SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PROYECTO . Introducción: Un sistema de puesta a tierra es una parte, si no la más importante, de una ins instala talac ción ión eléc eléctr tric ica a y debe dárs dárse ele el tra tratami tamie ento nto acord corde e con con su trascendencia, el mismo permite salvaguardar la integridad tanto del personal como de los distintos equipos. Instalación de un sistema de puesta a tierra: Se recomienda seguir los siguientes pasos para lograr un adecuado sistema de puesta a tierra:
Clavar el electrodo de puesta a tierra, preferentemente a 1 metro de distanciamiento del poste, esto para tener una ona de influencia m!nima de resistencia resistencia mutua con el armaón armaón de "ierro "ierro del poste. poste. #e acuerdo acuerdo a e$periencias de empresas distribuidoras del medio, esto disminuye un 1%& el valor de la resistencia de puesta a tierra.
'ealiar uniones sólidas y seguras con conectores en las cone$iones varilla(conductor(transformador, evitar entorc"es aéreos, puesto que en condiciones transitorias se genera una reactancia elevada y por ello una impedancia de puesta a tierra de valor alto, la frecuencia de un rayo es alrededor de los )*+, - '/02 3)4f5
#ism #ismin inui uirr la resi resist stiv ivid idad ad del del suel suelo o me0o me0ora rand ndo o de form forma a natu natura rall o artificialmente.
Si el valor de puesta a tierra sigue fuera del valor recomendado por la norma, norma, es necesa necesario rio reali realiar ar la instal instalaci ación ón de contra contrapes pesos os con más electrodos.
Cuando se van a emplear más electrodos para me0orar la resistencia de puesta a tierra tierra del electr electrodo odo,, se debe debe realia realiarr una modela modelació ción n para para conseg conseguir uir el ob0etivo requerido, al emplear otro electrodo se produce una resistencia mutua entr entre e elec electr trod odos os vert vertic ical ales es prod produc ucié iénd ndos ose e área áreas s de tras trasla lape pe y ona onas s de influencia, provocando un incremento en la resistencia de puesta a tierra. 2a distancia m!nima es de 1.1 veces la longitud del primer electrodo, esto viene determinado por la ona de "emisférica producida por el electrodo.
6l obtener un valor ba0o de resistencia de puesta a tierra a partir de un con0unto de electrodos dispuestos en varias formas geométricas como l!nea recta, triángulo, cuadrado, circulo, malla, etc., se logra realiando modelaciones matemáticas para determinar las venta0as y limitaciones de cada uno. Considerando uniforme la resistividad del suelo, se analia los siguientes arreglos, para ver en qué manera se puede disminuir la resistencia de puesta a tierra. Disposición de la Puesta a Tierra Considerando un suelo conformado por dos capas, se analian arreglos, para ver en qué manera se pueden disminuir la resistencia de puesta a tierra del puesto de transformación, ba0o las siguientes consideraciones:
6n cada caso se calculan las resistencias de puesta a tierra, de la misma manera se considera necesario calcular los volta0es de paso y contacto que se presentan como producto de un caso de falla a tierra 3) +75 en bornes de un transformador de distribución.
2a longitud total de la varilla para todos los cálculos será de ).8 metros, de forma que la influencia de la resistividad aparente del terreno al aterramiento actué de forma similar en todos los casos de análisis, influyendo solamente la composición del terr eno.
9ara el análisis de seguridad, se toma el caso de un material superficial de gravilla o roca triturada.
Cálculo del sistema de puesta a tierra Se procedió a realiar mediciones de la resistividad del terreno donde será emplaado el puesto de transformación, obteniéndose los siguientes valores: (
encionamos en este punto que el color de la tierra era color café claro, donde se presentó ciertas dificultades para el clavado de 0abalinas de medición.
#istancia entre electrodos ;m< ) 8 B
étodo de edición =>enner=
'esistividad en 3?(m5 edición en l!nea recta
S! S! S!
)%@.A1 18%.@@ BA.A
1* 18
S! S!
[email protected] BD.%@
i!"# Cur$a de resisti$idad aparente %ona del estadio de Potos& Suelo 'ona del Estadio ( )&ctor A!ust&n U!arte(
Cuadro *+mero # Resultados estrati,icación suelo- %ona Estadio ()&ctor A!ust&n U!arte( Descripción 6spesor de la Capa superior
'esistividad de la capa superior 'esistividad de la capa inferior
Unidad ;m<
)alor )
;o"m(m< ;o"m(m<
D1D.B @@.%8
Seguidamente se procedió a evaluar distintas disposiciones de sistemas de puesta a tierra para evaluar cual es el más óptimo de todos, tanto en tener los valores de resistencia más ba0os como de brindar la mayor seguridad a personas. 6l primer sistema de puesta a tierra analiado es el siguiente: i!"." Aterramiento con una $arilla"
Se procedió a evaluar la resistencia que deberá poseer un valor menor a 1* o"mnios, para encontrarse dentro de los l!mites establecidos en las diferentes normas internacionales. 6l conductor a usar en el sistema de puesta a tierra será el de cobre desnudo )E* 7>F, y la 0abalina la de acero recubierta con cobre de %EB de pulgada de diámetro. 2a simulación realiada en el softare Cyme Frd, boto los siguientes resultados. Cuadro *+mero . Resultados Sistema de Puesta a Tierra # /a0alina Con,i!uración: # /a0alina Descripción Unidad 'esistencia de puesta a tierra Gensión de paso má$ima Gensión de paso calculada Gensión de Contacto á$ima Gensión de Contacto Calculada
?
'ona Estadio ()&ctor A!ust&n U!arte( 8.*B8
H H H H
1%@A.%% )@88.*% 8B1.18 AAD81.@
2o refle0ado en el cuadro anterior muestra que los valores de tensión tanto de paso como de contacto se encuentran por encima de los márgenes de seguridad, por lo cual la instalación de una sola 0abalina no representa el método más adecuado, además que la resistencia de puesta a tierra tiene valores muy por encima de los 1* o"mnios. 6l segundo sistema de puesta a tierra analiado es el siguiente: i!"1" Aterramiento con dos $arillas
2a configuración con dos 0abalinas, consiste en dos 0abalinas dispuestas en paralelo, a una distancia de D metros, enterradas a una profundidad de *.% m, e interconectadas mutuamente para formar una superficie equipotencial. Cuadro *+mero 1 Resultados Sistema de Puesta a Tierra . /a0alinas Con,i!uración: . /a0alinas Descripción Unidad 'esistencia de puesta a tierra Gensión de paso má$ima Gensión de paso calculada Gensión de Contacto á$ima Gensión de Contacto Calculada
?
'ona Estadio ()&ctor A!ust&n U!arte( )8.BAD
H H H H
))).%@ %%88.% AB*.8D 8D1*
2os valores calculados se encuentran por encima de la norma, a la ve de que se aprecia que las tensiones de paso y contacto en el momento de una falla son elevadas.
6l tercer sistema de puesta a tierra analiado es el siguiente: i!"2" Aterramiento con una malla de puesta a tierra
2a configuración con una malla de puesta a tierra, consiste en nueve 0abalinas, a una distancia de D metros entre s!, enterradas a una profundidad de *.% m, e interconectadas mutuamente para formar una superficie equipotencial.
Cuadro *+mero 2 Resultados Sistema de Puesta a Tierra de la malla Con,i!uración: Malla de 3 4 3 Descripción Unidad 'esistencia de puesta a tierra Gensión de paso má$ima Gensión de paso calculada Gensión de Contacto á$ima Gensión de Contacto Calculada
?
'ona Estadio ()&ctor A!ust&n U!arte( @.1)%
H H H H
)D88.A 1**A.@ @*.*@ 8D)*.B
9ara evitar los altos riesgos que ocasionar!an los altos potenciales de contacto se sugiere que los postes metálicos se encuentren correctamente aterrados, para evitar de esta manera situaciones de riesgo, sin embargo el diseIo anterior ofrece los niveles de resistencia de puesta a tierra más ba0os. 9ara evitar los altos riesgos de potenciales de contacto se sugiere que el poste donde se emplace el puesto de transformación, sea de madera y la ba0ante del pararrayos este correctamente aislada.