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DistriLuz
IV Ejecución de sistemasde puesta a tierra
1. Consideraciones generales
2. Ejecuciones de puestas a tierra puntuales
3. Ejecución de puesta a tierra en líneas detransmisión y subestaciones
4. Técnica de soldadura exotérmica.
5. Valorizaciones de la puesta a tierra.
DistriLuz Consideraciones generales
• Después de haber definido las característicasdel SPAT y haber realizado todos los cálculonecesarios para la selección de loscomponentes, el siguiente paso es suejecución; para ello es conveniente seguiruna serie de pasos y recomendaciones quepermita una realización óptima y económica.
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DistriLuz Consideraciones generales
• Es así que para la instalación de electrodosverticales se dispone de medios mecánicospara introducirlos, pudiéndose instalar variosde ellos en paralelo si fuera necesario, peroteniendo presente que ello no impliquesaturación, aunque en ese caso, para lograr lamáxima eficacia, deberán disponerse de formaque la distancia que guarden entre sí sea almenos igual al doble de la longitud enterradade los mismos .
DistriLuz Consideraciones generales
• Antes de la ejecución de la puesta a tierra, deberáelaborarse una lista de materiales y equipos y luegoseguir una secuencia de ejecución que garantice suculminación exitosa de la puesta a tierra.
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DistriLuz Consideraciones generales
• La instalación de la puesta a tierra debe satisfacerbásicamente las siguientes condiciones:
• -El trabajo a ejecutarse debe ser eficiente paraminimizar costos de instalación.
• -El terreno o material de relleno usado no debe tenerun índice de acidez pH tal que cause corrosión alelectrodo.
DistriLuz Consideraciones generales
• -Todas las uniones o conexiones bajo tierra debenser construidas de modo tal que no se presentecorrosión en dicha unión o empalme.
• El método de instalación, relleno y conexionesdependerá de la configuración de electrodo que seusará y de las condiciones del terreno
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DistriLuz Puesta a tierra puntuales
Preparación de la obra:Es necesario personal capacitado en instalaciones eléctricas,
interpretación de planos de construcción, respecto a laubicación de aparatos, canalizaciones y estructurassubterraneas.
Excavaciones y preparación del pozoPara un electrodo de 2,4m, cavar un pozo de 3.0m de profundidad,
1.0m de diametro en la boca y 0,8m en la base.Preparar un lecho profundo vertiendo un litro de agua con 25 Kg
de sal el dia anterior y 15 Kg de sal en grano al fondo.
DistriLuz Puesta a tierra puntuales
Rellenado y colocado del electrodo
Mezclar en seco tierra fina del sitio con bentonita, evitar tierra decultivo por que es corrosiva y ataca al cobre, ademas designificar un uso depredatorio.
Llenar lentamente la mezcla y abundante agua al pozoEl electrodo con auxiliares rectilineos se ubica al centro del pozoA un metro del fondo hacer un collarin de 10 Kg de sal al granoContinuar con el rrelleno y hacer otro collarin a los dos metrosAl final hacer la cobertura y apizonado con la misma tierra y dejar
que el rrelleno se compacte, al cabo de 2 dias esta listo para lamedición.
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DistriLuz Puesta a tierra puntuales
• Componentes interiores y periféricos de lapuesta a tierra
Componentes interiores en BT• El circuito interior de protección parte del borne de tierra del
tablero de distribución, llegando hasta la tercera entrada de losreceptáculos de los tomacorrientes, con un conductor aislado(según lo indica el código nacional de electricidad) queacompaña, en su recorrido a los pares de alimentadoressecundarios energizados.
DistriLuz Puesta a tierra puntuales
• Los conductores eléctricos de las instalacionesinteriores, deberían caracterizarse por el colorde su aislamiento; al circuito de tierra lecorresponderá el color verde o amarillo,mientras que para los conductores de faseestarían reservados los colores rojo, negro,azul.
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DistriLuz Puesta a tierra puntuales
• UBICACIÓN DE UNA PUESTA A TIERRA
• La elección del lugar en los subestaciones de MT/BT yaconstruidos deberá hacerse en lo posible con la ayuda de losplanos de las instalaciones subterráneas; eléctricas, sanitarias(agua, desagüe), combustibles líquidos, gas, aire y otrasestructuras enterradas para no interferir con ellas y lograr unaubicación próxima al tablero eléctrico de distribución.
DistriLuz Configuración de acabados
Modelo cerrado (con caja de registro y tapa)Se instala en lugares con tránsito peatonal y de carga manual, se
prevén medidas de conservación.
Modelo abierto (con hoyo o canal en suelo natural)Se instalan en ubicaciones libres de tránsito peatonal o vehicular
(jardines); su ubicación debe ser señalizada en la pared máspróxima, para ulterior ubicación.
Modelo ciego (totalmente cubierto)Se instalan en áreas utilitarias o decorativas, cubiertas por una losa
o por nivelación del suelo; su ubicación será señalizada en lapared más próxima, para ulterior ubicación.
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DistriLuz
conductor de conexión a lapuesta a tierra
Cálculo de la sección del conductor de servicio yprotección
La dimensión de los conductores de servicio, debe calcularseconforme al valor de la corriente de servicio que circule porellos, la sección mínima puede determinarse por la fórmulasiguiente:
A33t ・
IS
:corriente en amperios:sección transversal, en mm2
T :Tiempo, en segundos, durante el cual se aplica lacorriente I.
Tm:máxima temperatura admisible, en ° C
Ta:temperatura ambiente, en ° [email protected]
CONDUCTOR DE PUESTA ATIERRA T 3-XCNE TV
SECC DE CONDUCTOR DEACOMETIDA(mm2)
• 35 o menor• 50• 70• 95 a 185• 240 a 300
secc nominal del conductor depuesta a tierra(mm2)
•••••
1016253550
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DistriLuz
Accesorios de conexión
Las conexiones entre los diferentes componentes deben sermecánicamente robustas, tener una buena resistencia a lacorrosión y baja resistividad eléctrica. Es prudente evitaruniones y conexiones innecesarias .
Debe considerarse la duración y el valor decorriente de falla que se espera que soporte elsistema de tierra. Los métodos de unión empleadosincluyen métodos mecánicos, soldadura en fuerte(bronceado), soldadura exotérmica y soldadura porfusión autógena.
DistriLuz
Accesorios de conexión
1.Capacidad de transporte de corriente de falla
El tipo de unión puede influir en el tamaño del conductorusado debido a las diferentes temperaturas máximaspermisibles para las distintas uniones. La tabla siguiente indicala máxima temperatura permisible para diferentes tipos deuniones y el tamaño del conductor requerido según el tipo deunión, para una corriente de falla de 25 kA y una duración de1 segundo.
TEMPERATURA MÁXIMA PERMISIBLE PARADIFERENTES TIPOS DE UNIONES
UNIONES APERNADA BRONCEAD SOLDAA
TEMP. MÁXIMACALIBRE
CONDUCTOR
250°C152 MM 2
450°C117 MM 2
700°C101 M
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DistriLuz Valorización de la puesta a tierra
Cantidado unidad
1u1u
9m1u1u1u5m1m32b2b0,8m31u1u1m32p3vfijo
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Descripción de los componentes
Electrodo de cobre: 2,5m, (l) 0,01m(d)Pletina de cobre, 3,0m, 0,003x0,04m
Costo U.S. $Vertical Horizontal
15,4516,30
Conductor de cobre aislado, No(*)AWG -TWBorne presión de bronce:0,013 a 0,025m(d)
Terminal de oreja- Cobre No(*) AWGPerno + tuerca, bronce:0,04m(l)x0,01m(d)Tuberías de PVC pesada + flexible(**)
Tierra fina común- sueltaBolsa de bentonitasodicaBolsas de sal industrial
AguaConstrucción de caja de registroCaja de registro prefabricado con tapa
Retiro de sobrantesJornales de peones por dos díasMovilidad traslado de materialAlquiler de equipos, herramientas, otros
Con caja de registro construidoCon caja de registro prefabricadoRegistro ciego con suelo nivelado
(*) según CNE, sección mínima será10mm2(No 6AWG)
4,502,300,85
5,007,2513,208,304,8016,0013,005,4543,6010,5013,00
150,20147,20134,20
4,50
0,851,805,007,256,608,304,8016,0013,005,4543,6010,5013,00
143,95140,95127,95
0,60 m
3,00m
0,20m
Tuvo de PVC 2"dediametro
Acometida conductorCobre, 35 mm2
Conector
Caja deregistro deconcreto
collarin de salcomun
rrelleno detierra vegetal y
bentonita
Pozode
puestaa tierra
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If = If1+ If2
Bp o I
Bloque MagnéticoPor Oposición
I
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d
r B
2 r2If210 7
(x2 r2)3/2
B
B
If1
B f1
2 d
Bloqueo de ( I f) porInducción Magnética
Bp
SUPUESTOS DEL USOElectrodos Auxiliares en Espiral
1.2.3.
Para dar mayor eficacia a la Dispersión de CorrientesPara reducir la Resistencia de Dispersión.Para Reemplazar a Electrodos de Gran Superficie
ANALISIS REAL1. La Espiral Conectada constituye un Selenoide
Eléctrico2.
3.
Bloqueo Magnético ocurre por Oposición o SobreconducciónCorrientes Impulsionales originan Máximas Sobretensiones, es peligroso Para la vida y destruye losaparatos conectados.
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DistriLuz El Método Ecológico
aplica Electrodos Auxiliares Longitudinales sólo cuando no es posiblepreparar un relleno conductor adecuado
Electrodo vertical
Con tres auxiliares
Electrodo horizontal corto
con tres auxiliares
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DistriLuz
Variación de los Potenciales en el suelo de PATs
DistriLuz Red de puesta a tierra
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malla de tierra profunda
tomas de tierra
Puesta a tierra de lineasy subestaciones
Tomas De TierraEn Una
SubestaciónAT/MT
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DistriLuzPlano de la malla de PAT
DistriLuz Consideraciones generales
Disposición físicaEl cable que forme el perímetro exterior de la malla
debe ser continuo de manera que encierre toda el área
en que se encuentra el equipo de la subestación, con
ello se evitan altas concentraciones de corriente y
gradientes de potencial en el área y en las terminalescercanas.
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DistriLuz Consideraciones generales
La malla debe estar constituida por cablescolocados paralela y perpendicularmente, con elespaciamiento requerido conforme al cálculo de suresistencia eléctrica y de las tensiones de paso ycontacto considerados en el diseño de la red detierra.
DistriLuz Consideraciones generales
Los cables que forman la malla debencolocarse preferentemente a lo largo de lashileras de estructuras o equipos para facilitarla conexión a tierra de los mismos.
Las estructuras metálicas de la planta y desubestaciones, así como las partes metálicasde y equipos, deben estar puestas a tierraconectadas a tierra para evitar accidentes pordescargas eléctricas en casos de fallas.
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DistriLuz Consideraciones generales
Los parámetros físicos de la malla de tierrase basan en limitaciones tanto físicas comoeconómicas presentes en la instalación de lapropia malla. Por ejemplo una limitación físicase encuentra en la excavación y relleno de latierra para enterrar el conductor, por lo que elespaciamiento de la malla de tierras debe deser de 2 m en adelante, los espaciamientostípicos van de 3 a 15 m.
DistriLuz Consideraciones generales
No existe una fórmula para determinar elnúmero óptimo de varillas de tierra, sinembargo para que las varillas de tierra tenganuna disipación efectiva de corriente, éstasdeben instalarse con una separación mínimade 2 veces su longitud.
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DistriLuz Consideraciones generales
Las profundidades contemplan de (0,3 – 0,5m) 0 a 2,5 m. Es importante enterrar la mallaa la profundidad de la capa de menorresistividad y que al mismo tiempo seencuentre dentro del intervalo antesmencionado, tomando en cuenta aspectoseconómicos relacionados con el material,excavación y relleno.
DistriLuz Consideraciones generales
Deben emplearse dos conexiones a tierra endiferentes puntos de la rejilla en dondepuedan ocurrir altas concentraciones decorriente, como en la conexión del neutro detierra de los generadores y transformadores,bancos de capacitores, interruptores yapartarrayos.
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ConexionesEléctricas de Puesta
a tierraProceso de reacción
EXÓTERMICA
DistriLuz Principio de funcionamiento
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DistriLuz Ventajas Técnicas
• Estas conexiones presentan toda las ventajas de losconectores convencionales, pero eliminando losaspectos negativos, como son la concentración de losesfuerzos térmicos por reducción de sección, lacorrosión en superficies sobrepuestas y las fatigasmecánicas por exceso de torque o compresión.
• Todo estos factores proveen una unión de baja o nula
resistencia eléctrica de contacto con una elevadacalidad electromecánica , duradera, sin requerirmantenimiento y/o verificaciones periódicas yfundamentalmente con una excelente perfomancetécnico económica.
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Se observa distintos elementos que componen el equiponecesario para realizar la soldadura CUPROALUMINOTERMICAS
Elementos Necesarios
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No debe poseer puntas deshilachadas ,pues nopermite ser introducido en el molde.
Colocar cinta aislante antes del corte .
Cinta aislante
Preparación del Conductor
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Colocar los conductores dentro del molde evitandocontacto entre si, verificar a través del canal de colada.
No lastimar el molde con las puntas de los conductores.
Colocación del Molde
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Colocar el separador(chapita metálica) y la carga que se presentan de dosmaneras:
1)En un solo envase,estando en la parte superior la soldadura y en el fondoel polvo ignitor.
2)En dos envases distintos en uno la soldadura y en el otro el [email protected]
Colocación del separador y la carga
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Bajar la tapa del Molde, disparar con el chispero.
CUIDADO!! no posicionarse frente a la misma ya que durante el inicio de laignición produce fuego.
Inicio de la Soldadura
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Soldaduraen
EjecuciónEn efecto debetenerse cuidado elfuego es mayor.
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Terminada la ignición esperar unos segundos(15”) para levantar latapa del molde, dado que la soldadura HIERVE y puede saltar algunaescoria
Soldadura Terminada
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Una vez retirado el molde, verificar la calidad de la soldaduraretirando de la misma la escoria.
Soldadura en Cruz
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Se observa una soldadura Tipo “T”[email protected]
Soldadura en Derivación
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En esta imagen se observa la unión de una jabalina con un conductorpasante; en la cual no se realizó el corte. Observe la colada de la soldadura.
La jabalina está rodeada de mezcla en seco de bentonita y yeso, la que seaplica para aumentar la sección teórica de la jabalina, esto mismo se logra conelementos químicos (Gel)
Soldadura de Jabalina
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DistriLuz
Se puede efectuar multiples uniones en derivación o en cruz.
Precauciones finales: Una vez finalizada la soldadura y retirado elmolde ,limpiar el molde por medio de un pincel de cerdas suaves.
Acometida a Jabalina
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• Bentonita.- Es una arcilla de color pardo de formación natural,
levemente alcalina con un pH de 10 Puede absorber casi cinco vecessu peso de agua, reteniéndola y de este modo expandirse hasta treintaveces su volumen seco. Su nombre químico es montmorillonita sódica.
Materiales de rrelleno
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• La bentonita en terreno, puede absorber humedad del suelocircundante y ésta es la principal razón para usarla, ya que estapropiedad ayuda a estabilizar la impedancia del electrodo a lolardo del año. Tiene baja resistividad (aproximadamente 2-5Ohm – metro) y no es corrosiva. Se usa más a menudo comomaterial de relleno al enterrar barras profundas. Se compactafácilmente y se adhiere fuertemente
Materiales de rrelleno
DistriLuz
• Yeso .- Ocasionalmente, el sulfato de calcio(yeso) se usa como material de relleno, yasea sólo o mezclado con Bentonita o con elsuelo natural del área. Tiene baja solubilidady baja resistividad (aproximadamente 5 –10Ohm – metro en una solución saturada)
Materiales de rrelleno
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• Aporte de sales “gel”.- Dos o más sales ensolución acuosa acompañadas de catalizadoresen la proporción adecuada, reaccionan entre siformando un precipitado en forma de “gel”estable, con una elevada conductividad eléctrica(resistividad de aproximadamente 1 Ohm –metro), resistente al ambiente ácido del terreno,con buenas cualidades higroscópicas e insolubleal agua. Esta última cualidad le confiere altratamiento con esos materiales sintéticos supermanencia en el tiempo.
Materiales de rrelleno
Tratamiento Del Terreno
• Para conservar y mantener el valor de la resistencia depuesta a tierra, hay que conservar el contacto electrodoterreno y , sobre todo, vigilar la resistividad del terrenoque depende de diversos factores, por lo que esnecesario disminuir ésta resistividad por mediosartificiales la que se puede lograr de las siguientesformas:
• TRATAMIENTO CON SALES.
• TRATAMIENTO CON GELES.
• TRATAMIENTO POR INYECCIÓN ELECTROLÍTICA DELTERRENO.
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Tratamiento Con Sales
• En una excavación poco profunda, alrededordel electrodo, se entierra sal(cloruro de sodio,carbonato de sosa, sulfito de cobre, sulfito demagnesio, etc..) 20 a 25 kg. para un electrodonormal y se riega. La infiltración del agua enel terreno distribuye las sales.
• Debido al lavado por las lluvias estetratamiento se debe repetir periódicamentecada 2 años.
Tratamiento con sales
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Evolución en el tiempo de la resistenciade un electrodo tratado con sal
Tratamiento Con Geles
• Este tratamiento consiste en formar dentro delterreno un gel cuyo arrastre debido al agua delluvia es mucho más lento que el de las sales.
• Al realizarse el tratamiento se disuelve cada unode los productos en la cantidad de aguarequerida. Las soluciones se aplican una despuésde la otra por encima de terreno a tratar.
• Este tratamiento suele durar de 6 a 8 años.
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Tratamiento Por InyecciónElectrolítica
• El procedimiento consiste en aumentar la cantidad deelectrolitos dentro del terreno para aumentar el poder deretención de agua.
• El procedimiento más comúnmente utilizado es el sulfatode calcio (yeso y anhidrita), convenientemente tratado (de6 a 8 kg./m2)y estabilizado, cuya solubilidad es muypequeña, pero que son susceptibles,con pocaconcentración,de multiplicar considerablemente laconductividad del terreno (3 y 20) por lo tanto disminuyela resistividad.
• La duración eficaz de este tratamiento se encuentra entre10 a 15 años dependiendo del tipo de terreno.
