx1mt con 4 verticales y 3 horizontales )sección mínima de 16mm2, entrerrado en un suelo de resistividad especifica de 100 ohmxmt, cual será la rpt del sistema. Rpta : 20 ohms

6.

Si el mismo diseño de electrodo del caso anterior, es instalado en un terreno pero con resistividad de 45 ohm x mt estime el valor de la resistencia de puesta a tierra . Rpta : 9 ohm.

7. Calcular la sección mínima que debe tener un cable de cobre desnudo y que formará parte de un electrodo malla tierra servicio que estará expuesto a una corriente de cortocircuito FASE-NEUTRO de 1.500 amperes y la curva característica del FUSIBLE indica que operará a 3 segundos. Se usará unión pro TERMOFUSIÓN. Respta : 9,2 mm2 como mínimo. 8. Compruebe y explique basado en la Leyes de Kirchoff el funcionamiento del circuito equivalente de una protección diferencial en una Instalación Eléctrica. 9. Cual es la Resistencia puesta a tierra de un ELECTRODO VERTICAL si instalamos en un

terreno que tiene una resistividad equivalente 100 ohmxmt y éste es de Cu y tiene un largo de 1,5mt y un radio de 7,94mm. Respuesta : 62,9 ohm ( vea tabla resistencia de este electrodo en Norma SEC ).

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10. En un edificio de 14 pisos y 15 dptos por piso, determine lo siguiente : ( considere : si cada tablero de distribución de los departamentos tiene 2 diferenciales 2x25A/30ma para protección indirecta zona seca y 5 tableros con 3 diferenciales para Servicios Comunes : A ) ¿ Cual será la corriente máxima de fuga a tierra que eventualmente pudiera existir ? Rpta : 13,05Amperes B ) Calcule según SEC 4/2003 la resistencia puesta a tierra Rpt necesaria para un electrodo de Malla puesta a tierra. Respuesta : Rpt = 3,83 ohm C ) ¿ A que voltaje queda sometido un usuario del edificio a través de las carcaza de los equipos si eventualmente ocurriera A ). Respuesta : 49,9Volts que es menor que 50V exigido por Norma. D ) ¿ A que voltaje queda sometido un usuario del edificio a través de las carcaza de los equipos si ocurriera que un equipo fugará a tierra de protección 40ma. Respta : 0,115 Volts ( cumple norma ) E ) Comente : ¿ Qué sucede si los artefactos conectados en forma permanente a la I.E. aumentan su corriente de fuga a niveles superiores al máximo permitido que es 1 ma ?. Esto es común que suceda, a medida que los años transcurren por envejecimiento de los artefactos y la IE. F ) ¿ Qué sucede si la resistividad del terreno sube . Comente a los menos 3 efectos a tener presente. 11. ELECTRODO DE MALLA : Calcular la resistencia puesta a tierra Rpt de una malla de protección usando el método de LAURENT. Los datos de la malla son : • Electrodo de 4 x 4 mt • Sección cable de cobre desnudo : 35 mm2 • Profundidad de la malla he : 0,6 mt • Resistividad del terreno : 43 ohm x mt Respta : 6,54 ohm 12. Efectuar el calculo de la Rpt de la malla en base a los datos del ejercicio anterior, por el método de SCHWARTZ. Método exacto. Respta : 4,9 ohm 13. Si se entierra una Barra de CU de 1,5 mt de sección 5/8” determine la Rpt instalada en un terreno de 43 ohm x mt. Respta : 27, 1 ohm 14. Use Excel CALC-EM-1 y proceda a calcular los electrodos de los ejercicio 13, 12 y 11.

15. Use Excel CALC-EM-1 Y CALCULE resistencia puesta a tierra del Electrodo mostrado en la pagina siguiente.

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EJERCICIO 15

ESQUEMA DE ELECTRRODO MALLA BT Y MT

20 mts 0

0

0

Union XA

5 mts Union TA 10 mts

0

0

0

0

RESISTIVIDAD DEL TERRENO : 73 ohms x metro

Union termofusion Cadweld Camarilla de inspeccion Seccion del conductor 85 mm2 CON ADITIVO QUIMICO

RESPUESTA : 2,95 ohms según LAURENT RESPUESTA : 2,62 ohm SEGÚN SCHWARZ

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PAG Nº 10

EJERCICIO 14 AYUDA DIDACTICA

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CURSO ESTUDIO Y DISEÑO DE MALLA A TIERRA BT y AT

EVALUACIÓN DE PUESTA A TIERRA ELECTRODO TIPO MALLA según método de LAURENT

ρ

#¡NUM!

2,26 24 43

Rpt

6,55

radio equivalente malla (mt) Longitud del conductor (mt) Resistividad eq del terreno ( ohmxmt)

RmL = eq · ρeq 4r Lm

/ s

r Lm ρeq

r= w π

Ω

RptL

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Nº barras M Nº barras m 4 4 Lm 24

3 3

lado A 4 mts 12 12

lado B

4

mts

mm2 21,2 26,7 33,6 42,4 53,5 67,4 85

t m x m h o

ρ

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EVALUACION DE PUESTA A TIERRA ELECTRODO TIPO MALLA según método de SCHWARZ

K1 = 1,43 - ( 2,3 · he ) - [ 0,044 ·( A/B) ] S

Resumen de parametros K1 K2

1,041 4,3

35 ######## 16 Superficie he 0,6 d 0,006677 A 4 B 4 ρeq 43 Lm 24 sección d

33

K2 = 5,5 - ( 8 ·he ) + [ ( 0,15 - he ) ·( A/B) ] S S

mm2 mts2 mt mt mt mt ohmxmt mt

d = 4 sec π

ρ

RmS = eq · Ln π Lm

2Lm + K1· Lm he·d S

- K2

Rpt RpTschw

4,89

Ω

sección

35

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

3 3

lado A

4

12

4

12

he 0,6

mt

4

mt

ρ

t m x m h o

Nº barras M Nº barras m

mm2

Lm 24

lado B

4

mm2 21,2 26,7 33,6 42,4 53,5 67,4 85

referencia practica TERRENO HUMEDO 50 ohmxmt TERRENO HUMEDO-SECO 100 ohmxmt TERRENO SEMISECO 150 ohmxmt

electrodo 16 mts2 25 mts2 100 mts2

PAG Nº 12




EVALUACION DE PUESTA A TIERRA ELECTRODO VERTICAL TIPO BARRA BARRA CU COBRE

L a ρeq Rpt

1,5 largo electrodo mt 0,007938 radio del electrodo mt 43 ohmxmt 27

ρ

Re = eq · Ln( 2·L ) 2·π L a

Ω

diametro "

0,0254

0,127 0,015875

5 8 ////////////////////////////////////////////////////////////////////

L

1,5

mt

ρeq 43

PAG Nº 13

EJERCICIO 15 ( POR LAURENT ) AYUDA DIDACTICA




ρ

26

7,98 110 73

Rpt

2,95



/ s

r Lm ρeq

r= w π

Ω

RptL

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


3 5

lado A 20 mts 60 50

lado B

10

mts

mm2 21,2 26,7 33,6 42,4 53,5 67,4 85

t m x m h o

ρ

PAG Nº 14

EJERCICIO 15 ( POR SCHWARZ ) AYUDA DIDACTICA




K1 = 1,43 - ( 2,3 · he ) - [ 0,044 ·( A/B) ] S


1,244419 5,225736

85 ######## Superficie 200 he 0,6 d 0,010406 A 20 B 10 ρeq 73 Lm 110 sección d

26

K2 = 5,5 - ( 8 ·he ) + [ ( 0,15 - he ) ·( A/B) ] S S


d = 4 sec π

ρ


2Lm + K1· Lm he·d S

- K2

Rpt RpTschw

2,62

Ω

sección

85

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

3 5

lado A

20

60

10

50

he 0,6

mt

20

mt

ρ

t m x m h o

Nº barras M Nº barras m

mm2

Lm 110

lado B

10

mm2 21,2 26,7 referencia practica 33,6 TERRENO HUMEDO 50 ohmxmt 42,4 TERRENO HUMEDO-SECO 100 ohmxmt 53,5 TERRENO SEMISECO 150 ohmxmt 67,4 85


EJERCICIO ( MALLA A TIERRA CON BARRAS VERTICALES )

PAG Nº 15

PAG Nº 16


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GUIA DE EJERCICIOS 2 ESTUDIO y CALCULO DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO

OBJETIVO : A partir de los datos obtenidos en terreno a través del INSTRUMENTO GEOHMETRO

calcular la resistividad del terreno ohm x mt, utilizando la aplicación en Excel CALC-EM-2 Realizar lo siguiente :

1. Abril la aplicación CAL-EM-2 en la opción “ESTUDIO GEOLECTRICO DEL TERRENO”. 2. Introducir 12 muestras del terreno SCHLUMBERGER,

obtenida con un con el Geohmetro por el método de

3. Obtener las resistividades aparentes del terreno ohmxmt ( 12 ) 4. Definir la clasificación del suelo ( 2, 3 o 4 estratos ) 5. Si la Curva SEV de Orellana & Monney elegida es la mostrada en Manual , utilicé estos datos para el estudio. 6. Calcular las resistividades de los estratos ( 3 ) 7. Revisar la metodología de calculo según CALC-EM-2 en la opción “RESISTIVIDAD EQUIVALENTE DEL TERRENO”. 8. Calcular por YAKOBS la resistividad final del Terreno. Compruebe.

Respuesta : 31 ohm x mt. Note que para este calculo de YAKOBS se requiere que éste definido previamente las características “físicas “ del ELECTRODO que se va emplazar en el terreno. ¿ Por qué esto es así

?

9. Completar con los datos obtenidos la HOJA DE DATOS TERRENO del Manual de Consulta.

PAG Nº 17 Ayuda Didactica


CURSO : ESTUDIO y DISEÑO DE MALLA A TIERRA BT y AT

ESTUDIO GEOELECTRICO DEL TERRENO según método SCHLUMBERGER IMPORTANTE : DATOS DE ENTRADA CELDA VERDE

Mediciones en terreno

Orden Medidas 1 2 3 4 5 6 7 8

Distancia mts L 0,6 0,8 1 1,6 2 2,5 3 4

Distancia mts a 1 1 1 1 1 1 1 1

Resist ohms R 127,4 40,8 25,5 11 7,6 5,3 3,6 2

9 10 11 12

5 6 8 10

1 1 1 1

1,2 0,7 0,3 0,1

140 120

Distancia mts L 0,6 0,8 1

4 5 6 7 8 9 10 11

1,6 2 2,5 3 4 5 6 8

1 1 1 1 1 1 1 1

12

10

1

a

i

i

100

P

80 Series1

L

P

60

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

40 20 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

ρ1

Ε1

ρ2

Ε2

ρ1<ρ2 ρ1>ρ2

RESISTIVIDAD Orden num 1 2 3

Geohmetro

127,4 ohms

Distancia Resisten mts ohms a R 1 127,4 1 40,8 1 25,5

Resistividad

ρ

variable n 0,1 0,3 0,5

variable n+1 1,1 1,3 1,5

ohm-mt 44 50 60

11 7,6 5,3 3,6 2 1,2 0,7 0,3

1,1 1,5 2 2,5 3,5 4,5 5,5 7,5

2,1 2,5 3 3,5 4,5 5,5 6,5 8,5

80 90 100 99 99 93 79 60

0,1

9,5

10,5

31

H K A Q

ρ3 QQ QH HK KQ

Ε3 ρ1>ρ2>ρ3>ρ4 ρ1>ρ2>ρ3<ρ4 ρ1>ρ2<ρ3>ρ4 ρ1<ρ2>ρ3>ρ4

ρ4

HA AK KH AA

ρ1>ρ2<ρ3<ρ4 ρ1<ρ2<ρ3>ρ4 ρ1>ρ2>ρ3<ρ4 ρ1<ρ2<ρ3<ρ4

Ε4

Graficos de datos obtenidos vs CURVAS DE ORELLANA & MOONEY Papel logaritmo 62,5mm/decada

CURVA RESISTIVIDAD APARENTE ohm x mt a

b

c

120 100 Resistividad auxiliar ohmxmt

35

a b c

1 5 0,65

n

3

80 60

Series1

40

3

20 0 1

0,36

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

espesor aux RESULTADOS FINALES

σ aux

ρ1 ρ2

a b

1 5

35 35

35 175

ohm-mt

ρ3

c

0,65

35

22,75

ohm-mt

Ε1 Ε2

1 n

1 3

0,36 1,08

mt

Ε3

infinito

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

ohm-mt

ρ1

35

Ε1

0,36

ρ2

175

Ε2

1,08

ρ3

22,75

Ε3

0

E aux 0,36 0,36

0

mt

ρ4

Ε4

ρ1>ρ2<ρ3 ρ1<ρ2>ρ3 ρ1<ρ2<ρ3 ρ1>ρ2>ρ3

PAG Nº 18 Ayuda Didactica

CURSO : ESTUDIO y DISEÑO DE MALLA A TIERRA BT y AT


RESISTIVIDAD EQUIVALENTE DEL TERRENO según método YAKOBS & BURGSDORF

E aux

ρ Aparente

ρ1 ρ2 ρ3

35 175 22,75

ohmxmt ohmxmt ohmxmt

Ε1 Ε2 Ε3

0,36

mt

1,08 0

mt

Obtención de parametros fisicos del Electrodo a utilizar Sup mts2

r

25

π 3,14

cuadrado

2,82

7,96

0,13 2,07

r

he

ro

2,82

0,6

2,76

7,60

q

r 2,82

he 0,6

4,39

19,31

V1

2,74

V2 V3

2,56 0,00

F1 F2 F3

0,10 0,37 1,00

SUELOS

2,07

F1 = ( 1- V12/ro2)

ro =

( r2 - he2)

F2 = ( 1- V22/ro2)

q =

( 2·r· ( r+he))

RESISTIVIDAD EQUIVALENTE ohmxmt

CAPAS

2

ρeq2

83

3 4

ρeq3

31

ρeq4

ρeq2 = ρeq3 =

r = ( Sup/3,14)

F3 = ( 1- V32/ro2)

YAKOBS-BURGSDORF

ρeq4 =

____F2______ F1 + F2-F1 ρ1 ρ2 ________F3_______ F1 + F2-F1 + F3-F2 ρ1 ρ2 ρ3 __________F4_____________ F1 + F2-F1 + F3-F2 + F4-F3 ρ1 ρ2 ρ3 ρ4

PAG Nº 19


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TRABAJO PRACTICO ( solución ) OBJETIVO : Estimar la Resistencia puesta a tierra (Rpt) de un ELECTRODO DE MALLA instalada en EDIFICIO residencial de 14 pisos. ( ubicación Santiago ). En ésta ejercicio se usará : • Archivos reales autocad del Edificio • Excel CALC-EM-3 y • Los datos de Resistencia de 12 muestras tomadas en el terreno, según el Geohometro de 4 terminales son de : 127,4 – 40,8 – 25,5 -11 – 7,6- 5,3 – 3,6 – 2 – 1,2 – 0,7 – 0,3 – 0,1 ohm

PAG Nº 20


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PARTE 1 : Del archivo AUTOCAD : ELECTRODO MALLA y ESQUEMA VERTICAL obtenga y tome nota de la siguiente información : •

1.1. Forma de la Malla a Tierra

SR-150-175A

TAB. DPTOS EMPALME 120KW /SC

TDF S.C.

DPX-250A 3x160A -250A REG 175A

ICC=50KA •

1.2. Dimensiones Físicas

•

1.3. Superficie ocupada

•

1.4. Sección del conductor de cobre 33.63 mm2 CU desnudo de la malla

•

1.5. Sección de los conductores hacia alimentadores verticales (pisos –dptos )

10 metros de largo x 4 metros de ancho , reticulada a 2 metros . Largo conductor malla ( Lm ) : 54 mts 40 mt2

T.s : 1x53.5 mm2 T.p. : 1x42.4 mm2

•

1.6. Tipo de uniones que se utilizo en la malla tierra.

•

1.7. Que servicios estan conectados Grupo electrógeno a la MALLA a TIERRA y secciones de conductores

Termo fusión

Servicios Comunes

T.s.: 21.15 mm2 T.p. : 13.3 mm2 T.s. : 67.4 mm2 T.p. : 53.5 mm2

PAG Nº 21


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PARTE 2 : Del archivo AUTOCAD :

TABLERO ELECTRICO obtenga y tome nota de la siguiente

información : • 2.1. Numero de Interruptores Diferenciales que tiene el edificio en departamentos

14 PISO x 15 dptos/piso x 1 DIF/TAB 2x25 A 30 m A : 210 diferenciales

•

2.2. Numero de Interruptores Diferenciales tiene el edificio en Servicios Comunes

2x40 A 30 m A : 2 DIF 2x25 A 30 m A : 2 DIF

•

2.3. Según Puesta a Tierra NCH4-2003 parrafo 9.0.6.3. calcule que que valor en ohm Rpt debería tener esta malla a tierra como minimo. Suponga ( caso extremo ) zona humeda.

P/D 30 m A = 214 diferenciales

•

2.4. Estime con criterio practico la Corriente de Cortocircuito al cual quedaría sometida ésta malla ( caso extremo )

•

2.5. Calcule según ONDERDONK la minima sección de la malla.

•

2.6. Use EXCEL CALC-EM-3 para comprobar el DISEÑO DE LA MALLA A TIERRA DE ÉSTE EDIFICIO

TOTAL = 4 diferenciales

I total fuga = 214 x 0,030A

(condición extrema ) Total : 6.42 A

Rtp = 24 V / 6,42 A = 3,74

ohms

Aplicando formula pag : 38 Manual Estudio Icc = [( 1,41/1,73) · (220V/3,74 ohm)] · 1.2 = I cc monofásica : 57,5A valido para t=0 sg Para despejar la falla debe existir SELECTIVIDAD y operar el DISYUNTOR agua abajo mas cerca de la falla . Ej. 1x16A/ curva C / 6KA / t reacción = 400ms. Entonces, la Icc alcanzará un valor de : I2 · t = ( 57,5A )2 · 0,4 sg = Icc = 1.322 Amp. Sección mínima malla : pag 40 Manual Estudio (6,96 · 1.322A · √0,4sg ) / 1973 = 2,94 mm2 Para el manejo, la resistencia mecánica y durabilidad, se utilizó 33,63 mm2 CU desnudo.

30 ohms x mt = 2,16 ohms = 2,66 ohms

RESISTIVIDAD EQ = Rpt SCHWARZ Rpt LAURENT

PAG Nº 22

AYUDA DIDACTICA



ESTUDIO GEOELECTRICO DEL TERRENO según método SCHLUMBERGER Datos en CELDA VERDE

Mediciones en terreno

Orden Medida 1 2 3 4 5 6 7 8

Distancia mts L 0,6 0,8 1 1,6 2 2,5 3 4

Distancia mts a 1 1 1 1 1 1 1 1

Resist ohms R 127,4 40,8 25,5 11 7,6 5,3 3,6 2

9 10 11 12

5 6 8 10

1 1 1 1

1,2 0,7 0,3 0,1

140 120

Distancia mts L 0,6 0,8 1

4 5 6 7 8 9 10 11

1,6 2 2,5 3 4 5 6 8

1 1 1 1 1 1 1 1

12

10

1

a

i

i

100

P

80 Series1

L

P

60

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

40 20 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ρ1

Ε1

ρ2

Ε2

ρ1<ρ2 ρ1>ρ2

RESISTIVIDAD Orden num 1 2 3

Geohmetro

127,4 ohms

Distancia Resisten mts ohms a R 127,4 1 40,8 1 1 25,5

Resistividad

ρ

variable n 0,1 0,3 0,5

variable n+1 1,1 1,3 1,5

ohm-mt 44 50 60

11 7,6 5,3 3,6 2 1,2 0,7 0,3

1,1 1,5 2 2,5 3,5 4,5 5,5 7,5

2,1 2,5 3 3,5 4,5 5,5 6,5 8,5

80 90 100 99 99 93 79 60

0,1

9,5

10,5

31

H K A Q

ρ3 QQ QH HK KQ

ρ1>ρ2<ρ3 ρ1<ρ2>ρ3 ρ1<ρ2<ρ3 ρ1>ρ2>ρ3

Ε3 ρ1>ρ2>ρ3>ρ4 ρ1>ρ2>ρ3<ρ4 ρ1>ρ2<ρ3>ρ4 ρ1<ρ2>ρ3>ρ4

ρ4

HA AK KH AA

ρ1>ρ2<ρ3<ρ4 ρ1<ρ2<ρ3>ρ4 ρ1>ρ2>ρ3<ρ4 ρ1<ρ2<ρ3<ρ4

Ε4

Graficos de datos obtenidos vs CURVAS DE ORELLANA & MOONEY Papel logaritmo 62,5mm/decada

CURVA RESISTIVIDAD APARENTE ohm x mt a 1

120

b 5

c 0,65

100 Resistividad auxiliar ohmxmt

35

a b c

1 5 0,65

n

3

80 60

Series1

40

3

20 0 1

0,36

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

espesor aux RESULTADOS FINALES

σ aux

ρ1 ρ2

a b

1 5

35 35

35 175

ohm-mt

ρ3

c

0,65

35

22,75

ohm-mt

Ε1 Ε2

1 n

1 3

0,36 1,08

mt

Ε3

infinito

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

ohm-mt

ρ1

35

Ε1

0,36

ρ2

175

Ε2

1,08

ρ3

22,75

Ε3

0

E aux 0,36 0,36

0

mt

ρ4

Ε4

PAG Nº 23

AYUDA DIDACTICA



RESISTIVIDAD EQUIVALENTE DEL TERRENO según método YAKOBS & BURGSDORF

E aux

ρ Aparente

ρ1 ρ2 ρ3

35 175 22,75

ohmxmt ohmxmt ohmxmt

Ε1 Ε2 Ε3

0,36

mt

1,08 0

mt

Obtención de parametros fisicos del Electrodo a utilizar Sup mts2

r

40

π 3,14

cuadrado

3,57

12,74

0,13 2,07

r

he

ro

3,57

0,6

3,52

12,38

q

r 3,57

he 0,6

5,46

29,76

V1

3,51

V2 V3

3,34 0,00

F1 F2 F3 SUELOS

0,09 0,32 1,00

F1 = ( 1- V12/ro2)

ro =

F2 = ( 1- V22/ro2)

q = ( 2·r· ( r+he))

F3 = ( 1- V32/ro2)

RESISTIVIDAD EQUIVALENTE ohmxmt ρeq2 ρeq3 ρeq4

84 30

ρeq2 = ρeq3 =

r = ( Sup/3,14)

CAPAS

2 3 4

2,07

YAKOBS-BURGSDORF

( r2 - he2)

ρeq4 =

____F2______ F1 + F2-F1 ρ1 ρ2 ________F3_______ F1 + F2-F1 + F3-F2 ρ1 ρ2 ρ3 __________F4_____________ F1 + F2-F1 + F3-F2 + F4-F3 ρ1 ρ2 ρ3 ρ4

PAG Nº 24

AYUDA DIDACTICA




K1 = 1,43 - ( 2,3 · he ) - [ 0,044 ·( A/B) ] S


1,101803 4,653883

sección d

33,6

K2 = 0,00654237

Lm

40 0,6 0,006542 10 4 30 54

Rpt

2,16

Ω

sección

33,6

Superficie

he d A B ρeq

30

5,5 - ( 8 ·he ) + [ ( 0,15 - he ) ·( A/B) ] S S


d = 4 sec π

ρ


2Lm + he·d

K1· Lm S

- K2

Rpt

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// mm2

Nº barras m

lado A

10

30

4

24

mt

10

mt

ρ

t m x m h o

3 6

Nº barras M

he 0,6

Lm 54

lado B

4

mt

referencia practica TERRENO HUMEDO 50 ohmxmt TERRENO HUMEDO-SECO 100 ohmxmt TERRENO SEMISECO 150 ohmxmt


PAG Nº 25

AYUDA DIDACTICA




ρ

3,57 54 30

RptL

2,66



/ s

30

r Lm ρeq

r= w π

Ω

RptL

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


3 6

lado A mts 10 30 24

lado B

4

mts

t m x m h o

ρ

PAG Nº 26


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CONCLUSIONES PRACTICAS : Si las mediciones de terreno obtenidas con un geohmetro hubierán sido las tomadas en nuestro ejemplo, entonces : • 1. La resistividad del suelo sería 30 ohmxmetro ( muy buena ) si enterramos un electrode de malla de las dimensiones fisicas y superficie indicadas anteriormente. (se aplico YAKOBS ) • 2. La Resistencia puesta a tierra Rpt sera de 2,16 ohm según SCHWARZ. Porque, según LAURENT la Rpt sería 2,66 ohm y es un valor aproximado. • 3. Por otro lado nuestro proyecto estimo una Rpt teorica Tierra de Protección en función de los protectores diferenciales, bajo una condición extrema ( 6.42A ) resultando una Rpt = 3,74 ohm. • 4. Significa que bajo ninguna condición los usuarios quedan sometidos a tensiones sobre NORMA ya que Vs < 6,42A · 3,74 ohm = 24 V norma 24V zona humeda. CUMPLE. • 5. Pero el edificio tiene una malla de 2,16 ohm SEGÚN CALCULO CON EXCEL que es menor que la requerida 3,74 ohm, por tanto el diseño es correcto. • 6. Para el caso de una corriente de cortocircuito FASE NEUTRO, debe operar el DISYUNTOR aguas abajo cercana a la carga ( falla) ( selectividad ) por ejemplo 1x16A/6ka, significa que la corriente 1.322 A es mayor que 3,5 In asegurando la operación del magnetico en el tiempo 0,4sg y por tanto la apertura del disyuntor DESPEJANDO LA FALLA y ofreciendo la seguridad al usuario contra contacto directo. • 7. La selección de los 6KA para el disyuntor es correcta ya que 1.322A < 6KA y garantiza la operación reiterada del dispositivo, sin dañarse. • La sección minima calculada es de 2,94mm2 , usando 33,6mm2 .

FIN

1. Cuadernillo Malla Tierra

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