CALCULO DE MALLAS PUESTA A TIERRA.xls

Electrodos Horizontales

[Ωm] [m] [m] [m]

Resistividad del Suelo: Diametro de la barra: Profundidad de enterramiento: Longitud del electrodo: Separacion:  Arreglo:

100 0.016 0.5 2.4 0.5

[m] Solo para dos brazos en paralelo

Resi Resist sten enci cia a del del arr arreg eglo lo::

43.6 43.63 3

[Ω]

Lineal

Perfil cuadrado de dos brazos

Tres brazos simetricos

Cuatro brazos simetrico

Seis brazos simetrico

Dos brazos paralelo

Cuadrado

VOLVER

SL Linea Perfil cuadrado de dos brazos Tres brazos simetricos Cuatro brazos, simetricos

B 2.4 4.8 7.2 9.6

1 1.46 2.38 8.45

Seis brazos, simetricos Dos brazos paralelos Cuadrado

14.4 4.8 9.6

192 5.76 5.53

1

2.4

1

Electrodos Verticales  Arreglo

Resistividad del suelo: Longitud del electrodo: Radio del electrodo: Separación (D):

100 2.4 0.008 1

[Ωm] [m] [m] [m]

Resistencia Total*:

40.39

[Ω]

Electrodo Simple 2 Electrodos en línea 3 Electrodos en línea 3 Electrodos en Triangulo

Electrodo Vertical Simple

D

Dos Electrodos en línea

D

D

3 Electrodos en línea

3 Electrodos en Triangulo

D

D D

*Electrodos enterrados a 50 cm del suelo, con resistividad homogénea

Calculos Eléctricos Sistemas de Puesta a Tierra Mallas Cuadradas y Rectangulares Electrodo Vertical Electrodo Horizontal

Por: Fidel Moreno fidelsmc.blogspot.com

Datos del Suelo   

400

   s

2500

h s

0.102

Ohm/m Ohm/m m

(resistividad del suelo) (resistividad superficial) (Profundidad de la capa superficial)

Geometría de la malla Largo (X):  Ancho (Y):  Área: Espacio Vertical (Ey) Espacio Horizontal (Ex) Conductores verticales: Conductores Horizontales: Lc: h:

Ver Diagrama

m m

70 70

4900

m

Cantidad de varillas: Largo:

7

11 11 1540

D

m (Longitud total de la malla) m (Profundidad de la malla)

0.50

2.4

m

LR:

0

m

Lm:

1540.00

m

Lt:

1540.00

m

2

m m

7

0

Parámetros eléctricos Ts:

0.2

s (Tiempo de duración de la falla)

3I0:

7233.69

Calcular 

A (3XI0 Corriente de falla)

Conductor de la malla Tipo: Conductividad: Factor αr:

K0 a 0ºC: Tm: ρr a 20ºC:

TCAP: Tipo de Union: Temp Max de la Union: Ta:  Akcmil:  Area minima: Diámetro mínimo:

40 % respecto al cobre puro 0.00378 @20ºC [1/ºC] 245 1084 [ºC] (Temperatura de fusion) 4.4 [μΩ·cm] 3.85 [J/cm3·ºC] Capacidad termica

IEEE 80-2000 Sec 11.3 Tabla 1 Con temperatura de referencia 20ºC

450 ºC 40 ºC (temperatura ambiente) 33.83 kcmil Características mínimas del conductor 17.14 mm2 de tierra 0.0047 mm

Conductor de diseño:

área: diámetro:

107.20 mm2 0.0117 mm

Factores de paso y toque K: Cs: Peso de la persona:

Es: Et:

-0.72 (factor de reflexión) 0.74 (factor de reducción) kg 4262.90 V (Voltaje de paso Max, para el peso indicado) 1329.02 V (Voltaje de toque Max)

Resistencia de la malla Rg:

2.78 Ω (Resistencia de la malla)

Corriente de Malla IG:

2.10

kA

Incremento de potencial GPR:

5826.87 V (Incremento de potencial en la malla)

Voltaje de malla Em:

1080.77 V (Voltaje de la malla en falla)

Voltaje de paso Es:

676.75 V

El Diseño cumple con la norma

Calcular 

Geometría de la Malla de puesta a tierra

70 m

  m    0    7

7m Vista de planta Referencial 

7m

Capa Superficia Nivel del suelo 0,102 m 0,5 m

Malla de Puest Vista Lateral Referencial  No se muestran los electrodos

VOLVER

l

a tierra

Corrientes de falla (I0) E: Rf: R1: R2: R0: X1: X2: X0:

Io:

13.8 0

kV (Voltaje del sistema L-L) Ω (Resistencia en la falla)

0.085

Ω (Resistencia de secuencia positiva del sistema)

0.085

Ω (Resistencia de secuencia negativa del sistema)

0.034

Ω (Resistencia de secuencia cero del sistema)

1.142

Ω (Reactancia de secuencia positiva del sistema)

1.142

Ω (Reactancia de secuencia negativa del sistema)

1.014

Ω (Reactancia de secuencia cero del sistema)

2.41 kA (Corriente de falla)

Tipo de Falla L-G L-L-G

Volver 

Convertir a complejo Rf: 0 R1: 0,085 R2: 0,085 R0: 0,034 X1: 1,142i

ln lln 0,204+3,298i lg llg

X2: X0:

E xr

1,142i 1,014i

7967,43371481684 16.16666667

tipo de falla 1 2411.23 1970.23

Calculo de corriente de malla IG 3I0: Ts: X/R: Df: Sf: IG:

Corriente de malla

7.23 0.2

kA (Corriente de falla) s (Tiempo de duracion de la falla)

Usar 3I0 Introducir Valor

1.125

Relacion X/R Factor de decremento Factor de división

0.60

2.10 kA

Volver 

3.11 kA

2

4.88

calculada

Tabla 10 (IEEE-80)

Duracion de la falla Segundos Ciclos 0.00833 0.5 0.05 3 0.1 6 0.2 12 0.3 18 0.4 24 0.5 30 0.75 45 1 60

X/R=10 1.576 1.232 1.125 1.064 1.043 1.033 1.026 1.018 1.013

Factor de decremento X/R=20 X/R=30 1.648 1.675 1.378 1.462 1.232 1.316 1.125 1.181 1.085 1.125 1.064 1.095 1.052 1.077 1.035 1.052 1.026 1.039

X/R=40 1.688 1.515 1.378 1.232 1.163 1.125 1.101 1.068 1.025

ts X/R

4 10 20 30 40 2

Tabla 1 (IEEE 80-2000 sec 3.11) Constantes de materiales Tipo de material Cobre Puro Cobre Comercial  Acero recubierto de cobre  Acero recubierto de cobre Barra de acero recubierto de cobre  Aluminio grado EC  Aluminio 5005  Aluminio 6201  Acero recubierto de aluminio  Acero 1020 Barra de acero recubierto de acero inoxidable Barra de cobre recubierto de Zinc  Acero inoxidable 304

3

Conductividad del material %

Factor αr  @ 20ºC [1/ºC]

K0 a 0ºC (0ºC)

100 97 40 30 20 61 53.5 52.5 20.3 10.8 9.8 8.6 2.4

0.00393 0.00381 0.00378 0.00378 0.00378 0.00403 0.00353 0.00347 0.0036 0.0016 0.0016 0.0032 0.0013

234 242 245 245 245 228 263 268 258 605 605 293 749

Temperatura de fusion Tm [ºC] 1083 1084 1084 1084 1084 657 652 654 657 1510 1400 419 1400

ρr a 20ºC [μΩ·cm]

1.72 1.78 4.4 5.86 8.62 2.86 3.22 3.28 8.48 15.9 17.5 20.1 72

TCAP Capacidad termica [J/cm3·ºC] 3.42 3.42 3.85 3.85 3.85 2.56 2.6 2.6 3.58 3.28 4.44 3.93 4.03