Sistemas Puesta a Tierra (Spat)

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA 1- CONCEPTOS BASICOS 2- TIERRAS DE SUBESTACIONES

3- TIERRAS DE PARARRAYOS 4- TIERRAS DE PROTECCION EQUIPOS Y ESTATICA

5- TIERRAS DE COMPUTADORES

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA 1- CONCEPTOS BASICOS NEUTRO :

CONDUCTOR POR EL QUE RETORNAN LAS CORRIENTES DE LOS EQUIPOS O UNA SUMA DE ESTAS

TIERRA DE SEGURIDAD :

SISTEMA QUE GARANTIZA LA UNION ENTRE LAS PARTES METALICAS EXPUESTAS A SER TOCADAS POR LAS PERSONAS Y LA TIERRA FISICA, CON EL FIN DE BRINDAR PROTECCION

CONDUCTOR QUE GARANTIZA LA CONEXION FISICA ENTRE LAS PARTES METALICAS EXPUESTAS A FALLAS Y EL PUNTO DE CIERRE DEL CIRCUITO QUE ALIMENTA DICHAS FALLAS. SOLO LLEVA CORRIENTES CUANDO HAY FALLAS. TIERRA DE SISTEMA QUE GARANTIZA EL REFLEJO DE LA TIERRA FISICA Y LA DESCARGA ATIERRA DE LAS CORRIENTES PROVENIENTES DE PARARRAYOS : DESCARGAS ATMOSFERICAS (RAYOS) TIERRA PARA SISTEMA QUE PERMITE EL DRENAJE DE CARGAS ESTATICAS PRODUCIDAS POR FRICCION EN PARTES MOVILES AISLADAS ESTATICA : ES LA MALLA DE TIERRA DEL SISTEMA ELECTRICO DE ALIMENTACION MALLA DE TIERRA LA CUAL CUMPLE UN OBJETIVO DE TIERRA DE PROTECCION PARA CORRIENTES DE FALLA DEL SISTEMA DE POTENCIA. PARA S/E : SISTEMA DE TIERRA IDEAL DONDE NO SE MUEVEN CARGAS ELECTRICAS TIERRA REMOTA : ES DECIR DONDE EL POTENCIAL ES EFECTIVAMENTE CERO.

CONDUCTOR DE TIERRA:

TIERRA DE REFERENCIA :

ES UNA MEDIDA DEL POTENCIAL CERO QUE UTILIZAN LOS EQUIPOS ELECTRONICOS. EL VALOR DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA DETERMINA QUE TAN ESTABLE ES ESTA REFERENCIA.

TENSIÓN DE CONTACTO

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

GENELEC LTDA

SELECCIÓN DEL CONDUTOR

DETERMINACION DE TENSIONES TOLERABLES TENSION DE PASO

TENSION DE TOQUE Posibles tensiones que se pueden presentar

Tensión de paso

Tensión de malla

Tensión de toque

Et Ep Perfil de tensiones en la superficie

Em

Tensión transferida

TENSIÓN DE PASO

LA RESISTIVIDAD TIPO DE MATERIAL COBRE PURO ALUMINIO SUELOS MAS COMUNES LAMA HUMUS LIMO ARCILLAS TIERRA DE JARDIN CALIZOS FISURADOS CALIZOS COMPACTADOS GRANITO ARENA COMÚN BALASTO

RESISTIVIDAD P ( - Mt) 1,6 X 10-8 2,7 X 10-8 5 A 100 10 A 150 20 A 100 80 A 330 140 A 480 500 A 1000 1000 A 5000 1500 A 10000 3000 A 8000 10000 A 20000

RESISTIVIDAD

MAXIMOS VALORES DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA RECOMENDADOS

PARA TORRES DE LINEAS DE TRANSMISION PARA ESTATICA

20 

15 

PARA SUBESTACIÓN DE POSTE

10 

PARA SUBESTACIÓN DE 13.2 kV

5

PARA COMPUTADORES

3

PARA EQUIPOS DE COMUNICACIONES

5

PARA SUBESTACIÓN DE 34.5 kV

5

PARA SUBESTACIÓN DE 115 kV

1

PARA PARARRAYOS

1

FACTORES QUE DETERMINAN LA RESISTIVIDAD DEL SUELO • TIPO DE SUELO ( NATURALEZA GEOLOGICA, ESTRATIGRAFIA) • COMPOSICION QUIMICA DE LAS SALES DISUELTAS EN EL AGUA CONTENIDA EN EL SUELO • CONCENTRACION DE LAS SALES DISUELTAS EN EL SUELO

• NIVEL DE HUMEDAD Y DE LAS AGUAS SUBTERRANEAS • TEMPERATURA O NIVEL DE CONGELACION DEL SUELO • LA GRANULOMETRIA DEL SUELO • EL GRADO DE COMPACTACION Y PRESION DEL SUELO

VARIABLES INTER-RELACIONADAS E INTERACTUANTES

• HUMEDAD

• PLASTICIDAD

• RESISTIVIDAD

• CAPACIDAD

• CONDUCTIVIDAD

• MEDIDA

• PROFUNDIDAD

• CONEXION

• SALINIDAD

• COMPACTACION

• SOLUBILIDAD

• TEMPERATURA

• POROSIDAD

• ESTADO DE ASOCIACION

• INTERCAMBIO CATIONICO

• CORROCION

• ABSORCION

• ESPACIAMIENTO BASAL

• ADSORCION

• ALKALINIDAD

5. PROCEDIMIENTO PARA CALCULO DE MALLA A TIERRA 5.1

MEDIDAS DE CAMPO Entre los métodos para la medición de la resistencia de puesta a tierra de un determinado terreno tenemos:  Método de la caída de potencial  Método de intersección de curvas.  Método de la regla del 62%  Método de inclinación de las curvas.  Método de estrella triángulo  Método de los cuatro potenciales.  Método de la utilización de una canilla.  Método de utilización de electrodos auxiliares planos.  Método de Wenner o de los cuatro electrodos.

METODOS DE MEDICION A. RESISTIVIDAD DEL TERRENO 1. POR TOMA DE MUESTRAS 2. ARREGLO DE CUATRO ELECTRODOS 3 .ARREGLO SCHLUMBERGER O DE GRADIENTE

4. ARREGLO WENNER O DE POTENCIAL 5. ARREGLO DE POLOS 6. ARREGLO DE DIPOLOS

7. ARREGLO POLO - DIPOLO 8. DE DOS ELECTRODOS 9. POR MEDIDA DE RESISTENCIA

METODOS DE MEDICION B. DE RESISTENCIA DE PUESTA ATIERRA 1. DE CURVA DE CAIDA DE POTENCIAL 2. DE LA REGLA DEL 62% 3 .DE LOS CUATRO POTENCIALES O DE TAGG

4. DE LA PENDIENTE 5. DE INTERSECCION DE CURVAS 6. DE TRIANGULACION O DE NIPPOLD 7. ESTRELLA TRIANGULO 8. POR CORRIENTE INYECTADA

9. POR TENSIÓN INDUCIDA 10. CON REFERENCIA NATURAL

Método de Frank Wenner Amperimetro

Fuente alterna

Voltimetro

a

1

a

a

2

3

b

4

REQUISITOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA 1. EL VALOR DE LA RESISTENCIA DEBE SER EL ADECUADO PARA CADA TIPO DE INSTALACION 2. DEBE GARANTIZAR CONDICIONES DE SEGURIDAD A LOS SERES VIVOS 3. LA VARIACION DE LA RESISTENCIA DEBIDA A CAMBIOS AMBIENTALES DEBE SER MINIMA 4. SU VIDA UTIL DEBE SER MAYOR DE 20 AÑOS 5. PERMITIR A LOS EQUIPOS DE PROTECCION DESPEJAR RAPIDAMENTE LAS FALLAS 6. ALTA CAPACIDAD DE CONDUCCION Y DISIPACION DE CORRIENTE 7. EVITAR RUIDOS ELECTRICOS 8. DEBE SER RESISTENTE A LA CORROSION 9. SU COSTO DEBE SER LO MAS BAJO POSIBLE, SIN QUE SE COMPROMETA LA SEGURIDAD

CARACTERÍSTICAS DE UN SUELO ARTIFICIAL 1. QUE NO GENERE RIESGO PARA QUIENES LO MANIPULEN O PARA LOS ANIMALES

2. QUE SEA FACIL DE ALMACENAR, TRANSPORTAR Y APLICAR 3. QUE RETENGA LA MAYOR HUMEDAD POSIBLE, EL MAYOR TIEMPO POSIBLE 4. QUE NO REQUIERA HIDRATACION PREVIA CON AGITACION 5. QUE SEA MUY ESTABLE

6. QUE SEA IMPERECEDERO 7. QUE SU COSTO NO SEA TAN ELEVADO 8. QUE NO DAÑE LOS SUELOS NATURALES DONDE SE APLIQUE 9. QUE PENETRE ENTRE LAS GRIETAS O FISURAS

CARACTERÍSTICAS DE UN SUELO ARTIFICIAL 10. QUE LOS PROCESOS QUIMICOS ORIGINADOS SEAN REVERSIBLES 11. QUE NO PRESENTE MIGRACIONES CON EL TIEMPO 12. QUE TENGA ALTA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO

13. QUE SEA TIXOTROPICO 14. QUE SU PH SEA ALCALINO (MAYOR DE 7) 15. QUE SU PERMITIVIDAD SEA MAYOR DE 10 16. QUE TENGA UNA BAJA RESISTIVIDAD (MENOR A 1 m

17. QUE COMBINE LA CAPACIDAD DE ABSORCION CON LA ADSORCION 18. QUE NO CAMBIE SUS PROPIEDADES CON TEMPERATURAS HASTA DE 1100 OC 19. QUE NO PERMITA ALIMENTACIÓN DE BACTERIAS

ANALISIS TEORICO RESISTIVIDAD DEL SUELO

1 Metro

1 Metro

V A

DISEÑO DE LA MALLADE TIERRA a

b

l

PREPARACION DEL TERRENO METODO TRADICIONAL - CARBON MINERAL, SAL NUEVOS METODOS

- HIDROSOLTA - FAVIGEL

TENDIDO DEL CONDUCTOR MEDIDA DE CORRIENTES DE TIERRA

TIPOS DE PUESTAS A TIERRA DE PROTECCION DE APARATOS DE HERRAMIENTAS PORTATILES

TEMPORALES DE BAJA TENSION DE MEDIA TENSIÓN DE ALTA TENSIÓN PARA MANTENIMIENTO EN VIVO

DE SERVICIO DE ALTA FRECUENCIA DE CORRIENTE CONTINUA DE EQUIPOS DE COMUNICACIONES DE EQUIPOS DE COMPUTO DE ESTATICA DE PARARRAYOS DE REFERENCIA DE SUBESTACIÓN CON IMPEDANCIAS

MEJORAMIENTO DE PUESTAS A TIERRA 1. ELECTRODOS MAS GRUESOS

6. AUMENTAR LA HUMEDAD

2. CAMBIAR LOS ELECTRODOS

7. INTRODUCIR CONCRETOS

3. INSTALAR MAS ELECTRODOS

8. INTRODUCIR GRAFITO

4. PROFUNDIZAR ELECTRODOS

9. INTRODUCIR SALES

5. HACER UNA MALLA

10. INTRODUCIR SUELOS ARTIFICIALES

CONSECUENCIAS DE NO TENER PUESTA A TIERRA • DISCONTINUIDAD DEL SERVICIO • FALLAS MULTIPLES A TIERRA (F - T; F - F)

• INCENDIOS POR ARCOS • DIFICIL LOCALIZACION POR FALLAS • TENSIONES ANORMALES SIN CONTROL • SOBRETENSIONES DEL SISTEMA DE POTENCIA • INCREMENTO DE COSTOS

PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DE PUESTA A TIERRA 1. FRECUENCIA: ANUAL 2. EPOCA: SECA 3. INSPECCIÓN VISUAL 4. MEDIR LAS MALLAS EN CONJUNTO 5. MEDICIÓN DE CADA ELECTRODO AISLADO 6. CADA 5 AÑOS SACAR LAS VARILLAS 7. ELIMINACION DE LOS DEFECTOS


2- TIERRAS DE SUBESTACIONES 2.1.-

SISTEMAS AISLADOS (DELTA)

2.2.-

SISTEMAS ATERRIZADOS 2.2.1.- SISTEMAS SOLIDAMENTE ATERRIZADOS 2.2.2.- SISTEMAS ATERRIZADOS CON RESISTENCIAS 2.2.3.- SISTEMAS ATERRIZADOS CON REACTANCIAS TRANSFORMADORES ZIG-ZAG

METODOS DE PUESTA A TIERRA 1- NEUTRO FLOTANTE 2- SOLIDAMENTE ATERRIZADO 3- POR RESISTENCIAS (ALTAS O BAJAS) 4- POR INDUCTANCIA

5- CON SINTONIA

SISTEMAS SOLIDAMENTE ATERRIZADOS




SISTEMAS ATERRIZADOS CON RESISTENCIAS O IMPEDANCIAS

PARARRAYOS DE PUNTAS

TIERRA DE PARARRAYOS

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

3- TIERRAS DE PARARRAYOS 3.1.-

SISTEMAS CONVENCIONALES

3.2.-

SISTEMAS NO CONVENCIONALES 3.2.1.- SISTEMAS DE GEL 3.2.2.- SISTEMA DE HIDROSOLTA


4- TIERRAS DE PROTECCION EQUIPOS Y ESTATICA 4.1.-

ATERRIZAJE DE EQUIPOS

4.2.-

ATERRIZAJE DE ESTRUCTURAS

4.3.-

ATERRIZAJE DE TUBERIAS Y BANDEJAS

4.4.-

ATERRIZAJE DE PANTALLAS

PUESTA A TIERRA EN ELECTRODOMESTICOS

CONEXIONES EN BAÑOS Y COCINAS

PUESTA A TIERRA DE MAQUINAS-HERRAMIENTAS

PUESTA A TIERRA EN MAQUINAS

PUESTA A TIERRA DE HERRAMIENTAS PORTATILES

PUESTA A TIERRA DE HERRAMIENTAS PORTATILES

PUESTA A TIERRA DE GRANDES MASAS METALICAS

CONEXIÓN DE PUESTA A TIERRA

PUESTA A TIERRA EN SUBESTACIONES

PUESTA A TIERRA EN SUBESTACIONES

PUESTA A TIERRA DE UNA OBRA

PUESTA A TIERRA DE MENSULAS Y ARMAZONES

PUESTA A TIERRA EN MAQUINAS

PUESTA A TIERRA CABINAS DE MEDIA TENSION

PUESTA A TIERRA DE PARTES MOVILES

PUESTA TIERRA MANTENIMIENTO EN VIVO

PUESTA A TIERRA PARA MANTENIMIENTO EN VIVO

VARILLAS DE PUESTA A TIERRA

CONECTORES DE VARILLAS DE PUESTA A TIERRA

VARILLAS DE PUESTA A TIERRA


5- TIERRAS DE COMPUTADORES 5.1.-

SISTEMA PUESTA A TIERRA UNICO O EN ESTRELLA

5.2.-

SISTEMA PUESTA A TIERRA MULTIPLE

5.3.-

MALLAS DE ALTA FRECUENCIA


SOLUCIONES Y RECOMENDACIONES

ANALISIS DEL SISTEMA ELECTRICO VERIFICACION DE ESQUEMAS DE TIERRA

DIAGNOSTICO DE CONDICION ANALISIS DE ANTECEDENTES DETERMINACION DE LOS PROBLEMAS CRITICOS SELECCION DE SOLUCIONES ESPECIFICAS

INSTALACION

CON PROBLEMA N-G TS2 10 A 5 A

10 A

5 A

10 A TP

TS1

5 A 11,400 V

120 V

5A

5 A

5 A

MULTIPLES TIERRAS + CONEXIONES N-G TS2

10 A 5 A

10 A

5 A

10 A TP

TS1 5 A 11,400 V 5A 2,5 A

120 V

5 A

5 A

2,5 A 2,5 A 2,5 A

2,5 A

LAZOS DE TIERRA MULTIPLES TS2 10 A 5 A

10 A

2,5 A 10 A 2,5 A TP

TS1 20 A 11,400 V 10 A

5 A

120 V

10 A

2,5 A 10 A 10 A

5 A

2 A 0,5 A

5,5 A

8 A 8 A

8 A

Instalación Correcta TS2 10 A 10 A 10 A TP

TS1 10 A

11,400 V

120 V

ESQUEMA DE TIERRAS

TABLERO DE DISTRIBUCIÓN UPS

UPS

SANTAFE DE BOGOTÁ DICIEMBRE DE 1997

BANCO DE BATERÍAS

L1

L1 L2 L3

L2

N

2 AWG

L1

L1

N

N

+-

T 2/0 AWG

2 AWG

T

2/0 AWG

L3 TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO

2/0 AWG

2 AWG

NOTA

2 AWG

TRANSFORMADOR DE BYPASS

BARRAJE DE TIERRA GENERAL

CONDUCTORES DE TIERRA INEXISTENTES Y NECESARIOS

MALLA ELECTRÓNICA GENELEC0/1997/PROYECTOS/CAUCASIA/TIERRAS.PRE

SISTEMA COLECTIVO DE PUESTA A TIERRA

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