Malla de Tierra

7/21/2019 Malla de Tierra

1/91

Prof. Ing. Eduardo Gmez Luna

29 de Mayo de 2014

Malla De Tierra

SUBESTACIONES ELECTRICAS


2/91

Elementos de la Subestacin

Barraje

Equipos de patio

Equipos de tablero

Servicios auxiliares

Malla de tierra

Apantallamiento

Estructuras.

Caseta


3/91

Estado del arte

1879- Primera muerte con energa generada por el hombrea 250 V.

1892 - El New York Board of Fire Underwriters (NYBFU)

determina que la prctica de las conexiones a tierra espeligrosa y estas deben ser retiradas antes de 1892.

1900 - La revista Electrical World and Engineer informo

sobre la resolucin de permitir la conexin a tierra en

sistemas de menos de 550 V.

1901 El National Electrical Code permiti un sistema de

corriente alterna con el neutro del transformador conectado

a tierra.


4/91

Estado del arte

1909 - El American institute of Electrical Enginneers

(AIEE) y el NYBFU divulgaron la obligatoriedad de la

conexin a tierra para sistemas de 150 V o menos y

opcional para los que operaban a mas de 250 V fase-tierra.

1915Invencin de los electrodos marca Copperweld.

1918 O. S. Peters desarroll el mtodo de los tres

electrodos para medir resistencia de puesta a tierra.

1936 H. B. Dwight publica las ecuaciones para clculo de

resistencias de puesta a tierra.


5/91

Estado del arte

1961- Primera versin de la norma IEEE Std 80 Guide

for Safety in A.C Substation Grounding .

1970 Muchos artculos cuestionan las teoras y tcnicas

de la Norma IEEE Std 80.

1974Revisan la Norma IEEE Std 80 sin modficaciones.

1978

La IEEE cre un grupo de trabajo para revisar afondo la Gua IEEE Std 80.

1985Aprobacin de la IEEE Std 801986.


6/91

Estado del arte

1991- La IEEE reafirma la Norma IEEE Std 801986 el

27 de junio de 1991.

1994 Primer seminario internacional sobre SPT en la

Universidad Nacional de Colombia.

1998Icontec inicia la normalizacin sobre el tema.

2000

Revisin de la Norma IEEE Std 801986 el 30 deenero de 2000.


7/91

Definicion RETIE 2013

Sistema de Puesta a Tierra (SPT):Conjunto de elementos conductores

continuos de un sistema elctrico

especfico, sin interrupciones, queconectan los equipos elctricos con el

terreno o una masa metlica.

Comprende la puesta a tierra y la redequipotencial de cables que

normalmente no conducen corriente.


8/91

Definicion IEEE Std 80

Es un sistema de electrodos de tierra

horizontales, que consiste en un

nmero de conductores desnudosinterconectados y enterrados en la

tierra, los cuales proporcionan un

punto de tierra comn paradispositivos elctricos o estructuras

metlicas


9/91

Conexin a tierra

El peligro de choque elctrico se puede

reducir y eventualmente eliminar si entre

las partes metlicas que no estn a

potencial y el suelo se establece una

conexin a tierra conveniente, que se

denomina conexin a tierra que se

caracteriza por un valor suficientementebajo como para evitar potenciales que

resulten peligrosos.


10/91

Malla de tierra


11/91

Funciones

RETIE 2013- Artculo 15 (SPT).


12/91

Funciones IEEE Std 80

Limitar cualquier voltaje elevado que

pueda resultar de cualquier tipo de falla.

Garantizar la seguridad e integridad de

las personas que estn en contacto con el

rea de la malla.

Evitar daos en los equipos.


13/91


Asegurar el adecuado funcionamiento delos equipos de proteccin de una red.

Minimizar la interferencia de los circuitosde transmisin y distribucin sobre los

sistemas de comunicaciones y control.

Proveer una resistencia suficientemente

baja para minimizar el potencial de tierra

con respecto a una tierra lejana.


14/91


Impedir que los soportes de los equipos

alcancen un nivel de potencial diferente

al de tierra.

Permitir la utilizacin de la tierra como

camino de retorno en la transmisin deenerga de corriente continua.


15/91

Seguridad en las personas

IEEE Std 80

Efectos de la corriente en el ser humano

Las instalaciones elctricas deben estar

diseadas para prevenir el peligro de cualquiercontacto accidental de las partes metlicas

circundantes con los elementos que se

encuentran bajo tensin, los cules deben estar

provistos de los apoyos y aisladores adecuados.


16/91


IEEE Std 80

Efectos de la corriente en el ser humano

An con estos medios de seguridad permanece el peligro

de que estas partes normalmente aisladas puedan tener

contacto con las partes que no estn a tensin y se tengaun potencial anormal con respecto al suelo (tierra) esto

puede ocurrir por alguna causa accidental o defectos de

aislamiento.

Por tal motivo se han establecido tensiones importantes

en el diseo.


17/91

Tensiones de Toque y Paso


18/91

Tensin de Paso

Es la diferencia de potencial en la

superficie, experimentada por una

persona con los pies separados unadistancia de un (1) metro, cuando se

presenta una corriente de falla en una

estructura u objeto cercano puesto a

tierra, pero no se tiene contacto con el.


19/91

Tensin de Paso


20/91

Tensin de Paso IEEE Std 80


21/91

Tensin de Toque

Es la diferencia de potencial

que podra experimentar una persona

a travs de su cuerpo, cuando sepresenta una corriente de falla en la

subestacin elctrica y al mismo

tiempo tiene sus manos en contacto

con una estructura puesta a tierra.


22/91

Tensin de Toque


23/91

Tensin de Toque IEEE Std 80


24/91

Corriente tolerable por el

cuerpo humano


25/91


cuerpo humano


26/91


cuerpo humano


27/91


cuerpo humano


28/91


cuerpo humano


29/91


cuerpo humano

C


30/91


cuerpo humano

C i t t l bl l


31/91


cuerpo humano

Fib il i d C i t


32/91

Fibrilacin de Corriente para

animales


33/91

Corriente tolerada por el

cuerpo humano IEEE Std 80


34/91


IEEE Std 80

If no protective surface layer is used, then Cs =1 and s = .


35/91


IEEE Std 80

T i d


36/91

Tensin de paso

IEEE Std 80

T i d


37/91

Tensin de paso

IEEE Std 80

R i it l d l


38/91

Requisitos generales del

SPT (RETIE 2013)

Seccin 15.1

R i it l d l


39/91

Requisitos generales del

SPT (RETIE 2013)

Diseo de una Malla de


40/91


Tierra (RETIE 2013)

El diseador de sistemas de puesta a tierra

para centrales de generacin, lneas de

transmisin de alta y extra alta tensin o

subestaciones debe comprobar mediante elempleo de un procedimiento de clculo, que

los valores mximos de las tensiones de paso

y de contacto a que pueden estar sometidoslos seres humanos, no superen los umbrales

de soportabilidad.



41/91


Tierra (RETIE 2013)

Seccin 15.2

Dichos clculos deben tomar como base

una resistencia del cuerpo de 1000 y

cada pie como una placa de 200 cm2

aplicando una fuerza de 250N.



42/91


Tierra (IEEE Std 80)



43/91


Tierra (RETIE 2013)

El procedimiento sugerido por el RETIE para eldiseo de la Malla de Tierra es el siguiente:

Investigar las caractersticas del suelo, en

especial la resistividad. Determinar la corriente mxima de falla a

tierra, que debe ser entregada por el operador

de red, en media y alta tensin para cada caso

en particular.

Determinar el tiempo mximo de despeje de la

falla para efectos de simulacin.



44/91


Tierra (RETIE 2013)

Investigar el tipo de carga. Calcular de forma preliminar la resistencia de

puesta a tierra.

Calcular de forma preliminar las tensiones de

paso, contacto y transferidas en lainstalacin.

Evaluar el valor de las tensiones de paso,

contacto y transferidas calculadas con

respecto a la soportabilidad del ser humano.

Ajustar y corregir el diseo inicial hasta que

se cumpla los requerimientos de seguridad.

Seleccin de Conductores


45/91

Seleccin de Conductores

de la Malla (IEEE Std 80)

Resistividad del suelo


46/91


(IEEE Std 80)



47/91


(IEEE Std 80)



48/91


(IEEE Std 80)



49/91


(IEEE Std 80)



50/91


(IEEE Std 80)



51/91


(IEEE Std 80)

Resistencia de puesta a


52/91

Resistencia de puesta a

tierra (IEEE Std 80)

Valores referencia de Resistencia a


53/91

Valores referencia de Resistencia a

tierra (RETIE 2013)

Diseo del sistema de la malla


54/91

Diseo del sistema de la malla

de tierra


55/91

Diseo


56/91

Diseo


57/91

Diseo


58/91

Diseo

Di


59/91

Diseo

Di


60/91

Diseo

Di


61/91

Diseo

Di


62/91

Diseo

Di


63/91

Diseo

Di


64/91

Diseo

Di


65/91

Diseo

Di


66/91

Diseo

Elevacin del potencial de la tierra GPR=Es la

mxima tensin de la malla de tierra de una

instalacin puede alcanzar.

Di


67/91

Diseo

Diseo


68/91

Diseo

Diseo


69/91

Diseo

Diseo


70/91

Diseo

Diseo


71/91

Diseo

Diseo


72/91

Diseo

Diseo


73/91

Diseo

Diseo


74/91

Diseo

Diseo


75/91

Diseo

Diseo


76/91

Diseo

Diseo


77/91

Diseo

Diseo


78/91

Diseo

Diseo


79/91

Diseo

Diseo


80/91

Diseo

Diseo


81/91

Diseo

Construccin de la malla a


82/91

tierra



83/91

tierra



84/91

tierra



85/91

tierra



86/91

tierra


ti


87/91

tierra


ti


88/91

tierra


ti


89/91

tierra


ti


90/91

tierra


91/91

Gracias !!!

Documents

Malla de Tierra