diagnóstico y evaluación del sistema de puesta a tierra del edificio

Universidad de Costa RicaFacultad de Ingenierıa

Escuela de Ingenierıa Electrica

Diagnostico y Evaluacion del Sistema de

Puesta a Tierra del Edificio de Ingenierıa

Electrica

UCR.

Por:

Alfonso Barrantes Araya

Ciudad Universitaria “Rodrigo Facio”, Costa Rica

18 de agosto de 2014

Diagnostico y Evaluacion del Sistema de

Puesta a Tierra del Edificio de Ingenierıa

Electrica

UCR.

Por:

Alfonso Barrantes Araya

IE-0499 Proyecto electrico

Aprobado por el Tribunal:

Ing. Juan Pablo Cruz RıosProfesor guıa

Lic. Ing. Harold Moreno Urbina Lic. Ing. Wagner Pineda RodrıguezProfesor lector Profesor lector

ResumenEn el presente proyecto se expone un estudio de los sistemas de puesta a tierra,el cual se desarrollo con el objetivo principal de evaluar el sistema de puestaa tierra del edificio de ingenierıa electrica de la Universidad de Costa Rica.En la primera parte del proyecto se muestra los diferentes componenetes aconsiderar en un sistema de puesta a tierra, ası como los metodos existentespara poder obtener un valor de la resistencias de la malla principal de unsistema de puesta a tierra, luego se presentan los datos e informacion reunidaa travez de las diferentes visitas realizadas al edificio de ingenierıa electrica,los cuales presentan el estado del sistema de puesta a tierra de dicho edificio,donde se pudo observar algunas faltas contra lo dictado en el codigo electriconacional.

v

Indice general

Indice de figuras ix

Indice de cuadros x

Nomenclatura xi

1 Introduccion 1

1.1 Alcance del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3 Metodologıa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 Marco Teorico 5

2.1 Puestas a Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2 Electrodo de puesta a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3 Puesta a tierra de equipo sensible . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.4 Sistemas derivados separados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.5 Descargas atmosfericas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.6 Metodos de medida de resistividad del terreno . . . . . . . . . . 18

2.7 Medida de la impedancia de electrodos de puesta a tierra . . . 19

3 Desarrollo 25

4 Conclusiones y recomendaciones 35

Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Bibliografıa 37

A Tıtulo del apendice 39

A.1 Tabla NEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

A.2 Tablero electrico T2LC: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

A.3 Tablero electrico TUPS: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

A.4 Tablero electrico T35: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

A.5 Tablero electrico T2-LB: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

A.6 Tablero electrico T2-HN: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

A.7 Tablero electrico TILE: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

A.8 Tablero electrico TIHE: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

vii

A.9 Estudio malla a tierra: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52A.10 Tablero electrico TUPS: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55A.11 Tablero electrico TIL: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56A.12 Tablero electrico TILA: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57A.13 Tablero electrico TIHB: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58A.14 Tablero electrico TLEE: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59A.15 Equipos electricos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60A.16 Bitacora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

viii

Indice de figuras

2.1 Componentes de un electrodo de puesta a tierra.(Rosas, 2003) . . . 9

2.2 Resistencia del terreno.(Angeles, 2013) . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3 Porcentaje de decremento de resistencia del terreno.(Angeles, 2013) 11

2.4 Puesta a tierra aislada.(Angeles, 2013) . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.5 Malla de referencia.(Angeles, 2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6 Plano de referencia de senal utilizando plano galvanizado.(Angeles,2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.7 Plano de referencia de senal utilizando malla de acero soldada.(Angeles,2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.8 Plano de referencia de senal utilizando bandeja portacables.(Angeles,2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.9 Puesta a tierra de sistemas derivados separados. . . . . . . . . . . 16

2.10 Puesta a tierra aislada.(Angeles, 2013) . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.11 Instalacion de electrodos .(Osorio, 1999) . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.12 Metodo de medicion de los dos puntos.(Angeles, 2013) . . . . . . . 21

2.13 Metodo de medicion de los tres puntos.(Angeles, 2013) . . . . . . . 22

2.14 Metodo de medicion instrumento tipo gancho.(Angeles, 2013) . . . 23

2.15 Metodologıa basica de la prueba de resistencia a tierra.(Angeles,2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

A.1 Tabla 250-122. Tamano mınimo de los conductores de puesta atierra para canalizaciones y equipos . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

A.2 Corriente de fuga, tablero electrico T2LC. . . . . . . . . . . . . . . 44

A.3 Corriente de fuga, tablero electrico TUPS. . . . . . . . . . . . . . . 45

A.4 Corriente de fuga, tablero electrico T35. . . . . . . . . . . . . . . . 46

A.5 Corriente de fuga, tablero electrico T2-LB. . . . . . . . . . . . . . 47

A.6 Corriente de fuga, tablero electrico T2-HN. . . . . . . . . . . . . . 48

A.7 Corriente de fuga, tablero electrico TILE. . . . . . . . . . . . . . . 49

A.8 Corriente de fuga barra de tierras derecha, tablero electrico TIHE. 50

A.9 Corriente de fuga barra de tierras izquierda, tablero electrico TIHE. 51

A.10 Corriente de fuga barra de la malla a tierra. . . . . . . . . . . . . . 52

A.11 Resistencia de la malla de tierra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

A.12 Main Bonding Jumper. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

A.13 Corriente de fuga, tablero electrico TUPS. . . . . . . . . . . . . . . 55

A.14 Corriente de fuga, tablero electrico TIL. . . . . . . . . . . . . . . . 56

ix

A.15 Corriente de fuga, tablero electrico TILA. . . . . . . . . . . . . . . 57A.16 Corriente de fuga, tablero electrico TIHB. . . . . . . . . . . . . . . 58A.17 Corriente de fuga, tablero electrico TLEE. . . . . . . . . . . . . . . 59A.18 Puesta a tierra de antenas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60A.19 Puesta a tierra de canalizacion metalica. . . . . . . . . . . . . . . . 61

Indice de cuadros

3.1 Resumen de tableros electricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

x

Nomenclatura

A Seccion transversal del conductor, en circular mils.

a Distancia entre electrodos.

I Corriente de falla a tierra a traves del conductor, en amperes.

L Longitud en metros.

R Resistencia medida por el Megger en Ohm.

t Tiempo de duracion de la falla a tierra, en segundos.

Ti Temperatura de operacion inicial en C.

Tm Temperatura maxima de no dano en C.

ρ Resistividad de terreno en Ohms-metro.

xi

1 Introduccion

La puesta a tierra es utilizada en instalaciones indutriales y domesticas, siendouna regla basica como medida de seguridad para las personas, equipos elec-tricos, sistemas de distribucion de energıa electrica, que se conforma de unconjunto armonizado de electrodos, cables, conexiones, platinas y tierra fısica,que trabajan para conducir, drenar y disipar corrientes de falla no deseadasal planeta tierra. Lo anterior se basa en que las cargas electricas siempre in-tentan alcanzar los menores valores energeticos para lograr un equilibrio depotencial, debido a que la tierra es un punto de potencial cero, se utiliza comotension de referencia para los sistemas electricos, de este modo todas las par-tes metalicas que habitualmente no transportan energıa electrica se conectana tierra.(Angeles, 2013) Los motivos por los que se realiza una conexion depuesta a tierra son:

• Garantizar la seguridad de las personas por tension de contacto conalgun medio metalico.

• Garantizar la correcta operacion de los dispositivos de proteccion, res-guardando de esta forma las instalaciones y equipo electrico.

• Limitar el tiempo de las sobrecorrientes provocadas por descargas at-mosfericas.

• Mejorar la calidad del servicio electrico.

Sin embargo, es importante realizar periodicamente controles del estadoy funcionamiento de la instalacion electrica y ası lograr detectar cual-quier desperfecto en su funcionamiento, esto en tanto la disposicion deuna toma de tierra no garantiza al 100 % la seguridad. Por tanto, estetrabajo de investigacion se propone evaluar el sistema de puesta a tierradel edificio de ingenierıa electrica de la Universidad de Costa Rica segunlas normas NEC 2008 en Espanol.

1

2 1 Introduccion

1.1 Alcance del proyecto

El proyecto tiene como proposito realizar un diagnostico del sistema de puestaa tierra del edificio de ingenierıa electrica de la Universidad de Costa Rica,donde verificaremos por medio de inspecciones visuales el estado actual delsistema. Tomaremos como referencia el diseno original del mismo, comparandocon el estado real; anotando y describiendo lo encontrado en las inspeccionesque se realizaran al edificio y finalmente analizando a la luz del nuevo codigoelectrico su estado, llegando a dar las recomendaciones respectivas segun sepresenten en el desarrollo del proyecto.

1.2. Objetivos 3

1.2 Objetivos

Objetivo general

• Evaluar el sistema de puesta a tierra del edificio de ingenierıa electricade la Universidad de Costa Rica segun las normas NEC 2008 en Espanol.

Objetivos especıficos

Para el desarrollo de este proyecto se establecieron los siguientes objetivos:

• Realizar la prueba de calculo del valor de la resistencia de la malla detierra.

• Realizar el calculo del conductor pueso a tierra de cada tablero.

• Realizar un chequeo de la puesta a tierra de los equipos instalados.

4 1 Introduccion

1.3 Metodologıa

Por medio de diferentes visitas al edificio de ingenierıa electrica y tomandonotas escritas en una bitacora se lograra obtener la infrmacion necesaria paraposteriormente comparar el estado actual del edificio con lo dictado por elcodigo electrico nacional.

2 Marco Teorico

2.1 Puestas a Tierra

Definicion de puesta a tierra

Segun el NEC 250 la puesta a tierra se define: La denominacion puesta a tierracomprende cualquier union metalica directa, sin fusible ni proteccion alguna,de seccion suficiente, entre una parte de una instalacion y un electrodo oplaca metalica, de dimensiones y situacion tales que, en todo momento, puedaasegurarse que el conjunto esta practicamente al mismo potencial de la tierra.

Componentes de la puesta a tierra

• Terreno.

• Electrodo de puesta a tierra.

• Conductor del electrodo de puesta a tierra.

• Puente de union principal.

• Conductor de puesta a tierra del equipo.

• Puente de union al sistema.

Terreno

El terreno es el medio por el cual se presenta la disipacion de las corrientesde falla, pero no todos los terrenos presentan las mismas caracterısticas pa-ra disipar corrientes, depende de la composicion, profundidad y condicionesclimaticas para la determinacion de sus propiedades electricas, por lo que laseleccion de este es de suma importancia para que la puesta a tierra funcionede manera correcta. El terreno se clasifica en funcion de su resistividad elec-trica ρ [ohm m], por tanto es el primer dato que hay que obtener para realizarla evaluacion de la puesta a tierra. La resistividad da a conocer la resistenciaque presenta un metro cubico de tierra, para la obtencion de esta se aplicandiferentes practicas, como se expondra mas adelante. (Angeles, 2013)

5

6 2 Marco Teorico

Electrodo de puesta a tierra

El electrodo es un componente metalico, principalmente fabricado de cobre oacero galvanizado, que tiene como fin presentar un camino para las corrien-tes de falla o descargas atmosfericas al terreno. Existen diferentes tipos deelectrodos, barras, mallas placas, entre otros.(Rosas, 2003)

• Barras: Son la forma de electrodo mas comun, presentan una formaalargada y en un extremo posee un punta de penetracion, para facilitarsu introduccion al terreno. Las barras son de cobre puro o de acerorecubierto con cobre, comunmente su longitud es de 3m y su diametrova desde 15mm hasta 25mm.

• Mallas: Es una red formada por la union de conductores horizontales,normalmente segun direcciones perpendiculares y uniformemente espa-ciados, en algunas ocasiones incluye una barra colocada de manera verti-cal. Se utiliza principalmente cuando el objetivo primordial de la puestaa tierra es mantener un control de potenciales en la superficie del terreno,con un bajo valor de resistencia.

• Placas: Son electrodos que tienen forma rectangular, por su configura-cion presentan mayor contacto con el terreno, siendo alta la cantidad deenergıa que pueden disipar.

Conductor del electrodo de puesta a tierra

Conductor utilizado para conectar el conductor puesto a tierra del sistema odel equipo, al electrodo de puesta a tierra. (Angeles, 2013)

Puente de union principal

Conexion en la acometida entre el conductor del circuito puesto a tierra y elconductor de puesta tierra del equipo. (Angeles, 2013)

Conductor de puesta a tierra del equipo

Conductor utilizado para conectar las partes metalicas, que normalmente noconducen corriente, al conductor del sistema puesto a tierra o al conductor delelectrodo de puesta a tierra. (Angeles, 2013)

Puente de union al sistema

Conexion entre el conductor puesto a tierra del circuito y el conductor depuesta a tierra del lado del suministrador, o el conductor puesto a tierra delequipo a un sistema derivado separado. (Angeles, 2013)

2.1. Puestas a Tierra 7

Elementos de conexion a tierra

Para tratar de conseguir una red equipotencial en una edificacion en contactocon tierra, se debe conectar a tierra todos los elementos metalicos susceptiblesa alcanzar algun nivel de tensıon . Se debe conectar a los puntos de puesta atierra los siguientes elementos:

• La instalacion del pararrayos.

• Estrcuturas metalicas de soporte.

• La instalacion de antenas (TV, Telefonicas).

• Tuberıas metalicas, que funcionen como canalizacion de circuitos elec-tricos.

• Gabintes metalicos de elementos como medidires, interruptores, entreotros.

Puesta a tierra de pararrayos y antenas

Esta se realiza con el fin de proveer una trayectoria efectiva a tierra, de todasaquellas sobretensiones generadas por un rayo que puedan danar los equipoeselectricos.

Puesta a tierra de canalizacon metalica

Cuando se utiliza una canalizacion metalica para transportar circuitos elec-tricos, se debe de tener en consideracion que a la hora de la presencia deuna corriente de falla, por ser canalizacion metalica, se incrementara el campomagnetico producido por la corriente de falla a tierra. Por lo que se deben derealizar puentes de union entre el conductor de puesta a tierra y la tuberıametalica para ası prevenir:

• Aumento de la caıda de tension.

• Permitir que la tuberıa metalica transporte la mayor cantidad de co-rriente de falla a tierra.

Conductores de puesta a tierra y sus propiedades

En todo circuito electrico que tenga como funcion suministrar energıa electricaa un equipo, se debe instalar, sus conductores de fase, conductor neutro yconductor de puesta a tierra, todos ellos en la misma canalizacion.

8 2 Marco Teorico

El conductor de puesta a tierra se debe conectar a la terminal de tierradel equipo electrico, este conductor tiene como funcion conducir la corrientede falla a tierra a su lugar de origen, para que de esta manera se activen losdispositivos de proteccion y liberen la falla.

Cuando un circuito electrico opere en condiciones normales, el conductorde puesta a tierra no debe de conducir ninguna corriente y debe mantener unpotencial igual a cero, potencial de la tierra. (Angeles, 2013)

Cuando un circuito electrico se transporta en canalizacion metalica, y estase utiliza como conductor de pesta a tierra, no es necesario tomar considera-ciones especiales para la conduccion de la corriente de falla a tierra, pero nohay que olvidar la conexion de puesta a tierra entre gabientes, cajas, unionesde tubos y accesorios metalicos del circuito. Pero cuando un circuito se trans-porta en canalizacion metalica y se utiliza un conductor de puesta a tierra, sedebe de realizar un calculo del valor termico soportado por el conductor, paraque este no sea excedido, ya que exceder este valor trae efectos como:

• Incremento de la temperatura del conductor, lo cual afecta las propie-dades quımicas del aislamiento que recubre al conductor de puesta atierra.

• Deterioro total del conductor de puesta a tierra, lo cual genera una ins-talacion electrica peligrosa debido a que deja de existir medio de retornode la corrientes de falla a tierra y de esta manera no se puede presentaruna operacion de los equipos de proteccion para que liberen la falla.

El dano en el aislamiento termoplastico, polietileno de caena crusada y elhule propilenoetileno, esta definido por las ecuaciones (2.1), (2.2):

Para conductores de cobre:

I2t

A= 0, 0297 ∗ log

[Tm + 234

Ti + 234

](2.1)

Para conductores de aluminio:

I2t

A= 0, 0125 ∗ log

[Tm + 234

Ti + 234

](2.2)

2.2. Electrodo de puesta a tierra 9

2.2 Electrodo de puesta a tierra

Resistencia de un electrodo de puesta a tierra

La resistencia de un electrodo de puesta a tierra se compone de tres factores:

• La resistencia propia del electrodo de puesta a tierra y sus conectores.

• La resistencia de contacto entre el electrodo y el terreno.

• La resistencia del terreno alrededor del electrodo.

Figura 2.1: Componentes de un electrodo de puesta a tierra.(Rosas, 2003)

Resistencia del electrodo de puesta a tierra Comunmente los electrodosde puesta a tierra son disenados de materiales con buena conductividad yademas presentan una seccion transversal, lo anterior con el fin de presentenuna resistencia bastante baja.

Resistencia de contacto La resistencia de contacto entre el terreno y elelectrodo de puesta a tierra es practicamente despresiable, esto si el electrodose encuentra libre de pintura y grasa, y a su vez se encuantra firmementeenterrado.

Resistencia del terreno alrededor del electrodo Esta resistencia es la quetiene el mayor valor; como se logra observar en la figura 2.2, alrededor delelectrodo de puesta a tierra se forman conos o lıneas de tierra, las lıneas mas

10 2 Marco Teorico

cercanas al electrodo presentan una resitencia mayor debido a que tienen unarea menor, de este modo las lıneas subsecuentes presentan mayor area y asu vez menor resistencia. Por lo que la resistencia del terreno alrededor delelectrodo de puesta a tierra es la suma de las resistencias en serie de las capasvirtuales de tierra formadas por los conos envolventes del electrodo.

Figura 2.2: Resistencia del terreno.(Angeles, 2013)

Valores de resistencia aconsejados

Los valores de resistencia admitidos por el Std IEEE 142-1991 son los siguien-tes:

• Subestaciones grandes, lıneas de transmision y estaciones de generacion:1 Ohm.

• Subestaciones de plantas industriales, edificios y grandes instalacionescomerciales: [1-5] Ohm.

• Electrodo simple: 25 Ohm.

(Agulleiro, 2013)

2.2. Electrodo de puesta a tierra 11

Adecuada instalacion del electrodo de puesta a tierra

Cuando instala un electrodo de puesta a tierra y no se logra obtener un valorde resistencia bajo, se tienen que utilizar metodos para poder disminuir suvalor, como los siguientes:

• Utilizar un electrodo de puesta a tierra largo dentro del terreno.

• Utilizar multiples electrodos de puesta a tierra.

• Tratamiento del terreno.

El utilizar electrodos de puesta a tierra con una longuitud de 3 metrosayuda a obtener resistencias menores.

Cuando se utilizan multiples electrodos de puesta a tierra, se generan ca-minos en paralelo para la descarga de la corriente como se muestra en la figura2.3, lo que se puede explicar que con dos electrodos de puesta a tierra igualesla resistencia se reduce aproximadamente un 40 %, si se utiliza tres electrodosla reduccion es aproximadamente del 60 %, al incrementar a cuatro electrodosse reduce aproximadamente un 67 %, a partir de este punto un aumento en elnumero de electrodos no presenta una reduccion significante de la resistencia.

Figura 2.3: Porcentaje de decremento de resistencia del terreno.(Angeles, 2013)

Si se llega a presentar un terreno con una alta resistencia, el tratamientoquımico del mismo es una buena medida para lograr disminuir su resistencia.

12 2 Marco Teorico

Para estos tratamientos se utiliza sulfato de magnesio, sulfato de cobre y rocade sal, que son materiales no corrosivos. El tratamiendo quımico para mejorarla resistencia no es permanente, debido a que los quımicos son progresivamentelavados por la lluvia y por el drenaje natural del terreno, por estas razones sedebe aplicar con cierto periodo de tiempo.

2.3 Puesta a tierra de equipo sensible

Equipo electronico sensible

Se habla de equipo electronico sensible cuando se hace referencia a equiposque son altamente sensibles a las tensiones generadas durante una descargaatmosferica, corrientes no deseadas presentes en los conductores de puesta atierra y sistema de puesta a tierra en general.

Algunos equipos electronicos sensibles que se pueden nombrar son:

• Servidores

• Sistemas de centrales telefonicas

• Computadoras

• Controladores logicos programables (PLC)

• Sistemas de control, entre otros.

Los equipos electronicos sensibles se deben de presentar una puesta detierra aislada, esto se realiza con la finalidad de eliminar el ruido electromag-netico, corrientes errantes y tensiones no deseadas de estos equipos. El ruidoelectromagnetico en una conexion electrica en algun punto de el sistema depuesta a tierra, donde se introduce tensiones no deseadas a los equipos elec-tronicos sensibles.

Puesta a tierra aislada

La puesta de tierra aislada consiste en un condutor de puesta a tierra que seorigina desde el mismo punto que puesta de tierra convecional y se lleva hastael equipo electronico sensible, lo anterior sin realizar ningun punto de contactocon materiales metalicos durante el trayecto, con el fin de no introducir ninguntipo de corriente ni diferencia de potencial que puedan danar los equipos. Loantes descrito se puede observar en la figura 2.4

En la instalacion de este tipo de sistemas muchas veces se presentan erroresmuy comunes como:

2.3. Puesta a tierra de equipo sensible 13

Figura 2.4: Puesta a tierra aislada.(Angeles, 2013)

• La conexion de la puesta a tierra aislada en los subtalbleros de distribu-cion.

• La conexion erronea e invertida en el receptaculo, de los contactos depuesta a tierra y neutro.

• La union de la tierra aislada y el neutro en el lado de la carga.

El dimensionamiento de los conductores de puesta a tierra aislado se debeseleccionar segun la normativa vigente, el mismo se debe de instalar junto conlos conductores del mismo circuito, en la misma canalizacion. De lo contrariose induce al incremeto de la impedancia durante el funcionamiento normal oen caso de falla a tierra.

Subsistemas de puesta a tierra

Se pueden realizar diferentes subsistemas de puesta a tierra, como un subsis-tema de proteccion contra descargas atmosfericas o subsistemas de puesta atierra de proteccion de circuitos de senalizacion de telecomunicaciones y trans-mision de datos. Los anteriores instalados de acuerdo a la normativa vigen-te.Por ejemplo, la normativa especifica que para subsistemas contra descargaselectricas, se debe interconectar a un solo sistema de electrodos de puesta atierra, de acuerdo al NEC, NFPA 780-2014.

La normativa especifica que todos los electrodos de puesta a tierra de losdiferentes subsistemas de puesta a tierra deben estar interconectados entresı, por lo que ninguno puede quedar de forma aislada de otros. Ademas los

14 2 Marco Teorico

diferentes subsistemas de puesta a tierra deben estar electricamente interco-nectados entre sı mediante un conductor de puesta a tierra.

Para los equipos electronicos sensibles es recomendable utilizar un solopunto de puesta a tierra, debido a que de esta manera se evita diferencias depotecial que podrian ser inducidas en el equipo. El valor de resistencia de estetipo de equipos debe ser menor a 1 ohm.

Para lograr un buen funcionamiento de los subsistemas de puesta a tierrade equipos electricos sensibles se debe de utilizar una malla de referencia de se-nal, porque con esto se logra tener un plano equipotencial, ademas la distanciade los conductores de puesta a tierra es de menor loguitud logrando disminuirlas impedancias. La figura 2.5 nos muestra la conexion de los equipos electricosa una malla de referencia de senal.

Figura 2.5: Malla de referencia.(Angeles, 2013)

La malla de referencia de senal puede ser prefabricada o ensamblada en elcampo. Esta malla puede ser construida empleando los metodos mostrados enlas figuras 2.6, 2.7, 2.8:

En este caso el piso galvanizado se utiliza como plano de referencia paralas senales, por lo que unicamente es necesario realizar la conexion medianteun puente de union bastante corto para tener la menor impedancia posible.Las conexiones se deben de realizar en cada esquina de la parte inferior de losgabientes.

La malla de referencia soldada de senal debe ser soldada en intervalos nomayores a los 50cm, para de esta manera lograr una malla continua. Igual queen el caso anterior los puentes de union deben de ser de la menor loguitud

2.4. Sistemas derivados separados 15

Figura 2.6: Plano de referencia de senal utilizando plano galvanizado.(Angeles,2013)

Figura 2.7: Plano de referencia de senal utilizando malla de acero solda-da.(Angeles, 2013)

posible, estos puentes deben de ser sodados a la malla mediante soldaduraexotermica.

La bandeja portacables provee baja impedancia para altas frecuencias.Esta bandeja se debe de conectar a un plano de referencia de senal en el suelo.

2.4 Sistemas derivados separados

Se considera equipo derivado separado electricamente, todo equipo que notenga conexion alguna entre su neutro de entrada y su neutro de salida, entransformadores no debe de existir conexion entre el devanado primario y eldevanado secundario, por lo que los autotransformadores no caben dentro deeste tipo de sistemas. La figura 2.9 ilustra la conexion de puesta a tierra deun sistema derivado separado.

Algunos sistemas derivads separados son:

• Plantas de emergencia (generadores).

• UPS.

16 2 Marco Teorico

Figura 2.8: Plano de referencia de senal utilizando bandeja portaca-bles.(Angeles, 2013)

Figura 2.9: Puesta a tierra de sistemas derivados separados.

• Transformadores.

Nota: Una fuente alterna de energıa de corriente alterna(generador) no esun sistema derivado separadamente si el neutro esta solidamente interconec-tado al neutro de la instalacion que parte de una acometida.

2.5 Descargas atmosfericas

Las descargas atmosfericas son causadas cuando el potencial que se encuentraentre las nubes y la tierra logra superar el dielectrico existente entre ambas su-perficies. Esto provoca corrientes que pueden superar los 50kA, con un tiempode duracion bastante pequeno, entre los 50 y 100 microsegundos.

Cuando se produce una descarga atmosferica hacia la tierra, se puedenintroducir transitorios en los conductores electricos aereos o subterraneos. Se

2.5. Descargas atmosfericas 17

producen tensiones de descarga que se encuentran en rango de 5 a 40 kV, lascuales producen campos electromagneticos destructivos que se pueden expan-der alrededor de los 6 o 9 metros, por lo que el equipo electrico corre granriesgo de ser perjudicado.

Para prevenir que el equipo electrico sea danado a causa de las desargasatmosfericas, existen varios disenos de sistemas de proteccion, algunos de ellosson:

• Punta Franklin: Se trata de una punta hecha de material conductor,la cual se coloca por encima de cualquier punto del edifio a proteger,para de esta manera aumentar que la descarga atmosferica incida sobresı y derivar la corriente del rayo a tierra.

• Tendido: Es un sistema formado por uno o multiples conductores aerossituados sobre el edificio a proteger, cada uno de los extremos del tendidodebe ser puesto a tierra.

• Jaula de Faraday: Es un sistema compuesto por un conjunto de pun-tas captadoras unidas entre sı por un cable conductor y posteriormentepuestas a tierra, lo cual forma una malla sobre la estructura a proteger,cuando un rayo es recepcionado por uno de los conductores es drenadoa tierra. En la figura 2.10 se muestra este sistema.

(ASEP, 2014)

18 2 Marco Teorico

Figura 2.10: Puesta a tierra aislada.(Angeles, 2013)

2.6 Metodos de medida de resistividad del terreno

Se debe de realizar una verificacion de la resistividad del terreno debido a que laresistencia a tierra del electrodo es directamente proporcional a la resistividaddel terreno. La prueba mas comun se realiza utilizando un medidor de tierrade cuatro terminales, las cuales se clavan en el suelo como se logra observar enla figura 2.11, separadas una distancia equidistante a metros, la profundidadcon que se clavan las estacas no debe de exceder un decimo de la distaanciaa. (Osorio, 1999)

El metodo mas utilizado es el metodo de Wenner, el cual consiste en in-yectar una corriente conocida por los electrodos C1 y C2, luego entre loselectrodos de prueba P1 y P2 se mide la diferencia de potencial resultante.Una vez obtenidos estos datos se puede calcular la resistencia y el valor de re-sistividad del terreno, a una profundidad b, lo anterior utilazando la ecuacion2.3:

2.7. Medida de la impedancia de electrodos de puesta a tierra 19

Figura 2.11: Instalacion de electrodos .(Osorio, 1999)

ρ = 2πa ∗R (2.3)

(Angeles, 2013)

2.7 Medida de la impedancia de electrodos depuesta a tierra

Existen dos razones principales por las cuales se debe de realizar la medicionde la impedacia del electrodo de puesta a tierra:

• Revisar el valor de la malla de puesta posteriormente a su instalacion yprevio a la instalacion de equipo electrico.

• Tener un registro del valor para mantenimiento y de esta manera realizarposteriores medidas y comparar con el valor inicial.

(Osorio, 1999)

La resistencia de un electrodo de puesta a tierra generalmente se determi-na utilizando corriente alterna, ya que la corriente directa puede causar unapolarizacion del electrodo. Las magnitudes de las corrientes utilizadas puedenser pocos miliamperios hasta los cientos de miliamperios para sistemas insta-lados en zonas urbanas, esto para evitar posibles potenciales transferidos queson peligrosos para las personas cercanas al area del sistema.

Teoricamente la resistencia a tierra de un sistema de electrodos puede sercalculada mediante la ecuacion 2.4:

R = ρL

A(2.4)

Al utilizar esta o cualquier otra ecuacion para el calculo de la resistenciadel un sistema de puesta a tierra se tienen factores que pueden afectar el valorfinal, como lo es la reisistividad del terreno, la cual variara dependiendo de suhumedad y de su temperatura.

20 2 Marco Teorico

Equipo

Para la medida de la resistencia de un sistema de puesta a tierra de electrodospequenos o de un tamano medio, comunmente se utiliza un probador de cuatroterminales, generalmente es el mismo instrumento con el que se realiza lamedida de la resistencia del terreno. Este equipo presenta dos terminales depotencial P1 y P2 y dos terminales de corriente C1 y C2, ademas de las cuatroestacas y sus respectivos cables.

Cuando se desea realizar esta prueba en terrenos de mayor area, se requiereotro equipo mas sofisticado, el cual pueda medir impedancias muy pequenas,ademas de pasar mas corriente. Normalmente se incluye en el equipo amplifica-dores de potencia, una fuente de frecuencia variable e instrumento de medidaselectivos de frecuencia. (Osorio, 1999)

Metodos de medicion

Metodo de los dos puntos

Este metodo mide el total de la resistencia del electrodo en estudio mas laresistencia de un electrodo auxiliar, la resistencia auxiliar se considera muypequena al compararla con la resistencia del electrodo en estudio, por lo queno afecta el resultado obtenido en medicion.

Normalmente este metodo se utiliza para determinar la resistencia de unelectrodo simple en un area residencial donde no existe terreno natural paraenterrar las estacas de prueba. Se debe considerar que:

• El sistema de suministro de agua debe ser de tuberıa metalica sin co-nexiones aisladas y estar en contacto con el suelo. El mismo debe depresentar una resistencia baja.

Este metodo presenta inconvenientes, como no conocer el recorrido delsistema de suministro de agua, lo que conlleva a no saber el area de resistenciadel electrodo en estudio, con lo que se puede obtener un resultado erroneo enla lectura de la resistencia, otro inconveniente que se puede presentar es queel sistema de suministro de agua sea en tuberıa plastica, con lo que resultamas complicado conseguir una tierra auxiliar.(Agulleiro, 2013)

La figura 2.12 muestra la forma en que se debe de instalar el equipo demedicion.

Metodo de los tres puntos o de potencial

Este metodo de prueba es recomendado por la IEEE Std 1100-2005.

El metodo consiste en inyectar corriente a traves de un electrodo de pruebay medir el alza de potencial mediante otro electrodo. Al conocer el valor de


Figura 2.12: Metodo de medicion de los dos puntos.(Angeles, 2013)

la corriente y el valor de la tension, por medio de la ley de Ohm se puedeobtener el valor de la resistencia. La figura 2.13 muestra un esquema donde sepresenta el metodo de los tres puntos.

Pasos a seguir para la medicion de la resistencia del electrodo de puesta atierra:

• Paso 1: Para poder realizar esta prueba se debe de tener la instalacionelectrica desenergizada.

• Paso 2: Se debe de desconectar el conductor del electrodo de puesta atierra.

• Paso 3: Se debe de colocar el instrumento de medicion en un lugarapropiado.

• Paso 4: Se debe de colocar la estaca tres del equipo de medicion a unadistancia D, que se mide desde el electrodo de pueta a tierra en estudio,esta distacia depende del espacio que se tenga para realizar la prueba.

• Paso 5: La estaca dos se debe de colocar al un 62 % de la distancia D ydebe de estar en lınea recta con la estaca tres y el electrodo de puesta atierra.

• Paso 6: Se debe de realizar la conexion de los cables de prueba: verde alelectrodo de puesta a tierra bajo prueba, amarillo a la estaca dos, rojoa la estaca tres.

• Paso 6: De acuerdo a las instrucciones del equipo de medicion se debede realizar la prueba y registrar el valor en una tabla.

22 2 Marco Teorico

Figura 2.13: Metodo de medicion de los tres puntos.(Angeles, 2013)

Metodo con instrumento de medicion tipo gancho

Este metodo presenta la ventaja de que una medicion rapida, no utiliza es-tacas de prueba y la malla o electrodo de puesta a tierra no tiene que serdesconectado del sitema para realizar la prueba.

El equipo de gancho funciona de manera efectiva y se puede utilizar pararealizar la medicion de de la resistencia a tierra de cualquier sistema de tie-rra. Este equipo aplica una senal de tension al sistema mediante una bobinade transmision y mide la corriente sin tener una conexion electrica directamediante una bobina receptora. Para que el instrumento funcione de maneraadecuada se tiene que tener un circuito completo (cerrado), ası este mide laresitencia completa del electrodo de puesta a tierra, todos los elementos sonmedidos en serie y supone que la resistencia del electrodo de puesta a tierraes bastante significativa respecto a las demas.

El metodo de gacho no se puede utilizar para puestas a tierra aisladas, yaque no tendra un camino de retorno para poder realizar la medicion.

La figura 2.14 muestra el instrumento de medicion tipo gancho y la figura2.15 muestra la metodologıa de la prueba.


Figura 2.14: Metodo de medicion instrumento tipo gancho.(Angeles, 2013)

Figura 2.15: Metodologıa basica de la prueba de resistencia a tierra.(Angeles,2013)

3 Desarrollo

Una vez conocido y abarcado la teorıa de los sistemas de puesta a tierra, serealizo un recorrido a travez del edificio de Ingenierıa Electrica, con el fin deinspeccionar y hacer un levantamiento del estado del sistema de pueta a tierradel mismo.

El recorrido por el edificio se inicio el dıa viernes 4 de abril del ano 2014,este comenzo por el cuarto electrico del quinto piso, primero se procedio aquitar las tapas de los tableros electricos, etiquetados como: T2LC, TUPS,T35. Una vez los tableros electricos se encontraban sin tapa se tomaron datosde los mismos.

Del tablero electrico T2LC se obtuvieron los siguientes datos, los cualesse documentaron mediante fotografıas:

• Breaker principal de 200A.

• Cable de tierra sin identificacion de calibre, por lo que por medio de unVernier se obtuvo una medida de 10,05mm de diametro. De acuerdo ala tabla 250-122 del NEC, mostrada en el apendice, equivale a un cable#2 THHN. En la imagen A.1 se muestra la tabla 205.122 del NEC en lacual se observa que el conductor de puesta a tierra presenta un calibreapto.

• Mediante un amperimetro de gancho se medio la corriente en el cable detierra y se obtuvo una corriente de fuga de 0,19A. Figura A.2.

Del tablero electrico TUPS se obtuvieron los siguientes datos, los cualesse documentaron mediante fotografıas:


• Cable de tierra sin identificacion de calibre, por lo que por medio de unVernier se obtuvo una medida de 8,60mm de diametro. De acuerdo a latabla 250-122 del NEC, mostrada en el apendice, equivale a un cable #4THHN. En la imagen A.1 se muestra la tabla 205.122 del NEC en lacual se observa que el conductor de puesta a tierra presenta un calibreapto.


25

26 3 Desarrollo

Del tablero electrico T35 se obtuvieron los siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:




Luego de obtener la infromacion de los tableros electrico del quinto niveldel edificio, continuamos por el cuarto electrico de cuarto piso, aquı se procedioa quitar las tapas de los tableros electricos etiquetados como: TAC4, T2-LB,T2-HN, se tomaron datos de los mismos.

Del tablero electrico TAC4 se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:



• No se pudo realizar la medida de la corriente en el cable de tierra.

Del tablero electrico T2-LB se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:


• Cable de tierra identificado, calibre #2 THHN, de acuerdo a la tabla250.122 del NEC, mostrada en la imagen A.1 se observa que el conductorde puesta a tierra presenta un calibre adecuado.


3 Desarrollo 27

Del tablero electrico T2-HN se obtuvieron lo siguientes datos, los cualesse documentaron mediante fotografıas:


• Cable de tierra sin identificacion de calibre, por lo que por medio de unVernier se obtuvo una medida de 11.95mm de diametro. De acuerdo ala tabla 250-122 del NEC, mostrada en el apendice, equivale a un cable1/0 THHN. En la imagen A.1 se muestra la tabla 205.122 del NEC en lacual se observa que el conductor de puesta a tierra presenta un calibreapto.


• En este cuarto electrico existe un transformador que se alimenta deltablero electrico T2-HN, del circuito 15.

Finalizado el recorrido en el cuarto nivel continuamos con el cuarto elec-trico del tercer nivel, se procedio a quitar las tapas de los tableros electricosetiquetados como: TILE, TIHE, se tomaron datos de los mismos.

Del tablero electrico TILE se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:


• Cable de tierra se encuentra identificado, su calibre es #4 THHN, deacuerdo a la tabla 250.122 del NEC, mostrada en la imagen A.1 se ob-serva que el conductor de puesta a tierra presenta un calibre adecuado.


Del tablero electrico TIHE se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:


• Posee dos barras de tierras, los cables de tierras no poseen identificacionde calibre, por lo que medio de un Vernier se obtuvo una medida de12,25mm de diametro (igual diametro en los cables de ambas barras).De acuerdo a la tabla 250-122 del NEC, mostrada en el apendice, equivalea un cable 1/0 THHN. En la imagen A.1 se muestra la tabla 205.122 delNEC en la cual se observa que el conductor de puesta a tierra presentaun calibre apto.

28 3 Desarrollo

• Mediante un amperimetro de gancho se medio la corriente en el cable detierra en ambas barras y se obtuvo una corriente de fuga de 1,29A barralado derecho figura A.8 y de 1,17 barra lado izquierdo figura A.9.

En el segundo nivel no se pudo realizar la verificacion de puesta a tierrade los tableros electricos ubicados en el cuarto electrico debido a que estos seencontraban con seguro de llave y no se puedo conseguir acceso para poderproceder a quitar las tapas de los mismos. El unico tablero que se puedoverificar en este nivel fue el etiquetado como T2LA, ubicado en el pasillo.

Del tablero electrico T2LA se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:


• Posee dos barras de tierras, los cables de tierra son de calibre #2 THHN,de acuerdo a la tabla 250.122 del NEC, mostrada en la imagen A.1 seobserva que el conductor de puesta a tierra presenta un calibre adecuado.

• Mediante un amperimetro de gancho se medio la corriente en el cable detierra en ambas barras y se obtuvo una corriente de fuga de 0A.

Antes de continuar en el cuarto electrico del primer nivel, se procediorelizar el estudio de la malla a tierra del edificio, ya que el Ingeniero WagnerPineda R. facilito el equipo, telerometro de gancho, que era necesario.

Una vez ubicada la malla a tierra del edificio se midio la corriente defuga presente, presento un valor de 120, 7µA figura A.10. Luego se realizo lamedicion de la resistencia del sistema de puesta a tierra, pero se obtuvo undato erroneo que presento un valor de 0, 644Ω, figura A.11, el cual es el valorde la resistencia del lazo de la malla mas no el de puesta a tierra, ya que lovalores tıpicos de las mallas a tierra son alredor de los 2 ohms.

Posteriormente se abrio el transformador y se observo el aterrizamiento delos pararrayos y de las pantallas, ası como la union del cable de puesta a tierracon el neutro del primario y del secundario, figura A.12.

Al terminar la prueba de la malla a tierra se continuo con el estudio de laspuestas a tierra de los tableros electricos del cuarto electrico del primer nivel,los cuales se encuentran etiquetados como: TUPS, TIHN,TIL. Y los tableroselectricos ubicados en los laboratorios etiquetados como: TILA, TIHB. Setomaron datos de los mismos.

Del tablero electrico TUPS se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:


3 Desarrollo 29



Del tablero electrico TIHN se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:


• Cable de tierra con identificacion de calibre #2 THHN, de acuerdo ala tabla 250.122 del NEC, mostrada en la imagen A.1 se observa que elconductor de puesta a tierra presenta un calibre adecuado.

• Mediante un amperimetro de gancho se medio la corriente en el cable detierra y se obtuvo una corriente de fuga de 0A.

Del tablero electrico TIL se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:


• Cable de tierra con identificacion de calibre #2 THHN, de acuerdo ala tabla 250.122 del NEC, mostrada en la imagen A.1 se observa que elconductor de puesta a tierra presenta un calibre adecuado. La puesta atierra consta de dos cables en paralelo.


Del tablero electrico TILA, ubicado en el laboratorio de maquinas elec-tricas se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales se documentaron mediantefotografıas:




30 3 Desarrollo

Del tablero electrico TIHB, ubicado en el laboratorio de maquinas elec-tricas se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales se documentaron mediantefotografıas:




Tablero electrico sin identificacion, ubicado en el laboratorio de automa-tica se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales se documentaron mediantefotografıas:

• No posee cable de tierra

Terminado el recorrido de los caurtos electricos de los diferentes pisos deledificio de Ingenierıa Electrica, nos dirigimos al cuarto electrico principal, don-de se encuetra una transferencia automatica y los tableroa electricos etique-tados como: TLEE, THE, THEE y TPH. Una vez los tableros electricos seencontraban sin tapa se tomaron datos de los mismos.

Del tablero electrico TLEE se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:

• No tiene breaker principal, se encuentra con alimentacion directa a bor-nes.

• Cable de tierra sin identificacion de calibre, por lo que por medio de unVernier se obtuvo una medida de 9,5mm de diametro. De acuerdo a latabla 250-122 del NEC, mostrada en el apendice, equivale a un cable #2THHN.


Del tablero electrico THE se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:


3 Desarrollo 31



• El aterrizamiento se presenta mediante dos cables de tierra, mientrasque solo existe un cable por fase.

Del tablero electrico THEE se obtuvieron lo siguientes datos, los cuales sedocumentaron mediante fotografıas:




El tablero electrico no se abrio debido a que por su capacidad de corrienteen barras es peligroso que se forme un arco electrico al estar trabajando encaliente.

En la transeferencia automatica se midio la corriente en el cable de tierramediante un amperimetro de gancho, se obtuvo un valor de 0A. En este equipose utilizaron cuatro cables de tierra, mientras que por fase solo se utilizan doscables.

En las afueras del edificio en su aldo derecho e izquierdo se encuentra elequipo de aire acondicionado con sus tableros electricos, por lo que accesoa comprobar la puesta a tierra. En el lado izquierdo el tablero TAC-N1R2cuenta con la barra de tierra y el adecuado aterrizamiento de los equipos,pero la tuberıa metalica en la que viajan los conductores no se encuentraaterrizada. En el lado derecho el tablero TAC-N1R1 cuenta con la barra detierra y el adecuado aterrizamiento de los equipos.

32 3 Desarrollo

Tabla 3.1: Resumen de tableros electricos

Cuarto Electrico Quinto Nivel

Tablero Electrico Proteccion Calibre cable de tierraT2LC 200A #2 THHNTUPS 100A #4 THHN

T35 125A #4 THHN

Cuarto Electrico Cuarto Nivel

Tablero Electrico Proteccion Calibre cable de tierraTAC4 100A #4 THHN

T2-LB 200A #2 THHNT2-HN 300A 1/0 THHN

Cuarto Electrico Tercer Nivel

Tablero Electrico Proteccion Calibre cable de tierraTILE 200A #4 THHNTIHE 200A 1/0 THHN

Cuarto Electrico Segundo Nivel

Tablero Electrico Proteccion Calibre cable de tierraT2LA 200A #2 THHN

Cuarto Electrico y laboratorios Primer Nivel

Tablero Electrico Proteccion Calibre cable de tierraTUPS 100A #6 THHNTIHN 200A #2 THHN

TIL 350A #2 THHNTILA 200A #2 THHNTIHB 200A #2 THHN

Cuarto Electrico Principal

Tablero Electrico Proteccion Calibre cable de tierraTLEE — #2 THHNTHE — #2 THHN

THEE — #4 THHNTPH — —

3 Desarrollo 33

Al finalizar la revision de los tableros electricos en general del edificio, seinicio un nuevo recorrido para verificar las puesta a tierra de los diferentesequipos electricos, como pararrayos, tomacorrientes, apagadores, interrupto-res, entre otros.

Se comenzo por el primer nivel, donde de los diferetes laboratorios, aulasy bodega, se quitaron las tapas y tornillos de diferentes tomacorrientes, porlo que se puedo verificar la correcta instalacion de la puesta a tierra. Luegose realizo lo mismo pero con los apagadores, en esta ocacion se observo queningun apagador consta del cable de puesta a tierra. En el laboratorio demaquinas electricas existen algunos interruptores en cajas metalicas, se verificoque encontraran con cable de puesta a tierra. En el laboratorio de automaticaexisten dos tableros de control los cuales estan aterrizados entre sı, pero notienen cable de puesta a tierra hacia el tablero del cual son energizados, yaque este tablero no cuenta con barra de tierras, existen algunos interruptoreslos cuales si cuentan con el cable de puesta a tierra.

Luego se continuo con el segundo nivel, aquı de igual manera se quitaronlas tapas y tornillos de diferentes tomacorrientes, con esto se pudo verificarque se encontraran adecuandamente puestos a tierra; se continuo con el mismotrabajo pero con lo apagadores, los cuales no cuentan con cable de puesta atierra.

El mismo trabajo se realizo en los diferentes niveles del edificio obteniendolos mismos resultados en todos los pisos, tomacorrientes debidamente puestosa tierra contrariamente a los apagadores.

Posteriormente se ingreso a la azotea donde pudimos observar los para-rrayos y su debida puesta a tierra, ası como la puesta a tierra de las antenasde telecomunicaciones. Tambien se verifico que la canalizacion metalica en lacual viejan los conductores se encontrara puesta a tierra. Figuras A.18, A.19.

4 Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones

El sistema de puesta a tierra es fundamental para la seguridad personal asıcomo para el el correcto desempeno del sistema electrico. Para garantizarun buen funcionamiento del sistema de puesta a tierra es vital una buenainstalacion, a la cual se le debe brindar un monitoreo y mantenimiento debidoa que la condiciones ambientales llegan a deteiorar el sistema al transcurrirdel tiempo.

La instalacion del sistema debe de realizarse de manera ordenada y planifi-cada, con el fin de poder realizar mediciones futuras del valor de la resistenciadel sistema, ya que para poder llevar a cabo esta medicion es necesario, de-pendiendo del equipo de medicion, la desconexion del sistema de tierra delsistema electrico general. Al ejercer la medicion se debe de prestar atencion dela distancia a las cuales se deben de colocar las estacas para de esta maneraobtener un correcto valor de reisistencia, lo anterior si se utiliza un equipo demedicion que consta de ellas.

Todo equipo electrico, (pararrayos, tableros electricos, transformadores,tranferencias, tomacrrientes, apagadores, entre otros) debe de contar con pues-ta a tierra referida al sistema de puesta a tierra principal, ası como las canali-zaciones metalicas en los cuales viajan sus conductores, con el fin de obtenerun nivel de referencia lo mas cercano al de la tierra.

En el edificio se intento llevar a cabo la prueba de resistencia de la mallade puesta a tierra pero nos fue imposible debido a su mala coordinacion ydistribucion de las puestas a tierra por ende no se puedo desconectar la mallade puesta a tierra del sistema electrico general, se realizo otro intento con unequipo de medicion de gancho pero el valor obtenido no fue un valor certero.

En las visitas no se pudo obsevar la conexion de las tierras de los pararrayosy antenas de telecomunicaciones a la malla principal de tierra.

En el transformador de pedestal se observo en main bonding jumper.

En los transformadores secos ubicados dentro del edificio no se puedo com-probar que com sitemas derivados separados que son, constaran de la correctaconexion del cable de puesta a tierra al neutro que poseen internamente.

Durante el recorrido a traves del edificio de Ingenierıa Electrica se toma-ron todos los datos posibles de las puestas a tierra de los diferentes equiposelectricos, de los cuales se puedo observar que los equipos que cuentan concable de puesta a tierra, lo poseen bien disenados segun la capacidad o ajus-

35

36 4 Conclusiones y recomendaciones

te del dispositivo automatico de proteccion contra sobrecorrientes al cual seencuentra conectado. Solo un tablero electrico, ubicado en el primer nivel enel laboratorio de autimatica, no posee ningun tipo de cable de puesta a tierraque brinde alguna proteccion para los equipos a los cuales energiza dicho ta-blero electrico. En el recorrido tambien se puedo observar que algnas carcasasmetalicas y canalizaciones metalicas no se encuentran puesta a tierra, lo queincurre en una falta al codigo electrico que puede ser de gran peligro para lavida humana.

Recomendaciones

Se debe de solicitar a la constructora electromecanica encargada de la ejecuciondel proyecto, en esta situacion el edificio de Ingenierıa Electrica, los planos asbuilt, debido a que en esta ocacion solo contabamos con los planos disenadosinicialmente para la obra y la malla a tierra descrita en dichos planos noconcuerda con lo que se logra observar en la malla de puesta a tierra existente.

Para no tener inconvenientes en futuras mediciones de la resistencia de lamalla de puesta a tierra se recomienda llevar a cabo el diseno de las puestas atierra mediante una conexion a una barra maestra o barra de tierras general,donde se mantenga un orden y senalizacion de la correspondencia de cadatierra, para que por medio de esta barra se pueda realizar una desconexion desistema de puesta a tierra del sistema electrico general sin ningun problema.

Realizar periodicamente pruebas del valor de resistencia de puesta a tierra,para poder mantener monitoreado que la malla a tierra se encuentre en optimascondiociones para llevar a cabo de manera corecta su funcion.

Es recomendado poner en referencia a tierra toda carcasa y tuberıa metali-ca, en las cuales pueden ocurrir en algun momento determinado una energiza-cion accidental por medio de una fase de algun circuito que viaje en o cerca deestas estructuras metalicas pniendo en peligro a la vida humana y los equiposelectricos.

Bibliografıa

Agulleiro, I. (2013). Tecnicas modernas para la medicion de sistemas de puestaa tierra.

Angeles, J. O. (2013). Libro de Oro de Puesta a Tierra Universal. SchneiderElectric.

ASEP (2014). Guıa para la proteccion contra descargas atmosfericas (rayos).

Osorio, N. M. (1999). Sistemas de puesta a tierra. www.procobre.org.

Rosas, R. M. M. (2003). Tecnologıa Electrica. EDICIONS, UPC.

37

A Tıtulo del apendice

A.1 Tabla NEC

Tabla 5, capıtulo 9, NEC 2011. Dimensiones de conductores aislados y cablesde accesorios:

39

A.1. Tabla NEC 43

Figura A.1: Tabla 250-122. Tamano mınimo de los conductores de puesta atierra para canalizaciones y equipos

44 A Tıtulo del apendice

A.2 Tablero electrico T2LC:

Figura A.2: Corriente de fuga, tablero electrico T2LC.

A.3. Tablero electrico TUPS: 45

A.3 Tablero electrico TUPS:

Figura A.3: Corriente de fuga, tablero electrico TUPS.


A.4 Tablero electrico T35:

Figura A.4: Corriente de fuga, tablero electrico T35.

A.5. Tablero electrico T2-LB: 47

A.5 Tablero electrico T2-LB:

Figura A.5: Corriente de fuga, tablero electrico T2-LB.


A.6 Tablero electrico T2-HN:

Figura A.6: Corriente de fuga, tablero electrico T2-HN.

A.7. Tablero electrico TILE: 49

A.7 Tablero electrico TILE:

Figura A.7: Corriente de fuga, tablero electrico TILE.


A.8 Tablero electrico TIHE:

Figura A.8: Corriente de fuga barra de tierras derecha, tablero electrico TIHE.

A.8. Tablero electrico TIHE: 51

Figura A.9: Corriente de fuga barra de tierras izquierda, tablero electricoTIHE.


A.9 Estudio malla a tierra:

Figura A.10: Corriente de fuga barra de la malla a tierra.

A.9. Estudio malla a tierra: 53

Figura A.11: Resistencia de la malla de tierra.


Figura A.12: Main Bonding Jumper.

A.10. Tablero electrico TUPS: 55

A.10 Tablero electrico TUPS:

Figura A.13: Corriente de fuga, tablero electrico TUPS.


A.11 Tablero electrico TIL:

Figura A.14: Corriente de fuga, tablero electrico TIL.

A.12. Tablero electrico TILA: 57

A.12 Tablero electrico TILA:

Figura A.15: Corriente de fuga, tablero electrico TILA.


A.13 Tablero electrico TIHB:

Figura A.16: Corriente de fuga, tablero electrico TIHB.

A.14. Tablero electrico TLEE: 59

A.14 Tablero electrico TLEE:

Figura A.17: Corriente de fuga, tablero electrico TLEE.


A.15 Equipos electricos:

Figura A.18: Puesta a tierra de antenas.

A.15. Equipos electricos: 61

Figura A.19: Puesta a tierra de canalizacion metalica.


A.16 Bitacora

Bitacora del trabajo de campo realizado en el edificio ingenierıa electrica:

diagnóstico y evaluación del sistema de puesta a tierra del edificio

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