1 Puestas a tierra en C.TIntroducción Para tener una
visión de los fenómenos que ocurren alrededor del
electrodo de puesta a tierra , cuando se produce una
derivación de corriente a través del mismo, es
necesario conocer el camino que recorre dicha corriente de fuga o
defecto. La corriente de defecto , al alcanzar los electrodos ,
se introduce en el terreno, buscando el neutro del transformador
que alimenta el C.T. Como consecuencia de la tensión que
quedan los electrodos ( Vd=Rt*Id ), se tienen en las zonas
inmediatas a los mismos , en un radio de 20 o 30 m, tensiones
decrecientes desde Vd hasta cero.
2 Puestas a tierra en C.T
3 Puestas a tierra en C.T Los objetivos de una puesta a tierra
son: Protección de personas y bienes. Evacuación de
las corrientes de defecto y descarga. Reducir al mínimo
las transferencias de tensión e interferencias.
4 Puestas a tierra en C.T En los C.T , al igual que en las
instalaciones eléctricas en edificios , se exige una
correcta puesta a tierra. El sistema de puesta a tierra junto con
el dispositivo de interrupción de corriente ,
deberá asegurar la eliminación del riesgo
eléctrico debido a la aparición de tensiones
peligrosas, en el caso de contacto con las masas puestas en
tensión a causa de posibles defectos en la
instalación eléctrica o en la red unida a ella. El
reglamento de AT , MIE RAT 13, señala las
características de estas instalaciones.
5 Puestas a tierra en C.T En el C.T se pueden tener dos
instalaciones de puesta a tierra: La puesta a tierra de servicio.
La puesta a tierra de protección.
6 Puestas a tierra en C.T Puesta tierra de servicio: Neutro de
los transformadores que lo precisen ( TT , TN ) con neutro a
tierra directo o a través de resistencia o bobina. Neutro
de alternadores. Circuitos de baja tensión de
transformadores de medida. Limitadores , descargadores ,
autoválvulas, pararrayos para eliminación de
sobretensiones o descargas atmosféricas. Elementos de
derivación a tierra de los seccionadores de puesta a
tierra
7 Puestas a tierra en C.T Puesta tierra de servicio: La puesta a
tierra de servicio tendrá un valor tal que una intensidad
de defecto transmitida a la baja tensión no origine una
tensión de defecto superior a 1500 V. ( reglamento de baja
tensión MIE BT 17 que fija que la tensión
mínima de ensayo de las instalaciones de BT es 2U+1000
durante 1 min. , con un mínimo de 1500 V.
8 Puestas a tierra en C.T Puesta a tierra de protección
(Se pondrán a tierra las partes metálicas de una
instalación que no estén en tensión
normalmente pero que puedan estarlo a consecuencia de
averías , accidentes….. ): Chasis, bastidores de
aparatos de maniobra. Envolventes de armarios metálicos.
Puertas, vallas y cercas metálicas. Tuberías y
conductos metálicos. Estructuras y armaduras
metálicas de edificios que contengan instalaciones de A.T
Carcasas de transformadores , generadores , motores… Blindajes
metálicos de cables
9 Puestas a tierra en C.T Las puestas a tierra pueden ser
independientes o únicas. Se pueden unir las tierras cuando
la tensión de defecto Vd= Rt X Id ? 1000 V En C.T. con
tierras separadas , se recomienda : R.T.S ? 10 Ohmios y R.T.P ? 6
Ohmios En C.T con tierras únicas , se recomienda R.T ? 1
Ohmio. En C.T con tierras separadas , para garantizar cuando se
disipe un defecto en T.P no afecte a las instalaciones de los
usuarios ( mediante T.S ) debe establecerse una separación
entre los electrodos más próximos de cada
instalación, la cual será función de la
resistividad del terreno y la intensidad de defecto. La
máxima diferencia de potencial entre el neutro de baja
tensión y una tierra lejana no afectada no debe ser
superior a 1000 V.
10 Puestas a tierra en C.TMediciones Para que el sistema pueda
recibir la correspondiente autorización legal, es preciso
que se superen dos cuestiones: La medida de la resistencia de
tierra de la instalación. La comprobación que las
tensiones de paso y contacto están dentro de los
límites de seguridad.
11 Puestas a tierra en C.TResistencia de tierra La resistencia de
tierra dependerá de: Resistividad del terreno Dimensiones
físicas del electrodo. (forma dimensiones) La resistencia
de tierra está concentrada junto al electrodo y no es
constante entre dos puntos a y b. (implica que mejorar la tierra
es actuar sobre la superficie del electrodo )
12 Puestas a tierra en C.TResistencia de tierra Valor de la
resistencia de tierra. Cuando por un electrodo se difunde una
corriente I , la tensión a la que queda el electrodo ,
respecto al punto de referencia es Vr. Si la Rt es elevada la
tensión a la que queda el electrodo es elevada y se pueden
producir tensiones peligrosas. En baja tensión el valor de
la tensión no debe superar la tensión de seguridad
( 50 V (lugares secos ) , 24 V ( locales húmedos ) )
MIE-BT-31 En los C.T se indican las tensiones máximas de
contacto aplicada ( MIE RAT 13 )
13 Puestas a tierra en C.TResistencia de tierra Factores a
considerar : Resistencia de conexión entre aparato a
proteger y conductor de protección. ( despreciable )
Resistencia de los conductores de tierra y electrodo (
despreciable ). Resistencia entre electrodo y el terreno ( la
única considerable y fundamentalmente la capa de tierra
más inmediata al electrodo ) Resistencia del terreno.(
despreciable sección elevada R= ? L / S )
14 Puestas a tierra en C.TResistencia de tierra Resistencia del
terreno El terreno es mal conductor comparado con los metales
empleados ( ? ( terreno medio ) = 100 ?.cm y el CU es 1.7 ??.cm
). La sección de la tierra recorrida por la corriente es
muy grande y en consecuencia su R es pequeña ) R= ? * L /
S Todos los diferentes puntos de tierra de la instalación
los podemos considerar unidos en un único punto de
referencia ( potencial cero )
15 Puestas a tierra en C.T
16 Puestas a tierra en C.T
17 Puestas a tierra en C.T
18 Puestas a tierra en C.TMedición de la R.Tierra La
impedancia de una toma de tierra se reduce a su resistencia. La
medición requiere de electrodos auxiliares , que permita
la inyección de corriente en la toma de tierra que se
está analizando y la medida de la elevación de
potencial que experimenta. Los electrodos deben estar lo
suficientemente alejados para que no se produzca
interacción entre ellos ( 20 veces el radio del electrodo
) La corriente inyectada es c.a para evitar errores debidos a
diferencias de potencial de origen electrolítico.
19 Puestas a tierra en C.T
20 Puestas a tierra en C.TValor corriente de defecto La corriente
de defecto vendrá dada por el cociente entre la
tensión simple y la impedancia total del circuito ( red +
puesta a tierra de la compañía + electrodos de
puesta a tierra ). La compañía suministradora debe
indicar la intensidad máxima de defecto en el punto de
conexión. ( tiempo máximo de desconexión )
Valores típicos entre 300 y 1000 A.
21 Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
Medición y vigilancia de las instalaciones de puesta a
tierra (MIE RAT 13 p.8.1 ) El Director de Obra deberá
verificar que las tensiones de paso y contacto aplicadas
están dentro de los límites con un
voltímetro de 1000 Ohmios de resistencia interna. Los
electrodos de medida para la simulación de los pies
deberán tener la superficie de 200 cm2 y deberá
ejercer sobre el suelo una fuerza mínima de 250 N cada uno
( 25 Kg).
22 Puestas a tierra en C.T Tensión de paso y contacto Se
elegirán fuentes de alimentación de potencia
adecuada para simular el defecto. A menos que se emplee un
sistema para eliminar la corrientes parásitas (
inversión de polaridad ) ,se procurará que la
intensidad inyectada sea del orden del 1% de la intensidad para
la cual ha sido dimensionada la instalación y no inferior
a 5 A para C.T y 50 A para Subestaciones y Centrales.
23 Puestas a tierra en C.TTensiones de paso y contacto Medidos
los valores de Vp y Vc a la corriente de ensayo , por
extrapolación obtendremos los valores: Vc=Vc medida * I
defecto / I ensayo Vp=Vp medida * I defecto / I ensayo Las
instalaciones de tierra deberán vigilarse 1 vez cada 3
años ( MIE RAT 13 p 8.2 )
24 Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto Toda
instalación eléctrica deberá disponer de una
protección o instalación de tierra diseñada
en forma tal que, en cualquier punto normalmente accesible del
interior o exterior de la misma donde las personas puedan
circular o permanecer , éstas queden sometidas como
máximo a las tensiones de paso y contacto ( durante
cualquier defecto en la instalación eléctrica o en
la red unida a ella ) que resulten de la aplicación de las
fórmulas que se recogen a continuación ) ( MIE RAT
13 p.1.1 )
25 Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
Tensión de paso: Es la tensión a la que puede estar
sometida una persona que caminase en las proximidades del
electrodo de puesta a tierra , en el momento de producirse una
corriente de defecto. ( distancia paso 1 metro ) Tensión
de contacto: Es la diferencia de potencial que a causa de un
defecto puede resultar aplicada a una persona entre las manos y
los pies, al tocar una masa o un elemento conductor, normalmente
sin tensión ( distancia 1 metro )
26 Puestas a tierra en C.T ( Tensión de paso )
27 Puestas a tierra en C.T( Tensión de contacto )
28 Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto La
tensión máxima ( V) , que se puede aceptar se
determina en función del tiempo de duración del
defecto.
29 Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
Máximas tensiones de paso y contacto , considerando todas
las tensiones del circuito. t en segundos ? resistividad
superficial Caso más desfavorable ?=0 ( contacto con masas
metálicas directas ) MIER RAT 13 p.1.1
30 Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
31 Puestas a tierra en C.T
32 Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
Método de inversión de la polaridad. Este
método permite eliminar la influencia de la tensiones
erráticas sobre las lecturas de las tensiones de paso y
contacto aplicadas , autorizando inyectar valores inferiores al
1% de la corriente de defecto.