5.3.1.Objetivos de 5.3.2.Tipos de 5.3.3.Resistividad equivalente 5.3.4.Resistencia de puesta 5.3.5.- Seguridad hacia las personas. 5.3.5.1.Tensión de 5.3.5.2.- Tensión de paso. una del a malla. mallas. terreno. tierra. contacto. La malla de tierra es un conjunto de conductores desnudos que permiten conectar los equipos que componen una instalación a un medio de referencia, en este caso la tierra. Tres componentes constituyen la resistencia de la malla de tierra: • La resistencia del conductor que conecta los equipos a la malla de tierra. • La resistencia de contacto entre la malla y el terreno. • La resistencia del terreno donde se ubica la malla. Una malla de tierra puede estar formada por distintos elementos: • Una o más barras enterradas. • Conductores instalados horizontalmente formando diversas configuraciones. • Un reticulado instalado en forma horizontal que puede tener o no barras conectadas en forma vertical en algunos puntos de ella. En la figura N° 5. 1 se muestra un esquema general de una malla de puesta e tierra. Figura N° 5. 1 Configuración general de una malla. Las barras verticales utilizadas en la construcción de las mallas de tierra reciben el nombre de barras copperweld y están construidas con alma de acero revestidas en cobre. El valor de la resistencia de una malla de tierra depende entre otros parámetros de la resistividad del terreno. El método más usado para determinar la resistividad del terreno es el de Schlumberger, el cual permite determinar las capas que componen el terreno, como también la profundidad y la resistividad de cada uno de ellos. 5.3.1.- Objetivos de una malla. Los objetivos fundamentales de una malla de tierra son: • Evitar tensiones peligrosas entre estructuras, equipos y el terreno durante cortocircuitos a tierra o en condiciones normales de operación. • Evitar descargas eléctricas peligrosas en las personas, durante condiciones normales de funcionamiento. • Proporcionar un camino a tierra para las corrientes inducidas. Este camino debe ser lo más corto posible. 5.3.2.- Tipos de mallas. Se deben distinguir dos tipos de mallas en una instalación eléctrica que son: • Mallas de alta tensión. • Mallas de baja tensión. Ambas mallas deben estar separadas de modo que la inducción de voltajes de la malla de alta en la de baja sea £ a 125 V, a menos que la resistencia de cada una de ellas, en forma separada, sea inferior a 1 W , en este caso pueden las mallas conectarse entre sí. La resistencia de una malla de baja tensión, según la norma editada por la Superintendencia de Servicios Eléctricos y Combustibles (SEC) queda limitada como se muestra en la expresión (5.1). (5.1) Donde: 65V : valor de tensión máximo a que puede quedar sometida una persona cuando sucede un cortocircuito a tierra. I : valor máximo de la corriente de falla monofásica, definida por la corriente de operación de las protecciones. 5.3.3.- Resistividad equivalente del terreno. Una forma ideal de realizar cálculos de resistencia y solicitaciones de voltaje para una puesta a tierra ubicada en un terreno de 2 o más estratos, sería de disponer de una resistividad equivalente que transforme un terreno en resistividad ? 1 , ? 2 , …? n y espesores h 1 , h 2 ,…h n-1 . En un terreno homogéneo de resistividad ? eq ; esto, es un terreno que produjera los mismos valores de resistencia y las mismas solicitaciones que el terreno real. Según el método de Burdoff-Yakobs el cual propone una equivalencia de un sistema de 3 o más estratos, a un sistema de 2 estratos, equivalente dentro de un margen aceptable. De acuerdo con Burgsdorf-Yakobs, una puesta a tierra compuesta por un conjunto de conductores horizontales enterrados a una profundidad “h” y un conjunto de barras verticales de longitud “l”, se aproxima a una prisma metálico recto en la medida que se incrementa el número de elementos verticales y su resistencia disminuye en forma asintótica hasta un valor mínimo. Sobre la base antes expuesta, esta equivalencia aproximada a las primeras “n” capas hasta una profundidad de “h”, queda determinado por los siguientes parámetros y expresiones [6] (5.2) (5.3) (5.4) (5.5) (5.6) (5.7) 2. .2 Configuración de un terreno de tres capas.Finalmente: (5. la situación de resistividad y profundidad puede clasificarse según la figura N° 5. Figura N° 5.8) Donde: A : Area de la malla de puesta a tierra (m) r : radio equivalente del área de la malla (m) h : profundidad de la malla (m) h i : profundidad de la capa i (m) ? : resistividad equivalente del terreno ? i : resistividad equivalente de la capa i (O-mt) S : área que cubre el perímetro del electrodo de tierra (m 2 ) Para un terreno de 3 capas. 3. antes de producirse el cortocircuito.3. Tabla Nº 5.La resistividad equivalente de un terreno es dependiente de las dimensiones y ubicación del electrodo y se modifica si cambia su área o profundidad (tabla Nº 5. 5. E es la tensión de fase neutro del sistema. A partir de las relaciones de corriente de falla monofásica se puede realizar el circuito de la figura N° 5.. (5. Figura N° 5.4.3. Mediante un análisis de las mallas de secuencia a través de las distintas relaciones. Io el valor de la corriente de secuencia cero. En la figura N° 5. .1). se puede obtener finalmente la siguiente expresión. R es el valor de resistencia de tierra. es necesario que hacer uso de las mallas de secuencia.Resistencia de puesta a tierra.9) Donde: I f : Corriente de cortocircuito monofásica a tierra.1 Capa Resistividad Espesor (O-m) (m) 1 85 2 2 500 5 3 2000 infinito Cuando se desea conocer la corriente durante un cortocircuito a tierra.3 Conexión de mallas de secuencia considerando la resistencia de falla a tierra. 12) (5. la superficie de la cubierta.10) Donde R 1 : Resistencia del reticulado R 2 : Resistencia de las barras R 12 : Resistencia mutua entre el reticulado y las barras Para calcular cada una de las resistencias se utilizan las siguientes ecuaciones (5.11) (5. depende del terreno en el cual se instale. etc. Según Schwarz. la resistencia de una malla compuesta es: (5. la resistividad equivalente del terreno.13) Donde: d : Diámetro del conductor (m) h : Profundidad de la malla (m) A : Area que cubre la malla (m 2 ) .La resistencia de la malla de tierra de una subestación. el valor de la resistencia de los electrodos. • Magnitud.5.15) Donde: a : Ancho de la malla (m) b : Largo de la malla (m) 5.3.L 1 : Longitud total de los conductores de la malla (m) L 2 : Longitud de los electrodos verticales (m) ? : Resistividad del terreno (Om) n : Cantidad de electrodos verticales r : Radio de los electrodos verticales (m) l : Longitud de la barra (m) Los factores K 1 y K 2 se calculan de acuerdo con las siguientes expresiones. • Duración de la circulación de corriente a través del cuerpo humano. (5. sin sufrir daño corporal (fibrilación ventricular). • Frecuencia. El riesgo de muerte de una persona que ha sufrido contacto con algún elemento energizado.Seguridad hacia las personas.14) (5. es bastante . El tiempo que una persona puede soportar la circulación de una corriente eléctrica a través de su cuerpo.. depende de. ) 0. La tensión de contacto es aquella a la que queda sometida una persona al tocar un equipo energizado (figura Nº 5.16) permite determinar el potencial máximo al que puede quedar sometido una persona cuando queda sometida a una diferencia de potencial. han indicado diferencias importantes con los valores obtenidos de este método aproximado.16) (5.5. 4Tensión de contacto ..1.80. 5. en la medida que los métodos más exactos disponibles.16) Donde: I k : Valor eficaz máximo de la corriente a través del cuerpo humano (A) t : Tiempo de duración del contacto (seg.Tensión de contacto.3. Estas expresiones se basan en una modelación simplificada de una malla.116 : Constante empírica Esta ecuación (5. complementada con estudios experimentales realizados en modelos (cuba electrolítica). La ANSI/IEEE ha propuesto en su forma st. Las proposiciones iniciales se han ido modificando en las nuevas versiones de la norma. Figura N° 5.4). una serie de expresiones para el calculo aproximado de la solicitaciones de voltaje en el interior y contorno de una malla a tierra.corto y puede ser determinada mediante una ecuación experimental dada en la ecuación (5. 18) El valor de K m y Ki se puede hallar mediante las siguientes ecuaciones (5.18).) R p : Resistencia de contacto de un pie con el terreno Una aproximación aceptada para la tensión de contacto queda determinada por la siguiente ecuación (5. (5.17) Donde: : Tiempo de duración del contacto (seg. (5.La máxima tensión de contacto a que puede quedar sometida una persona se determina mediante la ecuación (5. La tensión de contacto aproximada deberá ser menor al valor máximo admisible.17).20) Donde: D : Distancia entre conductores paralelos (m) h : Profundidad de la malla (m) d : Diámetro del conductor de la malla (m) n : Numero de conductores del lado mayor de la malla .19) (5. La tensión de paso máxima a que puede quedar sometida una persona se indica en la siguiente ecuación (5. La tensión de paso (figura Nº 5.22) Donde: K s : Factor de proporcionalidad debido a la geometría de la malla K m : Factor de proporcionalidad debido a la geometría de la malla .5 Tensión de paso.21).5) corresponde a la elevación de potencial debido a la corriente de cortocircuito que circula desde la malla al terreno. La tensión de paso se determina para una distancia entre puntos a considerar con separación de 1 metro.22) (5.3.Tensión de paso. (5. Figura N° 5..21) La tensión de paso deberá ser menor al valor máximo permisible.2. y aunque a su vez forzara a que circule una corriente por el cuerpo de una persona que se encuentre parada sobre la malla.5. estas expresiones quedan determinadas de la siguiente ecuación (5.5. considerando conductores y mallas t : Tiempo de operación de las protecciones La resistencia de contacto entre un pie y el terreno. Esto difiere del valor constante 3 ? s . para h s = 0. y entre 2 y 3 veces ? s . h s : Espesor.10 metros. considerando posibles condiciones de humedad. (5. De ella se desprende que el valor de resistencia de un pie en el terreno varia. dependiendo de la resistividad del estrato superior del terreno natural. para h s = 0. expresiones que permiten determinar aproximadamente la resistencia de un electrodo de pequeña dimensiones en comparación con el espesor del estrato superior.23) Donde: r : 0. los valores de resistencia R p de contacto de un pie con el terreno. mas la resistencia de contacto de éste con el terreno.10 y 0. entre 1. Los valores calculados con estas expresiones son muy similares. ? t : Resistividad superior del primer estrato natural del terreno.15 metros. Laurent y Heppe han propuesto para esta situación. se acostumbra suponerla igual a cero. La primera de ellas. En la figura N° 5.10 y 0.15 metros.6 se indica. para h s = 0. normalmente entre 0. .K i : Factor de proporcionalidad del terreno en donde se instala la malla ? : Resistividad del terreno I : Corriente dispersada por la malla de tierra L : Longitud total equivalente de los elementos que conforman la malla. La resistencia de contacto de un pie en el terreno se puede determinar aproximadamente aceptando su equivalencia con una plancha circular de un radio de 8 cm.5 y 3 veces ? s . es la del calzado de la persona. siendo mas simple el cálculo con la de Laurent (5.23).15 metros. tradicionalmente utilizado al no considerar el efecto del terreno bajo la capa de materia artificial.08 metros ? s : Resistividad del material artificial que cubre el área de la puesta a tierra. Figura N° 5. las cuales pueden aplicarse indistintamente. si la medición se esta efectuando en un cerro o lomaje.6 Resistencia R p de contacto de un pie en el terreno Finalidad: conocer las propiedades magnéticas o dieléctricas (perfil eléctrico) representativos de la calidad del terreno. la medición se debe efectuar en la zona del terreno en que se construirá la puesta a tierra. De no ser posible la disposición en recta. o bien si algún obstáculo sobre un terreno llano. con separación de hasta 100 m. la medición puede hacerse sobre dos rectas que formen un ángulo no mayor a 15º. se debe disponer sobre una misma línea de nivel. por la presencia obstáculos u otras razones atendibles. Los electrodos de medida se disponen sobre una línea recta. pero una sola de ellas en cada oportunidad. Metodología . impide cumplir esta condición. de no ser ello posible por falta de espacio. que permitan un adecuado diseño de la puesta a tierra. Son aceptadas como métodos normales de medición. . las configuraciones tetraelectródicas conocidas como Schlumberger o Wenner. la medición se debe efectuar en otra área lo mas próxima posible a dicha zona. por condiciones extremas.con vértice en el centro de la medición. se aceptan alas de hasta 30 metros. con una resolución no mayor de 0.7 Método de Schlumberger Pasos a seguir en la medición de resistividad del terreno: • Se conecta el instrumento para la prueba requerida como se muestra en la figura Nº 5. cuya configuración se muestra en la figura N° 5.01O y una escala máxima no inferior a 100O. Si estas condiciones no pueden ser cumplidas. Excepcionalmente. Calificación de resultados: no procede en este caso la calificación de resultados. Figura N° 5. El método de Schlumberger. Instrumentos empleados : se utilizaran geohmetros de cuatro terminales con una escala de 1O. Si no se dispone de terreno como para obtener un ala de 100 metros son aceptables mediciones con alas de 50 metros. la medición se debe efectuar en otra zona próxima que permita cumplirlas.7. consiste en hacer circular una corriente entre los terminales C1 a C2 y por consecuencia aparece una diferencia de potencial entre los terminales P1 y P2. dado que la medición es la representación objetiva de las características naturales del terreno medido.8. . y la separación “A” entre los electrodos se irán variando.Figura N° 5. medida en Volt (V). moviéndose a lo largo de dos líneas paralelas y perpendiculares. y tomando las lecturas respectivas. En el caso que “L” sea igual o menor que 10 m. no sobrepasando los 20 cm. I : Corriente que circula entre C1 y C2. medida en Amperes (A). • Se debe calcular la resistencia en cada medida. • Se toman dos o más conjuntos de lecturas. la profundidad de enterramiento “h” debe ser mayor que 10 cm.24) Donde: R : Resistencia medida en Ohm (O) ?V : Diferencia de potencial entre P1 y P2. de acuerdo al tamaño del terreno.8 Método de Schlumberger • El centro de medición (punto medio). Para los valores de “L” mayores de 10 m. • La profundidad de enterramiento “h” de los electrodos no será mayor que 10 cm. esta se establece por la ley de Ohm (5. (5. .24). • La separación “L” entre el centro de medición y los electrodos de corriente “C1” y “C2”. se debe ubicar en el centro del terreno. 4/2003 Apéndice 7 párrafo 7.5. Este valor será comparado con el de diseño y será utilizado para calificar la efectividad esperada de la puesta a tierra. en cualquiera de ambos casos la metodología es la misma y básicamente deberá seguir los pasos siguientes: • La tierra de referencia se ubicará en un punto que garantice estar fuera de la zona de influencia de la puesta a tierra por medir.. el conseguir los elementos necesarios con las características adecuadas al proceso de medición puede presentar un grado de dificultad considerable y por ello lo usual es efectuar estas mediciones con alguno de los modelos de geóhmetro disponible en el mercado.Consideraciones Prácticas Finalidad : conocer el valor de resistencia de una puesta a tierra de acuerdo a un diseño específico.• Para calcular la resistencia aparente de cada medida ? 1 . y completar el formulario de medidas de resistividad (5.25) Donde: ?1 : Resistividad aparente (Om). R : Resistencia medida en Ohm (O) L : Distancia de los electrodos de corriente con respecto al punto central.1. Metodología : si bien el empleo de una fuente de corriente independiente y medición de corriente y voltaje con instrumentos individuales ofrece un mayor grado de precisión y seguridad. (NCH Elec.3) 5. A : Distancia de los electrodos de potencia con respecto al punto central. . Para una puesta a tierra enmallada este alcance vertical está representado por la longitud de su diagonal mayor. como regla general se acepta que esto se logra ubicando la tierra de referencia a una distancia comprendida entre tres y seis veces el alcance vertical de la puesta a tierra. distancia cero. en el caso de utilizar un geóhmetro de cuatro electrodos se deberá hacer un puente entre C1 y P1 y este punto común se conectará a la puesta a tierra por medir. • Si por no disponer de terreno suficiente para lograr el alejamiento adecuado entre ambas tierras no es posible obtener la parte horizontal de la curva. razón por la cual. • Los resultados de la medición efectuada de este modo son independientes de los valores de resistencia propios de la tierra de referencia y de la sonda de medición de potencial. El origen del gráfico. la profundidad de enterramiento de estos elementos no es un factor incidente en los resultados. ello significa que el circuito de corriente y de medición de potencial tienen un punto común en la puesta a tierra por medir. estará al borde de la puesta a tierra por medir. En el caso de utilizar en la medición un geóhmetro de tres electrodos este punto común viene dado en el instrumento y corresponde al terminal de la izquierda.• La corriente se inyectará al suelo a través de la puesta a tierra por medir y la tierra de referencia. • La serie de valores obtenidas se llevará a un gráfico con las distancias de enterramiento de la sonda de medición de potencial respecto de la puesta a tierra en abscisas y los valores de resistencia obtenidos en cada medición en ordenadas. una aproximación confiable es adoptar el valor de resistencia obtenido a una distancia equivalente al 65% de la distancia entre la puesta a tierra y la tierra de referencia. al obtenido a una distancia de 20m. este puente viene preparado internamente y el instrumento dispone de dos posiciones de medición. puntos C1 y C2. tal como se indicó en la metodología. enterrada en forma vertical. Nota: Esta condición a llevado a la confusión bastante extendida de aceptar como valor representativo de la resistencia de la puesta a tierra. . recomendándose un espaciamiento de aproximadamente un 20avo de la distancia entre la puesta a tierra y la tierra de referencia. representado por la unión C1-P1. • El desplazamiento de la sonda de medición de potencial se hará sobre tramos uniformes. Instrumentos empleados: puede emplearse en este caso el mismo instrumento de cuatro electrodos empleado para la medición de resistividad de terreno. puntos P1 y P2 de. en los últimos modelos de algunas marcas. el potencial se medirá entre la puesta a tierra por medir y una sonda de posición variable. creando el punto común uniendo los terminales C1 y P1. Si la parte plana esperada de la curva de valores de resistencia no se obtiene ello significa que no se ha logrado ubicar la tierra de referencia fuera de la zona de influencia de la puesta a tierra y la distancia entre ellas debe aumentarse hasta obtener dicho tramo horizontal. lo cual es válido sólo para el caso que el electrodo de puesta a tierra sea una barra de 3m de largo y diámetro no superior a 20mm. Para el caso de mediciones de tierras en instalaciones de consumo o sistemas de distribución un espaciamiento de cinco metros es recomendable. ubicándose frente al instrumento. • Inyección de corriente elevadas (1 – 50 A).5. lo reducido de las corrientes inyectadas y. . Estos aspectos. para ello.las cuales se seleccionan mediante un botón. aun que mas compleja. esta alternativa tiene una ventaja de una mayor simplicidad y rapidez en la medición. Calificación de resultados: el valor de resistencia obtenido de la medición se comparará con el valor calculado en el proyecto y con los valores límites establecidos por la norma. Las medidas se realizan con instrumentos tradicionales voltímetro amperímetro.Consideraciones Prácticas En toda medición de resistencia de puesta a tierra. en caso contrario se deberá rediseñar la puesta a tierra y adoptar las disposiciones necesarias para cumplir con aquellas condiciones. elimina o aminora el efecto de los voltajes residuales. sobre todo en el caso de instalaciones energizadas. se utiliza normalmente la alimentación en baja tensión (220/350 V).. en caso de que este valor sea igual o menor al calculado y cumpla con los límites de norma. es necesario tener presente los posibles acoplamientos entre los circuitos de corriente y potencial. La medición con corriente inyectadas altas.1. • Utilización de instrumentos portátiles. Se deben utilizar exclusivamente en puestas a tierra pequeñas. determinan el tipo de instrumento a emplear y los procedimientos a seguir en la medición. Sin embargo. el valor será certificado. en tanto los de cuatro electrodos sirven indistintamente para medir resistividades y resistencias. como también las corrientes y voltajes residuales en la zona de medición. sin embargo su capacidad está limitada exclusivamente a la medición de resistencias. por lo tanto. lo reducido de los voltajes medidos. hacen que estas mediciones se vean muy afectadas por los voltajes residuales que pueden existir en las zonas de medición. en combinación con el tamaño de la puesta a tierra a medir y el orden de magnitud de la resistencia. 5. que presentan como ventaja un costo considerablemente menor que los de cuatro. Existen también geóhmetros de tres electrodos. o la tensión de servicio auxiliares existentes en la instalación. 6. EJEMPLO Cálculo de la malla de tierra de una subestación con los siguientes datos: Dimensiones del patio: 40 x 50 m²Corriente máxima de falla: 1000 A Nivel de Tensión (primario): 34. 6.5 kV Resistividad del suelo: 300 (Ω-m) Resistividad de la superficie: 2000 (Ω-m) Tiempo máximo de falla: 1 seg.7md= 0.2 Elección de la malla Supóngase que se tiene cuadrados de 10m:Por lo tanto:A = 50mB = 10mn= 5m=6D=10mEl conductor se enterrará a 70 cmh=0. 11213CM=5.52 mm 6.606mm²El diámetro del conductor es= 2.6716 mmAproximando al calibre mínimo permitido por la normase elige el conductor AWG 2/0 que tiene un diámetroigual a 10.1 Selección del conductor Sea Ta =30ºC Tm =250ºc (uniones pernadas)Aplicando la Ec (3) 1/23 3 * 1 A c 1 0 0 0 C M 2 5 0 o g 1 0 3 0 l 2 3 4 3 =− + + Ac = 11213 CM 1 cm= 5 x 10 4 − mm².01052 L . 881 ki = 0.172*5) ki =1. 5 2 4 6 1 1 5 k n n * 7 8 m2 * 0 . 2 5 * 2 0 0 0 E 5 v o s 1 += − Los valores reales son: t l 6 t 6 i o .65+(0. 1 6 5 2 0 0 0 E p 2 1 6 5 v o l t i o s 1 += − 1 6 5 0 . 0 1 1 0 =+ ππ km =0.5 1 1 1 7 1 0 0 . 1 1 1 7 = + + 2 0 3 Ks2 * 4 0 0 0 .291Cálculo de las tensiones permisibles de paso y contactoutilizando (5) y (6).= (5x50)+(6x40) = 490 m 21 0 3 7 l l * 6 * 0 . + + π+ Ks =0. 51*300*1000E 2 1 6 t i o ==∠ p 2 v 490 5 s 6 8 o l 0.281*1. 7 * 0 . 7 .881*1.172*7=1.734Ki = 0.327 .0.51*300*1000E t 8 1 4 6 6 5 v o l t i o s 490 ==≥ La disposición escogida no cumple con el valor permisible de Et Se ensaya una nueva disposición con cuadricula de 7m(con 9m ó 8m no cumple)Los nuevos valores son:A=49mB=42mn=7m=8D=7mL=7*49+8*42=679 21 7 1 3 5 7 9 K m l n l n * * * 2 1 6 * 0 .854 1 1 1 1 1 Ks2 * 1 4 2 1 2 8 3 = π+ Ks = 0. 7 5 + + + 0 1 1 7 + + 0 . 0 1 0 5 2 4 6 8 1 0 =+ ππ Km = 0.65 + 0. . . Octubre 2003.734*1. No 22.854*300*1000E p 2 6 7 .854*300*1000E p 6 0 1 . 2 5 6 6 5 v 679 ==< Debido a que estos valores si cumplen.Scientia et Technica Año IX. UTP41 0. 4 4 3 * 3 0 0 6792058 =+ 679 .327*1. 8 6 2 1 6 5 v ==< 0. se continúa elcálculo: 11R 0 . 3 3 R l n 1 9 1 5 .337m ( )( ) 215.191D = 2. 0 0 5 2 6 0 . 3 3 7 2 * 4 9 1649 = + + − π Ra = 1. 7 0 . 7 R l n l n 2 s22 * 4 9 0 . 7 4 9 49 = + + − − π R 1 1 . 1 2 6 =Ω Cálculo de la resistencia por el método de Dwight: 23 0 0 2 * 4 9 4 9 2 * 0 .654 Ω Rc 7 a22 * 4 . 8 0 0 s =Ω E= 2.191*7 = 15.3373 0 0 4 * 4 9 1 5 .R 3 . 0 1 0 2 * 4 2 = + − − 7 .430DE = 2.010m 23 0 0 4 * 4 2 1 0 1 0 R l n l n 1 . ak 22 16*42 0 * 4 1 2 7 1 . 2 4 2 4 0 su22 .654) = 21.421 Ω E = 2. 7 .300+(7-1)*(1.430* 7 =17.= 11.724/7 = 3.724 Ω R cn = 21. 7 2 2 * 7 6 = * 4 4 2 1 0 2 42 0 + + − − π = 13. 0 2 7 0 * 0 5 .103 Ω 23 0 R l n l n 2 . 0 0 . ya quecon estas no se logra una superficie equipotencial.719 Ω R cu = 13. El uso de varillas de tierra como único medio de puesta atierra en una subestación. 3 9 1 .5 y 1m. no es recomendable. 8 3 . 1 0 3 4 .654) = 21.685) + (7-1)*(1. y por lo tanto las tensiones de paso y de contacto toman valores peligrosos.140/8 = 4.421 +21. se calcula por 4LR l n 1 v2Lr ρ =− . 8 1 8 3 Ω∠ Ω Por lo tanto la disposición asumida de garantía tanto detener los voltajes de paso y contacto dentro de los permisibles como de que su resistencia es menor que elmáximo aceptado.719 = 35. 7. CÁLCULO DEL NÚMERO DE VARILLAS DEPUESTAS A TIERRA VERTICALES.392R 8 2 = = Ω+ 1 1 . 7.103*4.π = 1.685 Ω R am = (8-1)*(1.392 Ω 3.1 Cálculo de la resistencia de una varilla La resistencia de una varilla enterrada a una profundidadcomprendida entre 0.140 Ω R cm = 35. los cuales determinan la resistencia de tierra. Manejar demasiadas varillas en un espaciomuy estrecho resulta muy costoso y no reducesignificativamente la resistencia. Calcule la resistencia de una varilla. Halle la conductividad de la resistencia anterior.π (19)Donde: Rv : Resistencia de una varilla en Ω ρ : Resistividad del terreno ( Ω -m) L : Longitud de la varilla (m) r : radio de la varilla en m 7. pues su efectividaddecrece cuando su número aumenta. reduciendo así la efectividad individual decada varilla. Los cilindros frontera de las varillas. Calcule la siguiente razón: . tienden aentrecruzarse .Para determinar el número aproximado de varillasrequeridas en un área dada de una subestación. el espacio entreeléctrodos decrece.2 Número Mínimo de Varillas Datos de laboratorio muestran que existe un límite en elnúmero de varillas en paralelo. se debenseguir los siguientes pasos. Determine la resistencia deseada del aterrizamiento. Estos resultados sedeben al siguiente fenómeno: cuando el número devarillas aumenta en determinada área. Halle la conductividad de esa varilla. EJEMPLO DE APLICACIÓN Se desarrollará utilizando el software MT. 8. 8. a tratar elsuelo. el cual sediseño con metodología IEEE_80.2 SEGCONDUCTOR ELEJIDO 2/0 .1 Si al hallar la razón de conductividad se observaque su valor excede el límite dado para un númeroinfinito de varillas.3 Otras consideraciones. la práctica usual es lacolocación de contrapesos. Octubre 2003. y en sitiosimportantes tales como pararrayos y neutros de lostransformadores de potencia.3 En caso de que el diseño este orientado a una planta o subestación de gran importancia en donde existala posibilidad de gradientes de potencial peligrosos parael personal aún con la colocación de una buena malla yde varillas de puestas a tierra. 7.7.3. UTP42 Conductividad deseada / conductividad de cada varilla Determine el área de la subestación halle el número de varillas deseadas.3.Scientia et Technica Año IX.1 DATOS: CORRIENTE MAXIMA DE FALLA 20000 A NIVEL DE TENSION 33 KVRESISTIVIDAD DEL SUELO 400 OHMIOSRESISTIVIDAD SUPERFICIAL 800 OHMIOSTIEMPO MAXIMO DE FALLA . se sugiere aumentar el área de lasubestación o colocar varillas de un largo mayor de 10 ft para alcanzar suelos de mejor resistividad.7. No 22.3. 7.2 Se sugiere colocar las varillas lo másuniformemente distribuidas que se puedan. se obtienen aún de formaempírica. 10.806 VOLTIOSTENSION DE CONTACTO= 816.[5] DIAS PABLO “ SOLUCIONES PRACTICASPARA LA PUESTA A TIERRA DE SISTEMASELECTRICOS ” Editorial Mc Graw Hill 2001.02386 VOLTIOSTENSION DE CONTACTO = 5.5 MTS 8.2170901KS= .La Norma ANSI IEEE 80_2000 introduce algunoscambios interesantes a la metodología empleada en estearticulo. dichas diferencias se analizaran en un articulo próximo.co [2] GARCIA MARQUE ROGELIO “ LA PUESTA ATIERRA DE INSTALACIONES ELCTRICAS ”Editorial Alfa y Omega 1999[3] NORMA ANSI/IEEE Std 80 _1986.AWGLONGITUD TOTAL DEL CONDUCTOR 650 MTSESPACIAMIENTO ENTRE CONDUCTORES 2 MTS NUMERO DE CONDUCTORES PARALELO a A 11 NUMERO DE CONDUCTORES PARALELO a B 16PROFUNDIDAD DE ENTERRAMIENTO .343755 VOLTIOS 9 .gov. el costo quedarelegado a un segundo plano.849544RESISTENCIA DE LA MALLA SEGUN DWIGHT=5.[4] NORMA ANSI/IEEE Std 80 _2000.2 RESULTADOS: KM= . BIBLIOGRAFIA [1] REGLAMENTO TÉCNICO PARAINSTALACIONES ELECTRICAS “ RETIE” http://minminas. No obstante dado que el objetivo principal es proporcionar ante todo seguridad humana.700067VALORES PERMISIBLES DE EP Y ETTENSION DE PASO = 2157. algunos de los cuales. CALCULO DE LA MALLA DE PUESTA A TIERRA DE UNA SUBESTACIÓN 961237-42 Descargar o imprimir Agregar a colección 362 READS 3 READCASTS .1648 VOLTIOSVALORES REALES DE EP Y ETTENSION DE PASO= 20.Se espera en un futuro disminuir la complejidad de loscálculos.CONCLUSIONES Este diseño presenta un pequeño sobredimensionamiento.8134693RESISTENCIA DE LA MALLA SEGUN LAURENT Y NIEMAN= 7. Información y calificaciones Categoría Sin categoría Calificación: Fecha de 11/05/2011 subida: Copyright: Attribution Noncommercial Etiquetas: El documento no contiene etiquetas.0 EMBED VIEWS Published by Pablo Guzman Seguir Buscar NOTA PrensaCtrl-F para buscar rápidamente en cualquier parte del documento. Marcar documento como inapropiado Relacionados .