ACTIVIDAD N°:
FECHA ENVIO:
5
30/05/2014
FECHA ENTREGA:
05/06/2014
TEMA:
Puesta Tierra para protección de equipos eléctricos y electrónicos
UNIDAD N° 1:
Fundamentos de las redes eléctricas
Comp!"#! $% &mpo'%"(&% #! $% p)!*'% '&!%+ M!#&#%* #! p!(%)(&," #! $% p)!*'% '&!%+
OBJETIVO:
R!*o$! $%* &"'!o%"'!* )! '&!"!" $o* !*')#&%"'!* %(!(% *o! $% p)!*'% '&!% %* m&*mo (o"o(%" $% &mpo'%"(&% #! $% m&*m%+ INDICADOR DE EVA.UACION: EVA.UACION: CA.IFICACIN
-ROB.EMA:
CRITERIOS DE EVALUACIÓN:
A criterio del docente de acuerdo al indicador de evaluación del Syllabus (algunos ejemplos:)
Siempr e (100%)
A veces (75%)
unc a (10%)
CAPACIDAD DE COMUNICACIÓN. EN EXPOSICIONES • • •
!esponde !esponde claramente a las preguntas "ue se le reali#an$ emuestra seguridad en el tratamiento de los temas$ &oma &oma en cuenta los elementos vocales y verbales (mantiene: tono, énfasis, claridad durante la presentación). Mantiene Mantiene el mismo tono de voz durante durante la exposición. exposición. Habla con claridad claridad y en forma coherente durante la exposición. esalta aspectos importantes del tema
•
&oman &oman en cuenta los elementos visuales'
(postura, viste de acuerdo a la ocasión, accesorios, !estos, ademanes). "ostiene una postura adecuada adecuada durante la exposición. #tiliza un vestuario adecuado adecuado para hacer la presentación
EN IMPRESOS •
ntrega documentación impresa y digital. ("i!uiendo las normas normas y convenciones convenciones para la escritura y sin falta de orto!raf$a) $ %a redacción del documento debe ser clara. &ebe incluir todas las fuentes de donde tomó la información.
•
umple con el *ormato' normas y estructura para la elaboración del documento.
APLICACIÓN DE VALORES. • • •
+untualidad$ 'ntre!a de trabao a tiempo !esponsabilidad !esponsabilidad ,tica$ 'l trabao es inédito y respeta la propiedad intelectual !esponsabilidad !esponsabilidad pro*esional$ pro*esional$ umple con las normas técnicas.
USO DE RECURSOS: • •
!ecursos !ecursos bibliogr-.cos .dedignos y con valide# cient/.ca !ecursos !ecursos tecnológicos adecuados
CAPACIDAD DE REFLEXIÓN. •
ncluye ejemplos claros "ue permiten un mejor entendimiento del tema$
CONOCIMIENTO TÉCNICO. •
estre#a con las erramientas in*orm-ticas$
TI-O DE ACTIVIDAD .UGAR I"'%($%*!
A.CANCE □I"#&&#)%$
□ x E7'%($%*! X G)p%$
FORMA
□T%$$! □8"'!*&* !*)!m%* □C%*o #! !*')#&o X I"!*'&%'&% □V&"()$%(&," (o" $% (o$!('&&#%#
□-9('&(% !" $%o%'o&o □-9('&(% !" ($%*! □R!*o$)(&," #! po$!m%* !!(&(&o* 7 E"*%;o %'()$o
x I"
RO.E8 = RE8-ON8ABI.IDADE8 DE .O8 -ARTICI-ANTE8 EN .A TAREA: NOMBRE E8TUDIANTE RO. DE8CRI-CIN Castillo Crespín Jimmy Franco Maldonado Roberto
INTRODUCCIN Los sistemas de puesta a tierra, contribuyen de forma importante a la protección y el buen funcionamiento de los sistemas de enería eléctrica! La red de puesta a tierra tiene la función de aranti"ar una referencia de potencial y permitir la circulación de corrientes no equilibradas! Pr#cticamente todos los equipos eléctricos y electrónicos necesitan estar conectados a una red de tierra! Las torres que sostienen las líneas de transporte est#n conectadas a tierra! Las subestaciones eléctricas requieren de una importante red de puesta a tierra que arantice el buen funcionamiento del sistema y la seuridad de las personas, animales y bienes que se encuentran en las cercanías! Las normas y recomendaciones nacionales e internacionales recoen una serie de criterios relati$os a la seuridad de las personas y a los materiales que
deben
utili"arse en la construcción de las redes de puesta a tierra! %n eneral las normas recomiendan las m#&imas tensiones tolerables de paso y contacto, así como la re$isión de los potenciales transferidos en una subestación o entre una subestación y el medio e&terno! La red de puesta a tierra debe ser capa" de tolerar corrientes de cortocircuito durante el tiempo transcurrido entre la producción del fallo y la actuación de las protecciones e interruptores que eliminan la falta, sin deteriorar sus propiedades mec#nicas ni eléctricas! También debe ser capa" de drenar corrientes inyectadas a tierra, pro$enientes de descaras atmosféricas o por actuación de los pararrayos frente a sobretensiones, sin producir diferencias de potencial sinificati$as que puedan ocasionar el deterioro prematuro de equipos importantes en la subestación, plantas industriales, edificaciones o líneas de transporte %n la actualidad la red de puesta a tierra de un sistema 'uea un papel muy importante en el apantallamiento de los sistemas de comunicaciones y control! Los ordenadores, los autómatas industriales y otros equipos electrónicos requieren condiciones muy concretas en lo referente a la puesta a tierra para su buen funcionamiento! Las redes de comunicación telefónicas con$encionales dependen en ran medida del sistema de puesta a tierra, tanto para la reducción de interferencias como para la protección contra las fuer"as electromotrices inducidas
2
MARCO TERICO 8&*'!m% #! p)!*'% T&!% (n sistema de puesta a tierra consiste en la cone&ión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para e$itar que se da)en los equipos en caso de una corriente transitoria pelirosa, o también que por falta de aislamiento en uno de los conductores y al quedar en contacto con las placas de los contactos y ser tocados por aluna persona pudiera ocasionarle lesiones o incluso la muerte!
O!'&o*
*rindar seuridad y protección a los seres +umanos
Proteer los equipos, instalaciones, aranti"ando estabilidad y correcta operación
%stablecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabili"ar la tensión eléctrica a tierra, ba'o condiciones normales de operación!
isipar la corriente asociada a descaras eléctricas producidas por fenómenos meteorolóicos y limitar las sobre tensiones eneradas!
ispersar las caras est#ticas a tierra!
E$!m!"'o* #! )" *&*'!m% #! p)!*'% % '&!%
%lectrodos de puesta a tierra!
*arra'es o conductores equipotenciales!
Conductores de enlace!
Puentes de cone&ión equipotencial!
Conectores y-o soldaduras!
Electrodo de !"et# # t$err#
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Los electrodos son elementos met#licos que permanecen en contacto directo con el terreno! %stos estar#n construidos con materiales inalterables a la +umedad y a la acción química del terreno! Por ello, se suelen usan materiales tales como el Cobre, el .cero al$ani"ado y el +ierro "incado! Para reali"ar un sistema de puesta a tierra se necesitan electrodos de tierra, los cuales e&isten de muc+os tipos, alunos me'ores que otros en ciertas características como el costo, entre otras! Los electrodos pueden ser artificiales o naturales! /e entiende por electrodos artificiales los establecidos con el e&clusi$o ob'eto de obtener la puesta a tierra, y por electrodos naturales las masas met#licas que puedan e&istir enterradas!
E$!('o#o "%')%$+> columnas, tubería de aua E$!('o#o A'&<&(&%$+> 0arilla de cobre!
IN8TA.ACIONE8 ?UE DEBEN 8ER CONECTADA8 A UN 8-AT @*&*'!m% p)!*'% % '&!% .l sistema de puesta a tierra que corresponda se1n su clasificación se conectar#n, 2 Los tomacorrientes y las masas met#licas de una instalación eléctrica del cualquiera sea su tipo! 2 Las estructuras met#licas y las armaduras de columnas y muros de +ormión! 2 Las instalaciones interiores e'ecutadas con conducciones met#licas correspondientes a los ser$icios de aua y calefacción así como calderas, depósitos, instalaciones de ascensores y montacaras, y en eneral toda estructura met#lica sea de índole fi'a, mó$il o pro$isoria que pueda quedar accidentalmente ba'o tensión! 2 Las instalaciones de pararrayos
4 as instalaciones de radioel,ctricas en general$
D$%ere&c$# e&tre &e"tro ' t$err#
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a di*erencia de estos dos elementos es "ue el neutro lo usamos como regreso de nuestra l/nea de alimentación o en otras palabras es por donde pasa la corriente de regreso a los postes de suministro el,ctrico$ +or otro lado la coneión a tierra' es la coneión "ue usamos para "ue circule la corriente no deseada o descargas el,ctricas acia tierra para evitar "ue da8en a e"uipos el,ctricos' electrónicos e incluso a personas' eplicado de otra *orma es la coneión "ue usamos para la protección personal y de e"uipos contra sobre tensiones o descargas el,ctricas de cual"uier tipo$
(") $&tr"*e&to e "t$l$+# !#r# *ed$r l# re$te&c$#, Para medir la resistencia se utili"a un instrumento denominado telurómetro!
%ste aparato se basa en el método de compensación y funciona con un enerador maneto de c!a!, que lle$a un transformador en serie de relación e&acta, es decir, que la intensidad por el primario es siempre iual a la del secundario!
Med$c$-& de l# re$t$$d#d del terre&o Re$t$$d#d del terre&o./ es la propiedad "ue tiene ,ste' para conducir electricidad' es conocida adem-s como la resistencia espec/.ca del terreno$
0Por 1") deter*$&#r l# re$t$$d#d del terre&o, 5
onocer la resistividad del terreno es especialmente necesario para determinar el dise8o de la coneión a tierra de instalaciones nuevas (aplicaciones en campo abierto) para poder satis*acer las necesidades de resistencia de tierra$ o ideal ser/a "ue encontrase un lugar con la menor resistencia posible$ +ero' como emos dico anteriormente' las malas condiciones del terreno pueden superarse con sistemas de coneión a tierra m-s elaborados$ a composición' el contenido en umedad y la temperatura in9uyen en la resistividad del terreno$ l terreno es rara ve# omog,neo y' la resistividad
del
mismo
var/a
geogr-.camente
y
a
diversas
pro*undidades$ l contenido en umedad cambia segn la estación del a8o' var/a en *unción de la naturale#a de las subcapas de la tierra y la pro*undidad del nivel de agua subterr-nea permanente$ ado "ue el terreno y el agua generalmente son m-s estables en estratos m-s pro*undos' se recomienda "ue las varillas de toma de tierra se colo"uen lo m-s pro*undo posible en la tierra' en el nivel de agua subterr-nea si *uera posible$ Asimismo' las varillas de toma de tierra se deben instalar en un lugar donde aya temperatura estable' por ejemplo' por debajo de la pro*undidad de la elada$ +ara "ue un sistema de coneión a tierra sea e.ca#' debe estar dise8ado para soportar las peores condiciones posibles$
0C-*o e c#lc"l# l# re$t$$d#d del terre&o de %or*# #&#l2t$c#, l procedimiento de medición "ue se describe a continuación emplea el m,todo ;enner aceptado universalmente y desarrollado por el r$ >$' en 1?15$ (<$ ;enner' A @etod o* @easuring art !esistivity Bull' ational Bureau o* Standards' Bull 12(6) 25C' p$ 67CD6?E 1?15F1E$)
L# %-r*"l# e: ividir GmiosDcent/metros entre 100 para convertirlos E
en GmiosDmetros$ Gbserve sus unidades$
E3e*!lo: 4# dec$d$do $&t#l#r #r$ll# de to*# de corr$e&te de tre *etro de lo&5$t"d e& " $te*# de co&ex$-& # t$err#. P#r# *ed$r l# re$t$$d#d del terre&o # tre *etro de !ro%"&d$d#d '# e ex!l$c- 1"e e &ece#r$o de3#r "&# e!#r#c$-& e&tre lo electrodo6 1"e e& ete c#o er2# de tre *etro. +ara medir la resistividad del terreno' inicie el comprobador
0C-*o e *$de l# re$t$$d#d del terre&o co& 7"8e 9;<, +ara medir la resistividad del terreno' conecte el comprobador de resistencia de tierra (9u=e 1E25) tal y como se muestra m-s abajo$
omo puede ver' se colocan en el terreno cuatro picas en l/nea recta e"uidistantes entre ellas$ a distancia entre las picas debe ser al menos 7
el triple "ue el valor de pro*undidad de la pica$ +or lo tanto' si la pro*undidad de cada pica es de 30 cm' asegrese de "ue la distancia entre las picas es como m/nimo de ?1 cm$ l
de
resistividad
del
terreno
a
menudo
se
ven
distorsionadas por la eistencia de corrientes de tierra y sus armónicos$ +ara impedir "ue esto ocurra' el
METODO8 DE MEDICIONE8 DE TIERRA8 E$ m'o#o #! !""! Consiste en medir la resisti$idad del suelo, para esto se insertar#n 3 electrodos en el suelo! Los cuatro electrodos se colocan en línea recta y a una misma profundidad de penetración, las mediciones de resisti$idad depender#n de la distancia entre electrodos y de la resisti$idad del terreno! /e disponen en líneas rectas y equidistantes, simétrica respecto al punto en el que se desea medir la resisti$idad de suelo, no siendo necesario que la profundidad de las piquetas, que para ello se utili"an, sobrepase los 45cm! %l aparato de medida es un telurómetro cl#sico, siendo los dos electrodos e&tremos los de inyección de la corriente de medida, 6, y los dos centrales, los
C
electrodos de medida de potencial 7iual a 4a en este8!
Método de los cuatro electrodos
%s el m#s utili"ado para determinar la resisti$idad del terreno! %n este procedimiento, se establece la resisti$idad, en función de la profundidad en la $ertical de un punto, +aciendo circula una corriente, 6, con ayuda de un enerador, 9 entre dos electrodos puntuales, de peque)as dimensiones, +incados en el suelo . y *! %n terreno +omoéneo, de resisti$idad P , el $alor del campo eléctrico, %, en el punto :, debido a la presencia de las caras eléctricas de sinos contrarios procedente de . y *, tiene por $alor
/i el Punto : est# situado en la mitad de .*, de tal forma que .:; :* ; &, queda
e donde se deduce la formula siuiente de la resisti$idad del suelo ba'o el punto :<
?
Puesto que el suelo raramente es +omoéneo, realmente la formula e&presa la resisti$idad aparentes de las capas e&istentes en el suelo ba'o en punto :, 'usto +asta la profundidad alcan"ada por el filete de intensidad de corriente media que circula entre los electrodos . y *! Pr#cticamente, el campo eléctrico, %, se determina por el cociente entre la diferente de potencial (c = (d que e&isten entre dos sondas de tierra, C y dispuesta simétricamente con relación a : y su separación, L!
%&presando la diferencia de potencial en función de la distancia respecti$a de los puntos C y con respecto a las corrientes >6 y =6, se tiene :
?, por tanto, la resisti$idad aparente , de las capas acumuladas del terreno deba'o del punto : ser#<
@ue es la formula eneral para la medida de la resisti$idad aparente del terreno, cualquiera que sean las lonitudes e&istentes entre los electrodos, despreciando la profundidad de enterramiento de las picas de medida! %l termino 7(c = (d8 - 6 es la resistencia R en o+mios, que proporcionan directamente los instrumentos de 3 bornes com1nmente utili"ados, cuyo circuito $oltimétrico se conecta a las tomas C y y el amperímetro a la . y *! %n el caso de que el suelo sea +omoéneo la resisti$idad aparente es idéntica a la resisti$idad real!
M'o#o D! $% T&!% (o"o(&#% %ste método consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo a probar y uno de resistencia despreciable!
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F&)% 1 M'o#o #! $% '&!% (o"o(&#% R7Ro
%n este método se +ace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, esta corriente se distribuye en forma similar a las líneas de fuer"a entre polos manéticos! %l incon$eniente de este método es encontrar los electrodos de resistencia conocida y los de resistencia despreciable!
M'o#o #! $o* #o* p)"'o* %ste método resulta de una simplificación del e&puesto precedentemente! %n este caso, se mide la resistencia total de la toma de tierra ba'o ensayo y de otra toma au&iliar, cuya resistencia de tierra se presupone despreciable frente a la primera! Como es de esperar, el $alor de resistencia que se obtiene de esta manera est# su'eto a randes errores cuando se usa para medir resistencias peque)as, pero en alunas ocasiones es muy pr#ctico para los ensayos Apor sí o por noA!
M'o#o #! $o* '!* p)"'o* , '&%")$%(&," Consiste en enterrar tres electrodos 7., *, B8, se disponen en forma de tri#nulo, tal como se muestra en la fiura , y medir la resistencia combinada de cada par< B>., B>*, .>*, siendo B la resistencia de puesta a tierra buscada y . y * las resistencias de los otros dos electrodos conocidas!
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Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el tri#nulo ser# determinada por la medida de $olta'e y corriente a tra$és de la resistencia! .sí quedan determinadas las siuientes ecuaciones< Método de la relación
%n este método la resistencia a medir, es comparada con una resistencia conocida, com1nmente usando la misma confiuración del electrodo como en el método de la caída de potencial! Puesto que este es un método de comparación, las resistencias son independientes de la manitud de corriente de prueba! La resistencia en serie R de la tierra ba'o prueba y una punta de prueba, se mide por medio de un puente el cual opera ba'o el principio de balance a cero .
M'o#o* #! m!#&(&," #! $% !*&*'!"(&% #! '&!% .lunos de estos medidores adem#s permiten reali"ar la medición de la resistencia de tierra mediante un método simplificado que en luar utili"ar como referencia las dos picas au&iliares se pueden utili"ar una tubería de aua o el propio neutro!
METODO.OGA / DI8EO DE INVE8TIGACIN
a metodolog/a utili#ada en el desarrollo de esta investigación a sido debido a mucos libros y p-ginas Keb con.ables como son =tt!:>>???.7"8e.co* ' @la +uesta a tierra de instalaciones 12
el,ctricas y el !$A$&L$ $ ada la tem-tica de esta investigación considero importante la utili#ación de una puesta tierra ya sea en el ogar o en un edi.cio o empresa' debido a los *allos el,ctricos "ue puedan ocurrir' para evitar da8os a los arte*actos el,ctricos y aun m-s importantes' salvaguardar vidas umanas$ +ara el correcto desarrollo del in*orme se a reali#ado una investigación resumida y con palabras entendibles para la *-cil comprensión de los lectores$
8O.UCIN O RE8U.TADO8
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CRITERIO8 -ER8ONA.E8 1+ ?) $o $$!, % (o"*&#!% !*'%* !*p)!*'%* (,mo 9$&#% !" ) *! <)"#%m!"'% /e fundamenta en la profunda in$estiación que se reali"ó de p#inas Deb y libros confiables y de alta calidad informati$a, lo cual nos ayudó muc+o aclarecer nuestras dudas debido a una f#cil compresión por parte de los autores!
2+ ?) po$!m%* *! p!*!"'%o" %$ mom!"'o #! !$%o% $% *o$)(&," %l tema que nos tocó reali"ar esta in$estiación, es un tema con demasiada información, a lo que nos referimos es que encontramos libros con cientos de p#inas,
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lo cual en parte nos ayudó muc+o porque es preferible tener un tema con muc+a información a un tema que care"ca de ella pero por otro lado no nos ayudó muc+o a la +ora de eleir información debido a que el tema de puesta tierra es muy e&tenso y se nos complicó muc+o a la +ora de elaborar nuestro informe y dar una e&posición no tan lara para que no se torne aburrida!
3+ ?) *! m! &o m9* <9(&$ !*o$! !" !*'! '%%o La elaboración de los criterios personales!
4+ C,mo '! %;)#, !*'! '%%o % %p!"#! %$o ")!o o % !
5+ -)!#!* #!*(&& %$)"%* !$%(&o"!* !"'! !*'! '%%o o'%* %*&"%')%* )! !*'%* !*')#&%"#o ; $% &#% !%$ %ste traba'o est# estrec+amente relacionado con nuestra carrera y cada uno de los aspectos de la $ida real ya que nuestros equipos eléctricos y electrónicos de nuestro +oar necesita de una puesta tierra para su protección y protección de la $ida +umana!
6+ ?) "o ! $o%#o (omp!"#! Como di'imos antes, el tema de puesta tierra es muy e&tenso, por lo cual +ay muc+as cosas que no loramos comprender!
+ ?) #!o m!o% Falta me'orar la capacidad in$estiati$a y la eficiencia al momento de recabar información!
CONC.U8IONE8 = RECOMENDACIONE8 Co"($)*&," .l concluir con este proyecto in$estiati$o se +a lleado a las siuientes conclusiones<
/e loró obtener un claro conocimiento de la importancia de la puesta tierra en los +oares u edificios! /e loró conocer cómo se calcula la resisti$idad del terreno de forma analítica! /e afian"aron los conocimientos en el uso del comprobador de resistencia de tierra 7fluEe GH8!
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R!(om!"#%(&," •
•
.ntes de utili"ar cualquier componente eléctrico se debe consultar e in$estiar el funcionamiento y el su correcto uso para e$itar la pérdida del mismo 7(so del fluEe GH8! /e recomienda tener precaución al momento de reali"ar una puesta tierra!
REFERENCIA8 BIB.IOGRKFICA8
Ro!$&o G%(% M9)! .% -)!*'% % '&!% #! &"*'%$%(&o"!* !$('&(%* ; !$ R+A+T+ +ttp<--booEs!oole!com!ec-booEsI id;i@i?yKRT3Cprintsec;frontco$erdq;puesta>tierra+l;essa;Bei;caG:(Ke% bPMs@/@s3L@*$ed;5C.@G.%D..N$;onepaeq;puestaO5tierraf;false
O*p&"% J%&m! A$!%"#o V%$!"(&% V!$9*)! C%$o* A$!'o C9#!"%* A)#!$o %$'! M%)&(&o V&$$% A(!!#o@200 F)"#%m!"'o* ! &"!"&!% #! $%* p)!*'%* % '&!%: R!*p)!*'%* %"'! <%$$%* !$('&(%* ; %;o* -&m!% !#&(&," ttp:FFboo=s$google$com$ecFboo=sM idH0Nl*d3rOsPpgH+A3Pd"HpuestaQtierraPlHesPsaHRPeiHcaEG>7e Ob+@sSs6BgPvedH0KEAKAgTvHonepageP"Hpuesta %20tierraP*H*alse
MANUA. DE TECNICA8 EN MEDICIONE8 DE 8I8TEMA DE -UE8TA A TIERRA+> 2000> T!*&* #! %#o+ U"&!*&#%# #! $% 8%$$! 8%"'%< #! Boo'9+
1E
