hola mis विएजोस
1.1 Objetivo:
Este documento tiene por objeto fijar las condiciones que deben cumplir los sistemasde puestas a tierra para asegurar un funcionamiento confiable de los equipos instalados; minimizando la diferencia de potencial entre todos los objetos metálicos y brindando protecciones de equipamiento contra voltajes peligrosos y descargas eléctricas para disminuir asi los daños a las personas y equipamiento debido a disturbios presentes en la red eléctrica o inducidos por descargas atmosféricas en líneas de energía, transmisión de datos, voz, etc.
1.2 Introducción:
La energía generada por descargas atmosféricas puede ingresar a las instalaciones a través de diversos medios, por impacto directo o por corrientes inducidas. Esta energía busca su propio camino para llegar a tierra utilizando conexiones de alimentación de energía eléctrica, de voz y de datos, produciendo accionesdestructivas ya que se supera la aislación de dispositivos tales como plaquetas, rectificadores, etc.
Para evitar estos efectos, se deben instalar dispositivos que para el caso de sobretensiones superiores a las nominales, formen un circuito alternativo a tierra, disipando dicha energía a través de un sistema de puesta a tierra apropiado que asegure una capacidad de disipación adecuada.
Otra fuente importante de disturbios son las redes de energía eléctrica, debido a la conmutación de sistemas y grandes cargas inductivas.
Tener presente que una inadecuada o mala tierra puede empeorar la calidad (relación señal a ruido) de multiplexores, radios o sistemas de datos.
1.3 Descripción:
Concretamente el sistema de puesta a tierra provee un camino de baja impedancia para derivar a tierra corrientes de fuga y disturbios presentes en las redes de energía, a través de los dispositivos de protecciones específicos.
El tipo de sistema de puesta a tierra será del tipo equipotencial, es decir todas las distintas partes componentes del sistema (anillos, estructuras, cañerías, etc.) estarán vinculados de manera de asegurar la equipotencialidad entre ellas.
Un sistema de puesta a tierra con todos sus elementos asociados (descargadores gaseosos incluidos), provee de las siguientes etapas de protección:
La protección de personal está :
Para minimizar la diferencia de potencial entre los objetos metálicos y las personas a fin de reducir el riesgo de shock eléctrico debido a descargas inducidas y corrientes de fuga.
La protección y funcionamiento del equipamiento sirve:
Para minimizar la diferencia de potencial entre todos los objetos metálicos y proveer protecciones de equipamiento contra voltajes peligrosos y descargas eléctricas.
Para proveer potencial de referencia para equipo electrónico.
Para brindar compatibilidad electrónica (EMC).
Para minimizar el efecto de disturbios eléctricos en la operación del equipamiento por ruido normal y ruido común.
Componentes del sistema de puesta a tierra:
1.4.1 Anillo exterior de puesta a tierra:
Cantidad de anillos: Cuando la distancia existente entre el shelter y la torre sea mayor a 6 metros se instalarán dos anillos de tierra independientes; uno circundando a la torre y otro al shelter, ambos anillos se unirán por intermedio de dos conductores. Si la distancia fuese inferior a 6 metros se instalará un único anillo tal que circunde shelter y torre.
Dispersor horizontal (conductor de tierra):Como conductor de tierra se utilizará cable de cobre estañado desnudo de 50 mm2. El mismo se instalará a una profundidad de 0,70 m. Los radios de curvatura deberán ser mayores de 0,60 m.
Dispersor vertical (jabalinas):Las jabalinas a utilizar serán del tipo Copperweld de 5/8 de pulgadas y un largo mínimo de 3 metros, recomendándose según la resistividad del suelo:
-Humus pampeano: Jabalina de 5/8 " x 3metros
-Arenas varias: Jabalina de 5/8 " x 6 metros
-Rocas y suelos pedregosos: Jabalinas especiales mas sales metálicas y material de baja resistividad o pozos dispersores.
En caso de que la napa de agua esté a menos de 10 metros de profundidad se deberá llegar a ella con las jabalinas, utilizando de ser necesario como prolongadores, chicotes de cable de cobre estañado desnudo de 50 mm2.
1.4.2 Placa interior de puesta a tierra (MGB):
Placa de cobre conectada al anillo exterior de puesta a tierra a través de tramos de cable de cobre estañado de 35 mm 2.
1.4.3 Anillo interior de Puesta a Tierra (Halo Ring):
Estará formado por tramos de conductor de cobre estañado de 35 mm2 con aislación color verde. Estará unido al anillo exterior en las 4 esquinas del shelter. También se unirá a la placa interior de puesta a tierra.
Principios Generales de la Red de Tierra y Red de Masa en un Sistema de Telecomunicaciones:
Todos los elementos de la red de masa deberán estar interconectados, siendo necesario que existan interconexiones múltiples en forma de malla tridimensional, aumentando de esta manera la capacidad de apantallamiento de la misma.
Es sumamente importante el concepto de ¨conexión a tierra de punto único¨, ya que si por ejemplo el equipo posee un trayecto separado a tierra además de la placa a tierra (por ejemplo la conexión a tierra de seguridad del cable de potencia), ese trayecto paralelo permitirá que la corriente del impacto fluya hasta el bastidor (chasis) del equipo y cause problemas.
Será necesario disponer de un terminal principal de puesta a tierra que servirá como medio de interconexión entre la red de tierra y los cables de protección.
Un edificio de telecomunicaciones contará con tres tomas o redes de tierra:
- Toma de tierra del edificio
- Toma de tierra del mástil ó torre
- Toma de tierra de pararrayos
Para lograr la equipotencialidad del conjunto de la instalación, necesariamente estas tres tomas de tierra deberán estar interconectadas.
martes, 12 de agosto de 2008
sistema de puesta a tierra
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Sistema de Puesta a Tierra
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Tema desarrollado por: Ing. Juan Alercio Alamos Hernández - juan_alamos_h@yahoo.es
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
5.1.- TIPOS.
En una instalación podrá existir una puesta a tierra de servicio y una puesta a tierra de
protección.
La tierra de servicio es la malla de tierra donde se conecta el punto neutro de un
transformador de potencia o de una máquina eléctrica. La resistencia de la malla de servicio
depende exclusivamente del valor de corriente de falla monofásica que se desea tener en el
sistema.
La tierra de protección es la malla de tierra donde se conectan todas las partes metálicas
de los equipos que conforman un sistema eléctrico, que normalmente no están energizados, pero
que en caso de fallas pueden quedar sometidos a la tensión del sistema. Los valores de resistencia
de la malla de protección están limitados por condiciones de seguridad de los equipos y de las
personas que operan el sistema de potencia. Las tensiones de paso, de contacto y de malla
máximas definidas por normas internacionales, definen* el valor de la resistencia de la malla.
Es común usar la misma malla de tierra de una subestación tanto como malla de servicio
como malla de protección. En la medida que se cumplan las condiciones de seguridad esto no es
problema. No está permitido conectar a la misma malla sistemas de tensiones diferentes.
5.2.-SISTEMAS DE DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA.
Los sistemas eléctricos de potencia, desde el punto de vista de su conexión con respecto a
tierra, pueden clasificarse en:
Sistemas aislados.
Sistemas aterrizados.
5.2.1.- Sistemas aislados.
Los sistemas aislados no tienen una conexión intencional a tierra. Cabe destacar que la
conexión a tierra en sistemas aislados se hace a través de caminos de alta impedancia, como son
las capacidades distribuidas de los alimentadores (cables y líneas aéreas) y a través de las
impedancias de los pararrayos. La principal característica de este tipo de sistema son las
bajísimas corrientes de cortocircuito monofásico que presentan, en caso de existir una falla en el
sistema. Por esta razón es necesario disponer de protecciones especiales, muy sensibles que
puedan detectar la presencia de una falla monofásica del orden de miliamperes. El retorno de la
corriente de falla monofásica en sistemas aislados se produce a través de capacidades distribuidas
de los cables y de las líneas.
La principal ventaja de estos sistemas, es la mayor continuidad de servicio que se logra,
ya que pueden seguir operando en la presencia de una falla monofásica. Sin embargo, son más las
desventajas que presentan los sistemas aislados, razón por la cual son poco utilizados en la
actualidad. Desde el punto de vista de la continuidad de servicio, los sistemas aislados no
presentan más ventaja que los sistemas aterrizados a través de alta resistencia, con la diferencia
que en estos últimos, las tensiones pueden limitarse.
Una forma de detectar la existencia de fallas monofásicas en sistemas aislados, es
conectando voltímetros entre fase y tierra. Estos dispositivos son capaces de detectar la fase
dañada, pero no de ubicar el punto de falla.
5.2.2.- Sistemas aterrizados.
Los sistemas aterrizados se caracterizan por tener el neutro de los transformadores o
generadores conectados a tierra. Estos sistemas no presentan el inconveniente de sobretensiones
mencionado en el sistema aislado, ya que cuando se produce un cortocircuito monofásico, éste es
detectado inmediatamente por las protecciones de sobrecorriente residual y por lo tanto,
despejado rápidamente.
La conexión a tierra puede realizarse de distintas maneras, distinguiéndose principalmente
las siguientes:
Sólidamente aterrizados.
Resistencia de bajo valor.
Resistencia de alto valor.
Reactor.
Bobina Petersen.
Los sistemas aterrizados, protegen la vida útil de la aislación de motores, transformadores
y otros componentes de un sistema. Los sistemas aterrizados, al garantizar una corriente de falla
elevada permiten utilizar protecciones rápidas y seguras que despejen las fallas a tierra en un
tiempo no mayor a 5 seg.
La resistencia del neutro, tiene limitada su capacidad de corriente, definida por el tiempo
que dura la corriente que pasa por ella, siendo su máximo de 10 segundos. La tensión de
resistencia corresponde a la tensión entre fase y neutro del sistema. La corriente corresponde al
valor de corriente que fluirá por la resistencia durante el cortocircuito con la tensión nominal
aplicada.
5.2.3.- Tendencia actual.
La tendencia actual en sistemas de baja tensión, menores a 1 KV, es no usar resistencia en
el neutro, debido a que la corriente de cortocircuito puede ser demasiado pequeña y no sea capaz
de hacer operar los equipos de protección. En media tensión, los sistemas sólidamente aterrizados
o conectados a tierra a través de una baja resistencia, se utilizan cuando las corrientes de falla
monofásica, alcanzan valores no demasiados altos, que puedan comprometer la seguridad y la
vida útil de los equipos que conforman el sistema de distribución. Para sistemas de 22 KV y
superiores se prefiere conexión directa a tierra. En líneas de transmisión de 115 KV y superiores
se prefiere a través de resistencia. En sistemas de 69 KV con alta concentración de potencia
sujeto a altas corrientes de cortocircuito, se usan reactores de moderado valor óhmico.
5.3.-MALLAS DE TIERRA.
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.
Resistencia de las barras
Resistencia del reticulado
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
, 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).
I
R
5
.
2
65
(5.1)
Donde:
65
:
Valor de tensión máximo a que puede quedar sometida una persona cuando
sucede un cortocircuito a tierra.
I
:
Corriente de operación de la protección del circuito o del equipo protegido
por la puesta a tierra.
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
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SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
5.1.- TIPOS.
En una instalación podrá existir una puesta a tierra de servicio y una puesta a tierra de
protección.
La tierra de servicio es la malla de tierra donde se conecta el punto neutro de un
transformador de potencia o de una máquina eléctrica. La resistencia de la malla de servicio
depende exclusivamente del valor de corriente de falla monofásica que se desea tener en el
sistema.
La tierra de protección es la malla de tierra donde se conectan todas las partes metálicas
de los equipos que conforman un sistema eléctrico, que normalmente no están energizados, pero
que en caso de fallas pueden quedar sometidos a la tensión del sistema. Los valores de resistencia
de la malla de protección están limitados por condiciones de seguridad de los equipos y de las
personas que operan el sistema de potencia. Las tensiones de paso, de contacto y de malla
máximas definidas por normas internacionales, definen* el valor de la resistencia de la malla.
Es común usar la misma malla de tierra de una subestación tanto como malla de servicio
como malla de protección. En la medida que se cumplan las condiciones de seguridad esto no es
problema. No está permitido conectar a la misma malla sistemas de tensiones diferentes.
5.2.-SISTEMAS DE DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA.
Los sistemas eléctricos de potencia, desde el punto de vista de su conexión con respecto a
tierra, pueden clasificarse en:
Sistemas aislados.
Sistemas aterrizados.
5.2.1.- Sistemas aislados.
Los sistemas aislados no tienen una conexión intencional a tierra. Cabe destacar que la
conexión a tierra en sistemas aislados se hace a través de caminos de alta impedancia, como son
las capacidades distribuidas de los alimentadores (cables y líneas aéreas) y a través de las
impedancias de los pararrayos. La principal característica de este tipo de sistema son las
bajísimas corrientes de cortocircuito monofásico que presentan, en caso de existir una falla en el
sistema. Por esta razón es necesario disponer de protecciones especiales, muy sensibles que
puedan detectar la presencia de una falla monofásica del orden de miliamperes. El retorno de la
corriente de falla monofásica en sistemas aislados se produce a través de capacidades distribuidas
de los cables y de las líneas.
La principal ventaja de estos sistemas, es la mayor continuidad de servicio que se logra,
ya que pueden seguir operando en la presencia de una falla monofásica. Sin embargo, son más las
desventajas que presentan los sistemas aislados, razón por la cual son poco utilizados en la
actualidad. Desde el punto de vista de la continuidad de servicio, los sistemas aislados no
presentan más ventaja que los sistemas aterrizados a través de alta resistencia, con la diferencia
que en estos últimos, las tensiones pueden limitarse.
Una forma de detectar la existencia de fallas monofásicas en sistemas aislados, es
conectando voltímetros entre fase y tierra. Estos dispositivos son capaces de detectar la fase
dañada, pero no de ubicar el punto de falla.
5.2.2.- Sistemas aterrizados.
Los sistemas aterrizados se caracterizan por tener el neutro de los transformadores o
generadores conectados a tierra. Estos sistemas no presentan el inconveniente de sobretensiones
mencionado en el sistema aislado, ya que cuando se produce un cortocircuito monofásico, éste es
detectado inmediatamente por las protecciones de sobrecorriente residual y por lo tanto,
despejado rápidamente.
La conexión a tierra puede realizarse de distintas maneras, distinguiéndose principalmente
las siguientes:
Sólidamente aterrizados.
Resistencia de bajo valor.
Resistencia de alto valor.
Reactor.
Bobina Petersen.
Los sistemas aterrizados, protegen la vida útil de la aislación de motores, transformadores
y otros componentes de un sistema. Los sistemas aterrizados, al garantizar una corriente de falla
elevada permiten utilizar protecciones rápidas y seguras que despejen las fallas a tierra en un
tiempo no mayor a 5 seg.
La resistencia del neutro, tiene limitada su capacidad de corriente, definida por el tiempo
que dura la corriente que pasa por ella, siendo su máximo de 10 segundos. La tensión de
resistencia corresponde a la tensión entre fase y neutro del sistema. La corriente corresponde al
valor de corriente que fluirá por la resistencia durante el cortocircuito con la tensión nominal
aplicada.
5.2.3.- Tendencia actual.
La tendencia actual en sistemas de baja tensión, menores a 1 KV, es no usar resistencia en
el neutro, debido a que la corriente de cortocircuito puede ser demasiado pequeña y no sea capaz
de hacer operar los equipos de protección. En media tensión, los sistemas sólidamente aterrizados
o conectados a tierra a través de una baja resistencia, se utilizan cuando las corrientes de falla
monofásica, alcanzan valores no demasiados altos, que puedan comprometer la seguridad y la
vida útil de los equipos que conforman el sistema de distribución. Para sistemas de 22 KV y
superiores se prefiere conexión directa a tierra. En líneas de transmisión de 115 KV y superiores
se prefiere a través de resistencia. En sistemas de 69 KV con alta concentración de potencia
sujeto a altas corrientes de cortocircuito, se usan reactores de moderado valor óhmico.
5.3.-MALLAS DE TIERRA.
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.
Resistencia de las barras
Resistencia del reticulado
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
, 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).
I
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(5.1)
Donde:
65
:
Valor de tensión máximo a que puede quedar sometida una persona cuando
sucede un cortocircuito a tierra.
I
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Corriente de operación de la protección del circuito o del equipo protegido
por la puesta a tierra.
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