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La Revista Puesta a Tierra, tiene como finalidad divulgar información relacionada con los Sistemas de Puesta a Tierra (SPAT) y de este modo exhibir su importancia en todas las etapas de suministro de electricidad.
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1 Revista Puesta a Tierra
Edición número 1 – Venezuela – Diciembre 2011
2 Revista Puesta a Tierra
Editorial
Por puesta a tierra generalmente entendemos una conexión eléctrica a la masa general de la tierra, siendo esta última un volumen de suelo, roca etc., cuyas dimensiones son muy grandes en comparación al tamaño del sistema eléctrico que está siendo considerado. Las razones que más frecuentemente se citan para tener un sistema aterrizado, son: • Proporcionar una impedancia suficientemente baja para facilitar la operación satisfactoria de las protecciones en condiciones de falla. • Asegurar que seres vivos presentes en la vecindad de las subestaciones no queden expuestos a potenciales inseguros, en régimen permanente o en condiciones de falla. • Mantener los voltajes del sistema dentro de límites razonables bajo condiciones de falla (tales como descarga atmosférica, ondas de maniobra o contacto inadvertido con sistemas de voltaje mayor), y asegurar que no se excedan los voltajes de ruptura dieléctrica de las aislaciones. • En transformadores de potencia puede usarse aislación graduada. • Limitar el voltaje a tierra sobre materiales conductivos que circundan conductores o equipos eléctricos. Por tal motivo, la REVISTA PUESTA A TIERRA, tiene como finalidad divulgar información relacionada con los Sistemas de Puesta a Tierra (SPAT) y de este modo exhibir su importancia en todas las etapas de suministro de electricidad, es decir, en la central generadora, en las subestaciones eléctricas (en las cuales se modifica el voltaje de alimentación), hasta la instalación eléctrica residencial en oficinas e industrias.
Revista Puesta a Tierra.
Diseñada por: Maríavictoria Fuentes Carrasquero
Asignatura: Estructura de Datos II
Fecha: diciembre 2011
3 Revista Puesta a Tierra
(Bus). Se entiende por barras
conductoras (en tableros),
aquellas barras conductoras
propiamente dichas, o grupos
de conductores que tienen una
conexión común entre los
mecanismos de control o
interrupción para tres o más
circuitos.
Se entiende por cable,
un conductor trenzado
(cable conductor simple)
o bien a una
combinación de
conductores aislados
unos respecto de los
otros (cable conectar
múltiple).
El movimiento de electricidad en un
medio o a lo largo de un circuito, la
dirección de la corriente es aceptada
como la opuesta a la que produce la
electricidad negativa. Se mide en
amperes.
Un agente físico sujeto a la ley
de la conservación de la
energía, que desempeña una
parte fundamental en la
constitución atómica de la
materia.
Posee dos formas llamadas
convencionalmente: electricidad
positiva, y electricidad negativa.
Es la placa o conjunto de
placas de la misma
polaridad de una celda
acumuladora,
conectadas
eléctricamente entre sí.
Es la suma vectorial de la resistencia, la
reactancia inductiva y la reactancia
capacitiva. La resistencia aparente que
un conductor ofrece al paso de una
corriente eléctrica alterna. Incluye los
efectos de la resistencia y de la
reactancia. Se mide en ohms.
Es la rapidez con que se
efectúa el trabajo. Potencia
media, es el trabajo (energía)
dividida entre el tiempo en el
cual se efectuó ese trabajo
(energía producida).
Es el cociente de la
diferencia de potencial
aplicada a los extremos
de un conductor dividido
entre la corriente que se
produce, cuando el
conductor no genere
ninguna fuerza
electromotriz.
El voltaje, tensión, también diferencia
de potencial, se le denomina a la fuerza
electromotriz (FEM) que ejerce una
presión o carga en un circuito eléctrico
cerrado sobre los electrones,
completando con esto un circuito
eléctrico.
Voltaje Resistencia Potencia
Barras Conductoras
Cable
Corriente Eléctrica
Electricidad Electrodo Impedancia
4 Revista Puesta a Tierra
Puesta a tierra domiciliaria
a puesta a tierra es una unión de todos
elementos metálicos que, mediante
cables de sección suficiente entre las
partes de una instalación y un conjunto de
electrodos, permite la desviación de corrientes
de falta o de las descargas de tipo atmosférico,
y consigue que no se pueda dar una diferencia
de potencial peligrosa en los edificios,
instalaciones y superficie próxima al terreno.
El objetivo de un sistema de puesta a tierra es:
• El de brindar seguridad a las personas.
• Proteger las instalaciones, equipos y bienes
en general, al facilitar y garantizar la correcta
operación de los dispositivos de protección.
• Establecer la permanencia, de un potencial
de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica
a tierra, bajo condiciones normales de operación.
La importancia de realizar una conexión a tierra en un edificio inteligente es mucha, ya que en estos
edificios hay una gran cantidad de equipos electrónicos y una corriente indeseable o sobré tensión
podría causar una pérdida muy costosa en estos equipos.
Los fenómenos fisiológicos que produce la corriente eléctrica
en el organismo humano dependen del valor de la intensidad
de la corriente, tiempo de duración del contacto, callosidad,
sexo, estado de epidermis, peso, altura, estado de animo,
estado del punto de contacto a tierra.
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5 Revista Puesta a Tierra
La resistividad del terreno se define como la
resistencia que presenta 1 m3 de tierra, y
resulta de un interés importante para
determinar en donde se puede construir un
sistema de puesta a tierra
En la resistividad del terreno influyen varios
factores que pueden variarla, entre los mas
importantes se encuentran: Naturaleza del
Terreno, Humedad, Temperatura, Salinidad,
Estratigrafía, Compactación y las Variaciones
estaciónales
Es la resistencia que nos ofrece el terreno
hacia la corriente en un sistema de puesta a
tierra, esta resistencia depende de la
resistividad del terreno y área de los
conductores
Para realizar un sistema de puesta a tierra se
necesitan electrodos de tierra, los cuales existen
de muchos tipos, algunos mejores que otros en
ciertas características como el costo, entre otras.
Los electrodos pueden ser artificiales o
naturales. Se entiende por electrodos artificiales
los establecidos con el exclusivo objeto de
obtener la puesta a tierra, y por electrodos
naturales las masas metálicas que puedan existir
enterradas.
Fuente: http://www.servitecweb.com/?p=74
6 Revista Puesta a Tierra
Importancia de la tierra física en las
instalaciones eléctricas
El concepto tierra física, se
aplica directamente a un
tercer cable, alambre y/o
conductor; va conectado a
la tierra propiamente dicha,
o sea al suelo, este se
conecta en el tercer
conector en los
tomacorrientes, a estos
tomacorrientes se les llama
polarizados.
A todo el conjunto de elementos necesarios para una adecuada referenciación a tierra se denomina
Sistema de Puesta a Tierra (SPAT).
En la tierra se profundiza en toda
su extensión a excepción de unos
5 cm. un electrodo sólido de cobre
de 2 metros y mas o menos .5
pulgadas de diámetro, en el extremo que queda se conecta un conector
adecuado en el cual va ajustado el cable y este conectado al tomacorriente
como se indica en la figura.
Este tubo debe de ir por lo menos 12" separado de la pared de la casa.
La tierra física antes descrita, protegerá todo equipo conectado a un
tomacorriente de cualquier sobrecarga que pueda haber y por supuesto a
los habitantes de la casa.
Fuente: http://www.electricidadbasica.net/tierra_fisica.htm
Fuente: http://www.slideshare.net/darlynkarina/sistema-puesta-a-tierra
7 Revista Puesta a Tierra
Ecología:
El impacto ecológico de los sistemas puesta a tierra
legir un sistema de tierras sin su eventual
impacto ecológico, parece simple a
primera vista, sin embargo, en medio de la
gran variedad de ofertas, resulta complicado
cuando no se observan detenidamente los
compuestos utilizados para mejorar la
resistividad contra su agresividad sobre el
entorno ecológico.
1) El ecosistema. Existen en el mundo macro programas que pretenden mantener la
Sustentabilidad Humana; acciones para disminuir la deforestación o para disminuir la magnitud de la
contaminación ambiental; hay mediciones del entorno ecológico que demuestran la estrecha relación
entre la deforestación y los desastres naturales. Hay en fin, un sin número de programas de
organismos preocupados y ocupados en restituir el entorno ecológico. Sin embargo, tocando a los
sistemas de puesta a tierra, es muy lamentable que no se observen los nocivos efectos causados
por los materiales utilizados para disminuir el valor resistivo de los terrenos donde se han de alojar
sistemas eléctricos de puesta a tierra. Más aún, dadas las normas para la vigilancia de la
operatividad de estos sistemas, cada año al menos, los fuertes químicos deben renovarse a fin de
restituir la conductividad eléctrica del sistema de tierra requerida para seguridad de las descargas.
2) Deterioro en la puesta a tierra. El deterioro del valor
resistivo de un sistema de puesta a tierra, disminuye por
dos causas principalmente: la evaporación por acción solar
y la dilución por acción pluvial. Una tercera causa a mayor
plazo, es la destrucción de los electrodos. La primera causa,
contamina la atmósfera con los vapores liberados; y la
segunda, la acción de las lluvias, diluye el químico que se
trate en el terreno circundante, envenenándolo de
inmediato, con un daño que se propaga hacia el interior del terreno. Y la tercera causa, es la
corrosión de los electrodos producida por los mismos compuestos utilizados y por el terreno.
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8 Revista Puesta a Tierra
De modo que los sistemas de puesta a tierra se tienen que decidir aparentemente entre
utilizar un químico fuerte para mejorar la resistividad y el uso de terrenos naturales en gran volumen
para el mismo fin. En el primer caso, resulta en un costo bajo, y en el segundo caso, en un alto
costo. Con este ambiente así, se están provocando severos daños ecológicos de corto, mediano y
largo plazo; según el caso de los métodos y materiales utilizados.
3) ¿Como se selecciona un sistema de puesta a tierra? Atendiendo a los criterios anteriores, el
usuario o diseñador selecciona el sistema de acuerdo a los siguientes criterios: a) El tipo de terreno;
b) La aplicación requerida y 4) El costo. A continuación se muestra un cuadro comparativo orientado
al impacto ambiental y la efectividad de cada método. Vale aquí resaltar que no se habla de marcas
sino de métodos de aterrizaje.
4) Ventajas y desventajas. Después de este breve análisis de los diferentes métodos utilizados, las
ventajas y desventajas de cada método resultan evidentes; pero en resumen se sigue de aquí que
un sistema debe dar respuesta por un lado a aspecto técnico, y por otro muy importante, al impacto
ecológico.
5) Costos, instalación y garantía. Finalmente, cuando se han analizado los criterios anteriores,
solo entonces se deben analizar estos últimos puntos: La factibilidad, los costos y la garantía.
Fuente: http://www.protergia.com/boletines/Contenido.aspx?IdPress=2
9 Revista Puesta a Tierra
Evaluación y diagnóstico de la malla de puesta a tierra de la S/E parcelamiento industrial “B” a 115 KV
de Edelca- Venezuela
La subestación Parcelamiento Industrial “B”
(PIB) a 115 kV perteneciente a EDELCA, se
encuentra ubicada en la zona Industrial de
Matanza, en Puerto Ordaz Estado Bolívar,
Venezuela; la misma tiene como finalidad
proveer de energía eléctrica a empresas
básicas (SIDETUR, FERROVEN, BAUXILUM y
PLANTA DE PELLA), esta subestación se
encuentra operativa desde el año 1976 y es del
tipo de doble barra con acoplador alimentada
por la subestación eléctrica Guayana con dos
línea a 115 kV. En la actualidad la subestación
Parcelamiento Industrial “B” a 115 kV, tiene 30
años en servicio, lo cual implica que
probablemente los equipos y sistemas de esta
subestación eléctrica, estén cumpliendo su
tiempo de vida útil.
El sistema de puesta a tierra de la S/E,
también se ve directamente afectado por el
tiempo de servicio.
Los sistema de puesta a tierra en las
subestaciones eléctricas garantiza las
condiciones de seguridad de los seres vivos
(shock eléctrico y muerte por electrocución),
permiten a los equipos de protección
despejar rápidamente las fallas (minimizar
los daños en el sistema), sirven de
referencia al sistema eléctrico, conducen y
disipan las corrientes de falla. Debido a los
años en servicios que tiene la subestación
la evaluación y diagnóstico del sistema de
puesta a tierra fué de gran importancia para
obtener información y datos actuales,
verificando de esta manera el cumplimiento
con las normas y estándares actuales. Los
estándares establecidos por la IEEE Std 81-
1983 y IEEE Std 80-2000.
10 Revista Puesta a Tierra
RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN Y
DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE PUESTA A
TIERRA
• Se determinaron los parámetros actualizados
del SPT de la S/E, resistividad, resistencia de la
malla de tierra, voltaje de toque, voltaje de paso y
gradiente de potencial y actualización de planos
de construcción de la malla de tierra
• La inspección visual indica en forma general
que los conductores y conexiones son
adecuados y se encuentra en un buen estado.
• El conductor principal actual de la malla es
adecuado y se encuentra dimensionado de
acuerdo al sistema de potencia actual,
comprobado por la inspección visual, simulación
y norma IEE80-2000 Guide for Safety in AC
Subestation Grounding
• Las pruebas de continuidad galvánica dieron
resultados satisfactorios, en la mayorías de las
mediciones es menor que 0,005 Ω que es el
valor máximo que permite la norma IEEE80-
2000; indicando de esta manera que todos los
equipos y estructuras se encuentra conectado a
la malla y garantizando de esta manera
equipotencialidad.
• Los voltajes de toque y paso obtenidos en
régimen permanente, son menores que los
máximos permisibles, en ambos casos con una
holgura mayor al 100% del voltaje de seguridad
para alcanzar los voltajes máximo permisibles, el
sistema se encuentra en un buen estado de
seguridad para las personas que se encuentre en
el patio de la S/E según la norma IEER 80-2000.
• El gradiente de potencial se mantiene
uniforme al momento de una falla como se
observó en las gráficas de 2D y 3D, todos los
potenciales se elevan uniformemente lo que
garantiza que no se producirán descargas en
forma de arcos eléctricos entre las
estructuras conectadas a la malla de tierra.
• En el caso de régimen transitorio se simuló
una descarga atmosférica consistente en un
rayo de magnitud de 30 kA a 40 Khz,
observándose que el mayor aumento de
potencial ocurre debajo la barra I y II,
mientras que el resto de la S/E se mantiene
equipotencial.
• El SPT, se encuentra en buen estado y en
condiciones operativas, siendo la primera vez
que se realiza una evaluación del SPT.
Fuente: http://www.labplan.ufsc.br/congressos/XIII%20Eriac/B3/B3-103.pdf
11 Revista Puesta a Tierra
El sistema de barra
química CONEXWELD®
es el sistema de puesta
a tierra más eficiente
disponible en el
mercado; y una vez
instalado, provee una
tierra estable, de baja
resistencia y confiable.
Su vida útil esperada
iguala o excede a la de
una barra tipo
copperweld
convencional.
Las barras químicas
CONEXWELD® provee
una perfecta conexión de baja resistencia a tierra con el acondicionador de suelos circundante. Las
sales minerales especialmente preparadas son internamente distribuidas a lo largo de la longitud del
electrodo, y el acondicionamiento continuo alrededor del electrodo asegura una resistencia a tierra
ultra baja, la cual es más efectiva que los sistemas convencionales. Las barras químicas
CONEXWELD® son tan eficientes, que una de estas barras equivale a más de 10 barras tipo
copperweld. Por lo que aún cuando la barra química es más costosa el sistema de puesta a tierra
resultará más económico y con mayor eficiencia. Esta diferencia dependerá del tipo de suelo con el
que se este trabajando, debido a los cambios en los requerimientos del número de barras y cantidad
de terreno necesarios.
Fuente: http://www.labplan.ufsc.br/congressos/XIII%20Eriac/B3/B3-103.pdf
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Edición número 1 – Venezuela – Diciembre 2011
