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Sistemas de Tierra
Física.
Tierra Física
¿Qué es?
Son conductores que interconectan: •Elementos Metálicos
•Equipos
•Circuitos Eléctricos con otros elementos metálicos enterrados.
Elementos enterrados… Se les denomina electrodos.
Electrodos Naturales: Los no fabricados para este fin.
Se deben interconectar.
Tierra Física
¿Qué es?
Electrodos Naturales Electrodos Prefabricados
Problemática
¿Para qué sirve?
Proporciona una trayectoria de conducción de las corrientes que se deben drenar a tierra.
Tierra Física
1. Proporcionar Seguridad a las Personas.
2. Proteger Infraestructura.
a) Equipos (Eléctricos/Electrónicos). b) Instalaciones (Garantizando la operación de protecciones).
3. Estabilizar el Voltaje (Establecer el potencial de referencia).
4. Disipar la corriente del rayo.
5. Limitar las sobretensiones transitorias (Picos de Voltaje).
6. Drenar cargas estáticas.
Uso de la Tierra Física
Falla Eléctrica
Falla de Aislamiento: Provocan cortocircuitos.
Energiza carcasas de los equipos.
Un sistema de tierra…
Resistencia menor que un ser humano.
La corriente viajará por los conductores
de puesta a tierra en lugar del cuerpo humano.
Uso de la Tierra Física
Falla Eléctrica
Generación: Por medio de frotamiento o fricción.
Almacenamiento:
Se produce mientras el cuerpo esté aislado. Incrementa su potencial eléctrico.
Peligro: Se descarga por contacto con un cuerpo de diferente potencial (Cuerpo
Humano).
Chispas → Incendios.
Un sistema de tierra…
No permite que se almacene electricidad estática. Las cargas viajarán por los conductores de puesta a tierra.
Ejemplos
Descargas Atmosféricas
Generación: Fenómeno Natural.
Diferencia de Potencial [Nube-Tierra]
Peligro:
Daños en Infraestructura.
•Edificación. •Instalaciones. •Equipos.
Explosiones e Incendios.
Un sistema de tierra…
Drena la corriente del rayo. El rayo viajará por los conductores especiales hasta la tierra donde el
sistema lo disipará
Ejemplos
Sobre-voltajes Transitorios
Generación: Por descargas atmosféricas.
Encendido y Apagado de Cargas.]
Consecuencia:
Daña o Reduce la vida útil de los
equipos sensibles. Un sistema de tierra…
En conjunto con supresores de transitorios limita estos sobre voltajes conduciéndolos a tierra.
Resistencia del Sistema
Importancia
Se requiere una Resistencia Baja para asegurar el correcto funcionamiento
del sistema de puesta a tierra.
Único Electrodo → máx 25Ω (NOM 250-84, 921-18b)
Transformadores (hasta 34.5kV) → 25Ω (hasta a 250kVA)
→ 10Ω (mayor a 250kVA)(NOM 921-25).
Transformadores (mayor 34.5kV) → 5Ω (mayor a 250kVA).
Descargas Atmosféricas → 10Ω (NMX-J-549-ANCE 4.3.4) → <25Ω (NOM-022-STPS 5.7).
Descargas Eléctricas Estáticas → <10Ω (NOM-022-STPS 5.7, 9.2f).
Data Center → < 5Ω (EIA/TIA 942).
Instalación
Medición
La medición se realiza con un Terrómetro de testigos o de gancho, a través
del método de caída de tensión.
La medición debe de ser menor a 2 Ohms de resistencia para sistemas
Total Ground.
Resistividad del Terreno
Factores que Intervienen
1. Tipo de Terreno Arenoso, Pantanoso, Calizo…
2. Estratigrafía Diferentes capas no homogéneas.
La primera capa es muy afectada por el clima.
3. Granulometría Tamaño y porosidad de los granos del terreno.
A mayor tamaño de granos, mayor resistividad debido a espacios de aire
Resistividad del Terreno
4. Salinidad Concentración de sales solubles
5. Higrometría Contenido de Agua.
A mayor humedad mayor disolución de sales. (Electrolito).Depende de: Nivel Freático,
Temperatura, Época del año.
6. Temperatura Resequedad por evaporación.
Reducción del flujo electrolítico por congelación.
7. Compacidad
Reducir espacios de aire.
Sistemas de Puesta a Tierra
Acondicionadores de Terreno
• A base de minerales naturales.
• Seguro para el medio ambiente.
• Absorbe y retiene agua.
• Baja y permanente R de tierra.
• No se disuelve ni descompone con el
paso del tiempo.
• No requiere mantenimiento.
• Presentación en saco de 11 kg.
• Conforma distintas geometrías.
• Dureza similar a la del concreto.
• Evita pérdidas por filtración.
• Reduce la resistencia del terreno.
• Permite conductividad.
• Disminuye tensiones de paso.
• Presentación en polvo en cubeta de 11kg.
Electrodos
Tipos
1. Varilla
2. Rehilete
3. Químico
4. Magnetoactivo
1 2
3 4
Electrodos Varilla
• Muy utilizado por su costo y “facilidad de instalar”.
• Varilla de acero recubierta de cobre.
• Propensas a Oxidación, Sulfatación, Corrosión.
• Tiene poca área de contacto.
• Por su longitud puede alcanzar
capas húmedas.
• Su vida útil es corta.
Electrodos Rehilete
• Son dos placas de cobre interconectadas entre sí
y estas a la vez a una
varilla ya sea de cobre electrolítico o de acero
cobrizado.
• Adecuado para terrenos difíciles de excavar.
• Tienen mayor área de
contacto que las varillas pero son menos
profundos.
Electrodos Tubular-Triangular
• No sólo es el electrodo.
• Solución No artesanal.
Accesorios
TGCOM-210, 250 DESCONECTADOR TG-AB
TGCR TGVC
Accesorios Sistema Total Ground REGISTROS Modelos s-610, s-1010 y s-1419.
De fibra de vidrio y concreto polimérico.
Soportan carga estática de 1360 kg.
ANTIOX Sella y aísla conectores, terminales y partes metálicas.
Evita óxido, sarro y problemas de uniones bimetálicas.
Protege contra ambientes salinos, químicos, polvo y suciedad.
Resistencia dieléctrica: 37,000 V.
TAPETE AISLADOR PARA RACK Protege pequeños SITES sin piso falso.
Aísla el rack y sus tornillos de fijación del piso.
Asegura una sola puesta a tierra física.
Material de aislamiento clasificado por la UL84 V-1.
Para racks de 19” y 23”.
Accesorios Sistema Total Ground
BARRAS DE UNIÓN
MODELO DIMENSIONES CAPACIDAD MÁXIMA ESPESOR
TGBUE10 20 X 5.2 cm 1000 A 1/4 "
TGBUE11 20 X 7.5 cm 1249 A 1/4 "
TGBUE12 20 X 7.5 cm 1999 A 1/2 "
TGBUETMBG 50.8 X 10.16 cm 2000 A 1/4 "
TGBUERACK 49 X 2.54 cm 550 A 1/4 "
• Punto de distribución de hilos de tierra. • Algunos modelos pueden venir en gabinete de 20 X 30 X 12 cm.
Solución para el Hogar Sistema Total Ground
Kit:
• 1 Variground. • 2 Inteliground.
• 1 saco H2Ohm de
5 kg.
• Electrodo 1.15 m.
altura.
• Contacto
Inteligente • Supresor Clase A
• Fácil de Instalar
• Indicador
luminoso
Evidencias en instalaciones de Electrodos
• Un electrodo hincado en la tierra de resistividad uniforme radia
corriente en todas direcciones.
• Piense en el electrodo como sí estuviera rodeado por capas de
tierra, todas de igual espesor. Es por eso importante no cerrar lo
electrodos en registros que le impidan el contacto directo con tierra.
Evidencias en instalaciones de Electrodos
Diferencia de Potencial
Diferencia de Potencial
Aplicaciones
Potencia
Acometidas y Etapas de
Transformación
• Los transformadores fallan por falta de mantenimiento, debido a
humedad, fugas de aceite, carga
excesiva, etcétera.
• En caso de falla el sistema de tierra
física de potencia debe drenar la energía propia de la falla, hasta
que las protecciones
se activen.
Aplicaciones
Masas
Estructura metálica no diseñada para
conducir energía eléctrica.
Con conductores: En equipos eléctricos, en caso de falla evita
que las carcasas se mantengan energizadas
y con riesgo de accidentes para el usuario.
Sin Conductores: Drena las cargas estáticas a tierra en los
equipos que no requieren energizarse.
Se interconectan en una barra de cobre,
antes de ir al acoplador y al electrodo.
Aplicaciones
Masas
Aplicaciones
Protección Atmosférica Tres partes:
Terminal Aérea, Conductor de Bajada y
Sistema de Puesta a Tierra.
La magnitud de corrientes que se pueden
descargar por este medio obligan que el
sistema cuente con un electrodo dedicado.
El electrodo se conecta a un acoplador de impedancias que en sus laterales se
interconecta con la estructura
incrementando la capacidad de disipación
de energía.
Aplicaciones
Equipos Electrónicos • Equipos de cómputo,
telecomunicaciones,
electrónica en general.
• Evita errores de comunicación y
sobrecalentamiento en
circuitos.
• Evita interferencias y ruidos.
• Incrementa la vida útil de los
equipos.
Unión Equipotencial
Todas las Aplicaciones Unidas
Métodos de Unión
Métodos de Unión
ANSI-J-STD-607-A
Métodos de Unión
ANSI-J-STD-607-A
Métodos de Unión
ANSI-J-STD-607-A
Tecnología Total Ground
Normatividad
NMX-J-549-ANCE
4.3.2 Terminales Aéreas
Las terminales aéreas pueden ser:
a) Elementos metálicos verticales.
b) Cables aéreos tendidos horizontalmente. c) Una combinación de ambos.
Las terminales aéreas deben cumplir con las especificaciones
indicadas en el Capitulo 6, y pueden utilizarse en un SEPTE aislado o
no aislado.
Cables Aéreos Tendidos Horizontalmente.
Pu
nta
s Sim
ple
s
Punta Faraday
Dipolo Corona
Punta Múltiple
Material: Cobre cromado Descripción: excelente resistencia a la corrosión Altura Punta: TG-TJF30: 30cm, TG-TJF60: 60cm, TG-TJF90: 90cm Diámetro base: 5/8” Diámetro rosca de conexión: 5/16” Características: Ideal para sistemas de tipo Jaula de Faraday
Material: Aluminio de larga duración Descripción: Produce un efecto ionizador por medio de un anillo equidistante a la punta, que se encuentra en su parte externa y cuenta con una bobina excitadora aislada mediante un dieléctrico. Tipo: toroidal Angulo de protección substancial : 72° Corriente extrema: 40,000A Clase de aislamiento: espuma se polietileno vulcanizado para la punta del mástil que lo soporta.
Material: Bronce cromado Descripción: excelente resistencia a la corrosión Características: ángulo de cobertura de 60° de protección, el cual caría el radio de cobertura dependiendo la altura Altura Punta: 34 cm Diámetro entre puntas laterales: 20 cm Diámetro de la base: 1” Diámetro rosca de conexión: 5/16”
Accesorios Sistema Total Ground
Punta tipo
Franklin
Punta tipo Dipolo
Base
Triangular
Base Circular
Jaula de Faraday
Punta tipo Maciza
Base Para Punta
Tipo Maciza
Desconectador Abrazadera
Conector de Varilla a Cable TGVC
Pararrayos de Dispositivo de Cebado.
Active 2D Saint Elme Prevectron
Pu
nta
s P
ara
rra
yo
s To
tal G
rou
nd
TG-05 TG-03
TG-LU
Fabricadas en aluminio de alta conductividad y alta resistencia a la corrosión y diseñada para atrapar efectivamente una descarga atmosférica y conducirla a tierra.
Material: Aluminio 2500 A Resistividad eléctrica del aluminio: 2.67 Ohms-m. Excelente resistencia a la corrosión. Altura punta: 25.5 cm. Diámetro mayor: 18 cm. Diámetro rosca interna: 5/16 in. Altura mástil: 120 cm.
Material: Aluminio Resistividad eléctrica del aluminio: 2.67 Ohms-m. Excelente resistencia a la corrosión. Altura punta: 23 cm. Diámetro mayor: 7.5 cm. Diámetro rosca interna: 5/16 in. Altura mástil: 120 cm.
TG-LU
Material: Acero Inoxidable Resistividad Eléctrica del Acero Inoxidable: 72 X 10-8 Ohms-m Dimensiones: •Altura Punta: 20.5 cm •Diámetro mayor: 13 cm •Diámetro rosca interna: 3/8
Tecnología Total Ground.
Kits de Pararrayos.
El Sistema Pararrayos Total Ground intercepta,
conduce y disipa la corriente del rayo y de
elementos internos mediante uniones, blindaje y
puesta a tierra.
MODELO INCLUYE: KDA-05 KDA-03 KDA-01 KDA-LU DIÁMETRO DE PROTECCIÓN 300 m 200 m 160 m 80 m Punta Pararrayos TG-05 TG-03 TG-01 KDA-LU Electrodo TG-1000 TG-700 TG-100K TG-100AB Bobina LCR 1 1 1 1 Acoplador TGC04 TGC04 TGC01 - H2Ohm (Saco 11kg) 8 4 1 1 Mástil c/aislador 1.20 m 1 1 1 1 Brújula y Nivel 1 1 1 1
Protección SIPTE
Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas.
Unión Equipotencial. Mediante… Conexión física a un punto común.
Para… Reducir diferencias de potencial.
Evitando… Corrientes indeseables, generación de arcos eléctricos
(fuego y explosiones), daño físico a equipos y seres vivos.
Puesta a Tierra al Interior del Edificio. Mediante… Puesta a tierra de los equipos eléctricos, electrónicos,
estructuras metálicas, tuberías, elevadores, etc.
Para… Garantizar operación confiable de equipos, integridad física
de equipos en condiciones anormales y de las personas.
Supresor de Transitorios Para… Proteger equipos electrónicos sensibles instalados al interior del edificio.