Medida de la resistencia de puesta a tierra Tweet Tweet 13 Resumen:
Se analizan los principales factores que deben considerarse a n de obtener una precisa medición de la resistencia de puesta a tierra en sistemas eléctricos, especialmente el sistema de medición de la geometría, incluidas las distancias mínimas que deben tenerse en cuenta. 1. Introducción . Naturaleza física de la resistencia de la tierra 3. Método de medición !. Método de Caída de Potencial ". Equipos de medicion de resistencia de puesta a tierra #. Figuras del documento
Introducción: $l sistema de tierra es un elemento esencial para el sistema eléctrico de seguridad % es necesario para& •
•
'ermitir la acti(ación de los dispositi(os de protección cuando )a% un defecto de aislamiento eléctrico. eléctrico. $cualizar el potencial de las piezas conductoras que se puede acceder de manera simult*nea, con el potencial de la tierra circundante, a n de e(itar que las personas sean e+puestas a (oltaes peligrosos.
•
'ermitir que el ra%o de energía se disipe en condiciones de seguridad.
•
-educir las interferencias electromagnéticas.
ebido al )ec)o de que se trata de un sistema dise/ado para garantizar la seguridad, su ecacia debería ser (ericada. 0a difusión del (alor de resistencia es el par*metro m*s rele(ante para poner a prueba un sistema de suelo de calidad % la capacidad para lle(ar a cabo su función. Sin embargo, la correcta medición de este par*metro necesita cumplir (arios requisitos, que ser*n analizados en este documento. subir
Naturaleza física de la resistencia de la tierra: 0a comprensión de la tierra, la resistencia física natural nos a%udar* a e(aluar las condiciones que deben cumplirse para obtener una correcta medición. Seg2n su denición, las resistencias de dos terminales % su resistencia se dene como el cociente de la tensión aplicada sobre los terminales % la circulación actual entre ellos como consecuencia de esa tensión. $l (alor de la resistencia Eq.1 Ecuación 1 4 -5p.06 A4 depende del tipo de material resisti(idad4 % sus dimensiones físicas supercie % longitud de la resistencia4, como se muestra en la gura 1. Sólo uno de los terminales es e(idente en la resistencia de la tierra. 7on el n de encontrar el segundo terminal se debe recurrir a su denición& la Resistencia de la ierra es la resistencia que e!iste entre la electricidad accesi"le por un electrodo enterrado # otro punto de la tierra , que est* mu% leos 8igura 4.
0a idea es que alrededor del (olumen de la tierra cerca de un electrodo enterrado, a tra(és de una corriente in%ectada, todo el planeta es el (olumen equipotencial relacionado con la corriente. 7ualquier punto de (olumen equipotencial 8igura 34 puede ser considerado como el segundo electrodo de la resistencia de tierra. 7on el n de usticar la declaración anterior, (amos a analizar geométricamente la resistencia en la zona del electrodo enterrado que, en el siguiente eemplo, se supone es semiesférica 8igura !4. 0a corriente que se in%ecta en la tierra a tra(és de los electrodos enterrados sale en todas direcciones, con una densidad uniforme suponiendo que el terreno sea )omogéneo eléctricamente4, % posteriormente debe pasar a tra(és de las distintas capas que se ilustran en la gura !. 7ada capa ofrece una resistencia al paso actual, que es proporcional a la resisti(idad del terreno % la capa de espesor longitud de la resistencia en la 8igura 14, e, in(ersamente proporcional a la capa de la zona, de acuerdo con eq.1. 9 continuación, la resistencia total es la suma de muc)as peque/as resistencias en serie. $l espesor se dene arbitrariamente como lo sucientemente delgado como para e+aminar tanto las supercies de la capa de la misma zona requisito necesario para aplicar eq. 14. -ealmente, el espesor es innitesimal % la suma de las resistencias es un integrante como se indica en la eq. , donde r : es el radio del )emisferio enterrado.
7on el n de permitir una m*s f*cil (isualización física del fenómeno, nos podemos imaginar la estructura de una cebolla, formada por un gran n2mero de capas mu% delgadas, cada una de las cuales representa una de las resistencias de la serie. $l concepto importante que se obser(a es que, desde el terreno de resisti(idad se suponía que iba a ser )omogénea % el espesor de las capas es el mismo, el 2nico elemento que se modica aumenta4, a medida que desaparece el electrodo de la supercie, es de la capa. $n la gura !, se puede obser(ar que la supercie S3 es muc)o m*s grande que la supercie S1. 7uando la supercie aumenta, la resistencia disminu%e en la misma proporción %, por tanto, la contribución )ec)a por las capas remotas a la resistencia total tiende a ser insignicante. 7*lculos de un electrodo )emisférico muestran que en la región m*s cercana, a una distancia equi(alente a 1: (eces el radio del electrodo, en el ;:< del total se concentra la resistencia. $n otras palabras, la resistencia de las capas situadas fuera de este *mbito no es signicati(a. = como no )a% resistencia, no )a% caída de potencial. >ien. $n consecuencia, fuera de la región m*s cercana al electrodo llamado zona de resistencia4, toda la tierra est* en el mismo potencial. subir
Método de medición: 7on el n de medir la resistencia de puesta a tierra , tenemos que aplicar un (oltae entre sus terminales que pro(oca la circulación de una corriente a tra(és de él. ?no de los terminales es el sistema de acceso a tierra en contacto con $. 0a segunda, de acuerdo con la denición, es cualquier otro punto de la tierra, que realmente est* muy lejos de la primera. 7on el n de lle(ar a cabo la medición, debemos cla(ar un electrodo au+iliar @ en ese punto. $l segundo electrodo tendr* ine(itablemente su propia tierra, la resistencia % la zona de resistencia. Si nos amos en la gura ", (eremos que& 1. Auestro obeti(o es medir la resistencia de la tierra del electrodo $. Sin embargo, si una resistencia de medición con(encional entre los puntos $ % @ se lle(a a cabo mediante la medición de la tensión % la corriente circulante, se obtiene la suma de la resistencia de la tierra de ambos electrodos % no la resistencia de tierra del electrodo $. 0a diferencia puede ser mu% importante puesto que, debido a su propia condición de au+iliar de electrodos, las dimensiones de @ son mu% peque/as en comparación con $, por lo que su contribución a la resistencia total puede ser mu% importante % la probabilidad de un error es considerable. . $l concepto de BlejosB, utilizado anteriormente sin )acer m*s precisiones, es a)ora aclarado. e )ec)o, se puede considerar que el electrodo au+iliar @ est* lo sucientemente leos del sistema de resistencia de la tierra que se mide cuando sus respecti(as zonas de resistencia no se solapan. $n tal caso, todo el (olumen que queda fuera de las zonas de resistencia est*, mu%
apro+imadamente, en el mismo potencial, lo que )ace posible el desarrollo del siguiente método de medición. subir
Método de Caída de Potencial ?n tercer electrodo S se utiliza con el n de e(itar el error introducido por la resistencia de tierra del electrodo de @, la (ara S se ubicó en cualquier punto fuera de las zonas de inCuencia de $ % @, dando como resultado una geometría similar a la mostrada en la 8igura #. $ste acuerdo se conoce como caída de 'otencial % el método es el m*s com2nmente utilizado para la medición de la resistencia de la tierra, en la que la separación de las zonas de resistencia se obtiene con un grado razonable de distancias entre los electrodos. 0a corriente circula a tra(és del sistema terrestre $ % el electrodo au+iliar @, % la tensión se mide entre $ % el tercer electrodo S. $sta tensión es la caída de potencial que la corriente de prueba produce en la resistencia del sistema terrestre, -+, que en esta forma se puede medir sin ser afectada por la tierra, la resistencia de la (arilla @. subir
La regla 62% Duc)as publicaciones que )acen referencia al Détodo de caída de potencial indican que, con el n de obtener una medida correcta, los tres electrodos deben estar bien alineados % la distancia entre $ % S debe ser el #1,E< de la distancia entre $ % @ 8igura F4. $ste concepto pro(iene de un cuidadoso desarrollo matem*tico para el caso particular de un electrodo )emisférico. Sin embargo, esta conguración no es f*cil de aplicar en la (ida real. $l primer problema al que se enfrenta es que la geometría de la tierra real es complea % difícil de asimilar con un )emisferio con el n de determinar con precisión su centro, a partir del cual las distancias se pueden medir con precisión suciente. 9dem*s, en las zonas urbanas es difícil encontrar lugares donde colocar las barras, % es raro que )a%a lugares disponibles que coincidan en su posición con los requisitos de la regla del #< en relación a la alineación % las distancias4. 9fortunadamente, usando los mismos c*lculos del método anterior podemos deri(ar otra geometría, que es m*s f*cil de aplicar. 7onsidere la posibilidad de unir $ % @ con la línea recta que cruza ese segmento en su punto medio % que es perpendicular al segmento mencionado. 9l colocar el electrodo en cualquier punto de la línea recta los (alores medidos de la resistencia se sit2an entre :,E" % :,;" del (alor real de la resistencia de la tierra del electrodo. 0uego, multiplicando el (alor medido por 1,11 de la resistencia a tierra correcta se obtiene el (alor, con un error inferior a G "<. También se obser(ó que a medida que el (oltae del electrodo se alea del segmento de $@, la zona en la que el (alor medido se encuentra dentro del rango indicado de la tolerancia pasa a ser m*s amplio, con lo que el método pasa a ser m*s tolerante a los cambios en la posición de la tensión en el electrodo.
Tal (ez el error de la propuesta pueda parecer demasiado alto. 7on el n de e(aluar este punto, (amos a citar al r Tagg& B... tengamos en cuenta que no es necesario un alto grado de precisión. $rrores de "H1:< Ien la medición de la resistencia a tierraJ se pueden tolerar ... $sto se debe a que una resistencia de tierra puede (ariar con los cambios de clima o temperatura, %, %a que tales cambios pueden ser considerables, no tiene sentido esforzarse en conseguir muc)a precision.B subir
Eui!os de medicion de resistencia de !uesta a tierra
•
•
0os telurometros D-?H1::6D-?H1:1 son equipos port*tiles que miden la resistencia de puesta a tierra % la resisti(idad por el método de Kenner. $l instrumento puede medir resistencia % resisti(idad con , 3 ó ! electrodos.
•
$l equipo puede alimentarse con pilas est*ndar tipo 7 o con baterías.
•
0as medidas pueden simplicarse usando pinzas de corriente.
Condiciones normales de operación: •
7orrientes err*ticas durante la medida 97L7& ma+. !M.
•
7orriente de prueba& ma+. "m9.
•
Dedida de tensión& ma+. !:M.
•
8recuencia de la corriente de prueba& 1E@z.
•
Temperatura de trabao& :..!:N7.
•
Tensión de alimentación para recargar la batería4& 3:M.
$epa m%s so"re la medida de resistencia de puesta a tierra con elurometros en la sección elurometros
subir
"iguras del documento
•
•
subir
subir
•
subir
subir
•
•
subir
•
•
subir
subir
Método de la caída de !otencial $l método de la caída de potencial se emplea para medir la capacidad que tiene un sistema de cone+ión a tierra o un electrodo indi(idual de disipar energía de una instalación.
O7ómo funciona el método de caída de potencialP $n primer lugar, se debe desconectar el electrodo de tierra en cuestión, de su cone+ión a la instalación. $n segundo lugar, se conecta el comprobador al electrodo de tierra. 9 continuación, para realizar la comprobación por el método de caída de potencial de 3 )ilos, se colocan dos picas en el terreno en línea recta aleadas del electrodo de tierra. @abitualmente, una separación de : metros es suciente. 'ara obtener m*s información sobre cómo colocar las picas, consulte la sección siguiente.
$l 8luQe 1#" genera una corriente conocida entre la pica e+terior pica au+iliar4 % el electrodo de tierra %, mide, de forma simult*nea, la caída de potencial entre la pica interior % el electrodo de tierra. Dediante la 0e% de R)m M 5 -4, el medidor calcula de forma autom*tica la resistencia del electrodo de tierra. 7onecte el comprobador de resistencia de tierra tal % como se muestra en la imagen. 'ulse ST9-T niciar4 % lea el (alor de -$ resistencia4. se es el (alor real del electrodo de cone+ión a tierra que se est* comprobando. Si este electrodo de 'rofundidad del electrodo de tierra istancia
9 la pica interior distancia
9 la pica e+terior distancia
m
1" m
" m
3m
: m
3: m
#m
" m
!: m
1: m
3: m
": m
cone+ión a tierra est* conectado en paralelo o en serie con otras (arillas de toma de tierra, el (alor de -$ es el (alor total de todas las resistencias. O7ómo se colocan las picasP 'ara conseguir el ma%or ni(el de e+actitud al realizar la comprobación de resistencia con el método de caída de potencial de 3 )ilos, es fundamental que la sonda se coloque fuera del *rea de inCuencia del electrodo de cone+ión a tierra que se est* comprobando % la toma de tierra au+iliar.
Si no se coloca fuera del *rea de inCuencia, las zonas ecaces de resistencia se superponen e in(alidan cualquier medición que esté realizando. 0a tabla es un guía para conocer la conguración apropiada de la sonda pica interna4 % la toma de
tierra au+iliar pica e+terior4. 'ara comprobar la e+actitud de los resultados % garantizar que las picas est*n situadas fuera del *rea de inCuencia, (uel(a a colocar la pica interna sonda4 mo(iéndola 1 metro en cada dirección % (uel(a a realizar la medición. Si se produce un cambio importante en la lectura 3:<4, debe aumentar la distancia entre la (arilla de toma de tierra que se est* midiendo, la pica interior sonda4 % la pica e+terior toma de tierra au+iliar4 )asta que los (alores medidos sean lo sucientemente constantes al (ol(er a colocar la pica interior sonda4.
