PUESTA A TIERRA EN CENTROS DE TRANSFORMACION, APOYOS

Y SUBESTACIONES TRANSFORMADORAS

Br. MARILYN DIAZ

Br. RUBEN JIMENEZ

1. Generalidades sobre la circulación de las intensidades de las corriente en el terreno.

Corriente de defecto de falta a tierra

1. Resistividad del terreno y resistividades tipo.

Tabla de Naturaleza y Resistividad del terreno.

Donde:Id : Corriente de defecto (A)

Us : Tensión de servicio (V)

X : Reactancia de p.a.t. en subestación (Ω )Rpt : Resistencia de p.a.t. (Ω )

Naturaleza del terrenoValor medio de la resistividad en W m

Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes compactos y húmedos

50

Terraplenes cultivables poco fértiles y terraplenes

500

Suelos pedregosos desnudos, arenas secas permeables..

3.000

Naturaleza del terreno Resistividad en W . m

Terrenos pantanosos de algunas unidades a 30

Limo 20 a 100

Humus 10 a 150

Turba húmeda 5 a 100

Arcilla plástica 50

Margas y arcillas compactas 100 a 200

Margas del jurásico 30 a 40

Arena arcillosa 50 a 500

Arena silícea 200 a 3.000

Suelo pedregoso cubierto de césped 300 a 500

Suelo pedregoso desnudo 1500 a 3.000

Calizas blandas 100 a 300

Calizas compactas 1000 a 5000

Calizas agrietadas 500 a 1000

Pizarras. 50 a 300

Rocas de mica y cuarzo 800Granitos y gres procedente de alteración

1.500 a 10.000

Granitos y gres muy alterados 100 a 600

1. Tensiones de paso y contacto.

Aplicables al cuerpo humano.

Valores máximos admisibles y Comprobación de los límites

Análisis de la Reglamentación Europea.

Sobretensiones admisibles en las instalaciones de baja tensión del Centro de Transformación y Limitación de la Corriente de defecto.

Tratamiento especial al caso de los Centros de Transformación.

Tensión de Paso: Es la diferencia de tensión (Voltaje) entre dos puntos de la superficie del terreno separados un (1) metro.

Tensión de Contacto: Es la diferencia de tensión entre una estructura metálica puesta a tierra y un punto de la superficie, separados un (1) metro.

Donde:

Vca : Tensión de contacto aplicada (V)

Vpa : Tensión de paso aplicada (V)

t : Duración de la falta (seg.)

K y n : Constantes función del tiempo

Donde:

ρ s : Resistividad Superficial del terreno (Ω . metros)

Valores Máximos:

Tensión Máxima de paso admisible:

Donde:

ρs y ρ’s : Resistividad Superficial del terreno en el que se apoya cada pie

Tensiones de paso admisibles que pueden aparecer en una instalación:

Tensiones de contacto admisibles que pueden aparecer en una instalación:

Tensiones Máxima de paso admisibles que pueden aparecer en la entrada de una instalación:

Donde:Vd : Tensión de defecto (V)

Vbt : Tensión soportada a frecuencia industrial por materiales de BT (V)Rt : Resistencia del electrodo de tierra (Ω )

Id : Intensidad de defecto (A)Limitación de la Corriente de defecto:

Métodos de Cálculo de electrodos de p.a.t.

4. Determinación de las corrientes máximas de p.a.t. y eliminación de la corriente de fallo.

1. Diseños Tipo.

Neutro aislado:

Donde:Id : Intensidad Máxima de defecto a tierra en el CT (A)

U : Tensión compuesta de servicio de la red (V)Ca : Capacidad homopolar de la línea aérea (F / km)La : Longitud total de las líneas aéreas de alta tensión (km) Cc : Capacidad homopolar de los cables subterráneos (F / km)Lc : Longitud total de los cables subterráneos de alta tensión (km)Rt : Resistencia de la p.a.t. de protección del CT (Ω )W : Pulsación de la Corriente de valor 2∏ f

Salvo que el proyectista determine lo contrario:Ca = 0.06 µ F/km ; Cc = 0.25 µ F/km

Neutro a tierra:

Donde:

Id : Intensidad Máxima de defecto a tierra en el CT (A)

U : Tensión compuesta de servicio de la red (V)

Rt : Resistencia de la p.a.t. de protección del CT (Ω )

*Rn : Resistencia de p.a.t del neutro de la red (Ω )

*Xn : Reactancia de p.a.t del neutro de la red (Ω )

(* Valores característicos de cada tipo de red)

Tiempo máximo de la eliminación del defecto:

a) Relés a tiempo independiente

b) Relés a tiempo dependiente

Donde:t: Tiempo de actuación del Relé (seg.)r : Cociente entre la intensidad de defecto a tierra (Id) y la intensidad de arranque del Relé (Ia) referida al primario.K’ y n’ : Parámetros dependientes de la curva característica intensidad – tiempo del relé

Impedancia directa:

• Cálculo en transformadores de dos arrollamientos.

Cálculo en transformadores de tres arrollamientos:

Cálculo en bobinas de reactancia:

Cálculo en cables subterráneos:

Cálculo en líneas aéreas:

Impedancia Inversa

Impedancia Homopolar

1. Efecto del paso de la corriente a través del cuerpo humano.

50

40

4560

75

100

60

70

75

100

30

20

23

25

35

45

50

75

Impedancia interna del cuerpo

humano en función del trayecto

de la corriente

Trayecto de una mano y entre las dos manos y la parte correspondiente del cuerpo

Impedancia Total del Cuerpo para Tensiones de Contacto

Factor de corriente de corazón.

Tensión (V)250

1. Normas de Seguridad.

.1 Centros de Transformación.

Diseño preliminar de la instalación a tierra:

Medidas adicionales de seguridad tensiones contacto, C.T. en edificios y C.T. sobre apoyos.

a) C.T. en edificios

b) C.T. sobre apoyos

Condiciones a cumplir por el electrodo de tierra:

a) Protección de personas

b) Protección de las instalaciones

c) Limitación de la corriente de defecto

Sistema único para la p.a.t. de protección y servicio.

p.a.t. en C.T. conectados a redes de cables subterráneos.

Separación de los sistemas de p.a.t.

Investigación de las tensiones transferidas al exterior.

Puesta a Tierra en C.T. prefabricados

1. Puesta a tierra de apoyos.

En apoyos de madera.

En apoyos de hormigón.

En apoyos metálicos.

1. Puesta a tierra en Subestaciones Transformadoras.

Problemas básicos en la seguridad de las instalaciones de tierra.

Determinación de la corriente máxima de P. T.

Cálculo de la resistencia total de P. T.

Puntos especialmente peligrosos en ET y ST

Posibles soluciones en el caso de aparición de diferencias de potencial peligrosas en la instalación

Tipos de defectos a tierra:

Medición Resistividad del

sueloMétodo de los cuatro puntos

- A = Separación sondas- B = Largo de sondas- B menor que A/20- D =profund. medición- Separaciones iguales- Resistividad = 6.28 A.R

Resistencia a TierraResistencia a Tierra

Medición Resistencia a Tierra

- Sonda C2 se inserta alejada del electrodo bajo prueba.- Sonda P2 se inserta sobre una línea imaginaria entre el electrodo y C2 a 62% de esa distancia.- Se hace circular corriente a través del suelo (entre electrodo y C2)- Se mide la diferencia de potencial entre electrodo y P2.-Se calcula la resistencia aplicando ley de ohm.

Mejora Resistencia a Tierra