sistemas de puestas a tierra

7/30/2019 Sistemas de puestas a Tierra

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SISTEMAS DE PUESTA

A TIERRA (S.P.T)

NOMBRE: DIEGO J. YUGSI LL.



TOPICOS

1. Importancia de los S.P.T.

2. Diagnóstico - Actual

3. Aspectos Técnicos

4. Errores comunes

6. Conclusiones - Recomendaciones

5. Consecuencias



IMPORTANCIA DE LOS SPT

Seguridad de las personas – IEC 60479-1

CONTACTO INDIRECTO



IMPORTANCIA DE LOS SPT Seguridad de los equipos – NEC Art. 110

Gran parte de los sistemas eléctricos necesitan ser aterrizados para condiciones normalesde operación y seguridad

.



IMPORTANCIA DE LOS SPT

Garantizar la calidad de la energía – mitigar las

fluctuación de voltaje.

Garantizar un sistema equipotencial bajo una mismareferencia.



DIAGNOSTICO DE LOS SPT

Las normas en las diferentes empresas distribuidorastienen establecido como valor de resistencia de puesta atierra un valor ≤ 25 Ω.

Procedimiento:Instalar una varilla de cobreDiámetro : 5/8” Longitud : 6’ (1.83 m)

a 30 cm del poste.



MEDICIONES

15 DE SEPTIEMBRE CHE GUEVARA PLAN DE VIVIENDA

UNIFICADOS VÍA QUEVEDO KM 6STA MARTHAJUAN EULOGIO

• Sistema de Distribución



MEDICIONES• Sistema de Subtransmisión



RESULTADO DEMEDICIONES

Evaluaciones de mediciones de resistencia de puesta atierra muestran:

>350 [150-350] [25-150] < 25

C10%

10%

20%

30%

40%

50%

M U E S T R A

RANGOS EN OHM

MEDICIONES DE RPT

q p Z N d

q p Z N n

..)1(

...22

2

•Se tomaron mediciones en un espacio muestral de 93mediciones: •Donde:

•N = Total de la población

•Za2 = Coeficiente de seguridad – grado de certeza

•p = proporción esperada de falla en equipos

•q = 1 – p

•d = presición



¿POR QUE VALORES ALTOS ?

Resistividad del Suelo.

Dimensiones y forma del electrodo de puesta a tierra.

Conexión de puesta a tierra.

FACTORES QUE INCIDEN EN LA

RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA



DEGENERACION DE LA

CALIDAD DE LA ENERGIA

ELECTRICA

GENERACION DE ELEVADOSGRADIENTES DE

POTENCIAL

DETERIORO DE EQUIPOSELECTRICOS

QUEMA DE TRANSFORMADORES$ 85 000 ANUAL

EFECTOS Y CONSECUENCIAS



ASPECTOS TECNICOS

RESISTIVIDAD DEL SUELO

HUMEDAD

COMPACTACION - GRANULOMETRIA

CONTENIDO DE SALES Y MINERALES

TEMPERATURA

ESTRATOGRAFIA



¿QUE VALOR DEBE TENER LARESISTIVIDAD DEL SUELO?

Resistividad Suelo RPT (Ohm)46 25

100 54

150 81

200 108

250 135

300 162

350 189

400 216

450 243

500 270

550 297

600 325

650 352

700 379

750 406

800 433

850 460

900 487

950 514

1000 541

RPT VS RESISTIVIDAD DEL SUELO

0

100

200

300

400

500

600

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Resistividad del Suelo [Ohm-metro]

RPT [Ohm]

ASPECTOS TECNICOS

Para varilla: 5/8” y 6’



¿MEDICIONES DE LA

RESISTIVIDAD DEL SUELO?

ASPECTOS TECNICOS

CORRECTO

a a a

b

C1 P1 P2 C2

2222

4

21

4

ba

a

ba

a

Ra

Si a >>b y b <= 10a

= 2 a R

Resistividad del Suelo

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5 6

a [m]

( O h m - m )

METODO DE WENNER Resistividad

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8a [m]

O h m - m

METODO DE WENNER

INCORRECTO



¿MEDICIONES DE LARESISTIVIDAD DEL SUELO?

ASPECTOS TECNICOS

MODELO DE SCHULUMBERGER

x xy

C1 P1 P2 C2

S

L

b

S

L R

y

y x x R

2

)(2

Res istividad del Suelo

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1 2 3 4 5 6 7

X [m]

( O h m - m )



RESISTENCIA A TIERRA DE UN ELECTRODOSEMIESFERICO

J E

r

I J

;

2

2

2

1

122;

2

r

r

dr E V

r

I E

2

1

1

1

2

12

r r

I V

SI r2

11

122

;2 r Rr

I V

VALOR DE POTENCIAL Y RESISTENCIA RESPECTO

A UN PUNTO UBICADO EN EL INFINITO



DIMENCIONES Y FORMA DEL

ELECTRODORESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE LA VARILLA

Resistividad Suelo 400 ohm-metro

Díametro Varilla 0,015875 metro

Longitud Varillla RPT RPT (IEEE)0,1 2054 1859

0,2 1248 11500,3 918 853

0,4 734 685

0,5 616 577

0,6 532 500

0,7 470 443

0,8 422 398

0,9 384 362

1 352 332

1,1 326 308

1,2 303 287

1,3 284 269

1,4 267 253

1,5 252 239

1,6 239 2261,7 227 215

1,8 216 205

1,9 207 196

2 198 188

2,1 190 181

2,2 183 174

2,3 176 168

2,4 170 162

2,5 164 156

2,6 159 151

2,7 154 147

2,8 149 142

2,9 145 1383 141 134

RPT = f (longitud de varilla)

0

100

200

300

400

500600

700

800

900

1000

1100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3Longitud Varilla [m]

Ohm

illaladediametro L

L R TierraPuesta var:;

4ln

2

)142(var:;14ln2

Std IEEE illaladeradior r

L

L R TierraPuesta

ASPECTOS TECNICOS



DIFERENCIA ENTRE VARILLAS DE 6, 8 Y 10 PIESDE LONGITUD

LONGITUD DIAMETRO RELACION RESPECTO DISMINUCION DE

( pies ) (pulgada) A VARILLA DE 6' RPAT

6 5/8" 1 0%

8 5/8" 0,79 21%

10 5/8" 0,65 35%

ASPECTOS TECNICOS



UTILIZAR ELECTRODOS QUE CUMPLAN ESPECIFICACIONESTECNICAS RECOMENDADO POR NORMAS (UL - 467) COMO

LONGITUD, DIAMETRO Y ESPESOR DE Cu

Inadecuada

Adecuada

ASPECTOS TECNICOS



ASPECTOS TECNICOS

CONEXIONES

CONDUCTOR - ELECTRODO EVITAR CONEXIONES DE UN SOLO PERNO

ALTERNATIVA

EVITAR

ACEPTABLE



ASPECTOS TECNICOS

I RAYO = [10-20] kA ; f 20 kHz

Z = R + j XL

; XL

= 2 f L

flashover

EVITAR ENTORCHES



ALTERNATIVAS TECNICAS

¿QUE HACER PARA DISMINUIR LARESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA?




COLOCAR EL ELECTRODO A UNA DISTANCIA MÍNIMA DE 1 METRO DEL POSTE–ZONA DE INFLUENCIA MÍNIMA DE RESISTENCIA MUTUA CON CUERPOSSÓLIDOS (ARMAZÓN DEL POSTE)

30 cm

1 mDISMINUCION

14%




RESISTENCIA MUTUA ENTRE DOS ELECTRODOS

D

I A IB

B A

RAB VS D

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

D [cm]

R A B [ O h m ]



ALTERNATIVASTECNICAS

SI D < L LA RPT EQUIVALENTE AUMENTA DEBIDO ALRESISTENCIA DE EFECTO MUTUO

TRASLAPE DE ÁREAS DE DISIPACIÓN ENTRE ELECTRODOS



RPT ENTRE 2 VARILLAS

L

D

0.5 m

Suelo

D = f ( L ) ** R2v / R1v

0,5 1,66

0,7 1,42

0,9 1,28

1 1,15

2 0,61

3 0,58

4 0,545 0,53

6 0,52

7 0,52

8 0,51

9 0,51

10 0,51

RPT 2 varillas / RPT 1 Varilla

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Veces la Longitud de la Varilla

%

142..5

2

31

41

4ln

44

4

2

2

Std IEEE D

L

D

L

Dr

L

L R

SISTEMA DE ELECTRODOS - CONTRAPESOS





TRES VARILLAS EN PARALELO

RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA CON 3 VARILLAS EN LINEA RECTA

TABLA DE RESULTADOS :

D = f ( L ) R3v / R1v0,7 1,18

0,8 1,09

1 1,001,1 1,09

1,3 0,65

1,4 0,67

1,7 0,64

2 0,60

2,5 0,55

3 0,52

4 0,47

5 0,44

8 0,40

RPT 3 VARILLAS EN LINEA RECTA

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Nº VECES LA LONGITUD DE LA VARILLA

% R

P T 1 V A R I L L A

76

422

1

3

Varilla

Varillas

R

R

D

L

L

D

0.5 m

D

Suelo




TRES VARILLAS EN TRIANGULO

RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA CON 3 VARILLAS EN TRIANGULO

TABLA DE RESULTADOS :

D = f ( L ) R3v / R1v0,8 1,17

1,0 1,00

1,2 0,891,5 0,78

1,7 0,73

2,0 0,67

2,5 0,60

3,0 0,56

3,5 0,52

4 0,50

8 0,42

RPT 3 VARILLAS EN TRIANGULO

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Nº VECES LA LONGITUD DE LA VARILLA

% R

P T 1 V A R

I L L A

3

21

1

3

Varilla

Varillas

R

R

D

L

D

DD



EVALUACIÓN ENTRE UN SISTEMA DE 3 ELECTRODOS

D

DD

D = f ( L ) R3v / R1v

0,8 1,17

1,0 1,001,2 0,89

1,5 0,78

1,7 0,73

2,0 0,67

2,5 0,60

3,0 0,56

3,5 0,52

4 0,50

8 0,42

RPT 3 VARILLAS EN TRIANGULO

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


% R

P T 1 V A R I L L A

L

D

0.5 m

D

Suelo

D = f ( L ) R3v / R1v

0,7 1,18

0,8 1,09

1 1,00

1,1 1,09

1,3 0,65

1,4 0,67

1,7 0,64

2 0,60

2,5 0,55

3 0,52

4 0,47

5 0,44

8 0,40

RPT 3 VARILLAS EN LINEA RECTA

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


% R

P T 1 V A R I L L A




FORMANDO - CIRCUNFERENCIA

RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA FORMANDO UN ARO

Parámetros TABLA DE RESULTADOS :

Resistividad: 400 DIAMETRO (m) RPT (Ohm) R aro/R 1var Conductor (m)

Profundidad: 0,3 1 189,1 1,34 3,1

Conductor Cu 1/0 2 108,6 0,77 6,3

Diámetro Conduct: 0,00947 3 77,9 0,55 9,4

4 61,3 0,44 12,6

RPT 1 Varilla 141 5 50,9 0,36 15,7

6 43,6 0,31 18,8

7 38,3 0,27 22,0

s

D Ln

d

D Ln

D R

48

22

D

RPT aro / RPT 1varilla

0,1

0,3

0,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1 2 3 4 5 6 7 8Diámetro (m)

% R

P T 1 V a r i l l a



CONEXIÓN A TIERRA PARA BT

VALOR LIMITE DE VOLTAJE DE ELECTRIZACION 50 V

FALLA DE AISLAMIENTO ES UN CORTOCIRCUITO FRANCOENTONCES SE DEBE INSTALAR UN DPCC



EXPERIENCIAS



ERRORES COMUNES

Procedimiento en la medición de laresistividad del suelo.

Asumir valores en la resistividad del suelo

Procedimiento e interpretación de los

métodos de medición de puesta a tierra. Interferencia y alteraciones

electromagnéticas en el equipo de medición



CONCLUSIONES

Pensar que enterrar una varilla de 5/8” y 6’ asegura tener un valor dentro de lo estipulado por las normas

es una idea errónea

Para tener un correcto sistema de puesta a tierra debemos seguirprocedimientos técnicos sugeridos en normas, que van desde

la adquisición de la varilla hasta la ejecución de la misma

dentro del suelo

Los sistemas de puesta a tierra necesita ser evaluados periódicamente



El mejorar la resistencia de puesta a tierra se requiere de unproceso que comprende:• Simulación o modelación matemática• Medición e interpretación de parámetros eléctricos• Ejecución

Mejorar el sistema de puesta a tierra no debe ser consideradocomo un gasto sino como una inversión

sistemas de puestas a tierra

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