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1LNEAS DE TRANSMISIN
PUESTA A TIERRATENSIN DE PASO y TOQUEIng. Carlos Huayllasco Montalva
PUESTA A TIERRA
Se puede definir fsicamente a la Puesta a Tierra como un conjunto de elementos que permiten un contacto elctrico conductivo entre el medio (terreno) e instalaciones, equipos, estructuras, etc., instalados fuera de ese medio
2PUESTA A TIERRA
Se debe distinguir entre Puesta a Tierra del Sistema y Puesta a Tierra de Proteccin
Puesta a Tierra del Sistema
PUESTA A TIERRA
Se debe distinguir entre Puesta a Tierra del Sistema y Puesta a Tierra de Proteccin
Puesta a Tierra de Proteccin
El objetivo es establecer y mantener el potencial de tierra o aproximadamente ese potencial, en los conductores conectados a ella y conducir la corriente a tierra
3OBJETIVOS DE LA PUESTA A TIERRA
Evitar tensiones peligrosas entre estructuras, equipos, (en general elementos expuestos) y el terreno, durante fallas o en condiciones normales de operacin
OBJETIVOS DE LA PUESTA A TIERRA
Proporcionar una va de baja impedancia de falla, lo ms econmicamente posible, a un sistema para lograr la operacin rpida de los elementos de proteccin
4OBJETIVOS DE LA PUESTA A TIERRA
Conducir a tierra las corrientes provenientes de descargas atmosfricas, limitando las tensiones producidas en instalaciones elctricas (lneas, subestaciones, etc.) y evitando la produccin de efectos secundarios, tales como arcos que conduzcan a la desconexin de circuitos
OBJETIVOS DE LA PUESTA A TIERRA
Servir como conductor de retorno a ciertas instalaciones, equipos o consumos. Por ejemplo: puesta a tierra del neutro en instalaciones de distribucin, circuitos de telefona por onda portadora, etc.
5ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA
ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA
6ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA
ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA
7CONDUCCIN ELCTRICA EN SUELOS
La conduccin elctrica en suelos es de por si sumamente complejo. Se tocan slo aspectos muy generales y elementales sobre este tema.La conduccin, a diferencia de los metales, es por disociacin electroltica.
CONDUCCIN ELCTRICA EN SUELOS
En los proyectos de puestas a tierra, tienen una importancia fundamental las caractersticas elctricas del terreno, en especial la resistividad de este
8RESISTIVIDAD
Resistencia en corriente continua entre las caras paralelas opuestas de una porcin de material de longitud unitaria y seccin unitaria uniforme.
Para su medicin en el terreno se utiliza corriente alterna o corriente continua conmutada de baja frecuencia.
Corriente alterna de hasta 200 Hz no acarrea errores por efectos capacitivoso inductivos
VALORES TPICOS DE RESISTIVIDAD
Tipo de Terreno (-metro)- Terrenos vegetales hmedos 10-50- Arcillas, gradas, limos 20-60- Arenas arcillosas 80-200- Fangos, turbas 150-300- Arenas 250-500- Suelos pedregosos (poca vegetacin) 300-400- Rocas 1000-10 000
9MEDICIN DE LA RESISTIVIDAD
Para un proyecto exitoso de una puesta a tierra, siempre debe efectuarse la medicin directa, porque asumir valores errados conlleva a un subdimensionado y por lo tanto deficiente sistema de puesta a tierra, desde el punto de vista de la seguridad y el servicio; o sobredimensionado, lo que significa gastos innecesarios.
MEDICIN DE LA RESISTIVIDAD
Una inspeccin ocular conducira a conclusiones slo vlidas para el terreno superior visible, dado que los terrenos, por razones geolgicas, no son homogneos, existiendo estratos
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MTODO DE WENNER
Si a > 20b = 2 a R
= resistividad aparente del suelo (-m)
a = distancia entre electrodos (m)
R = relacin de V/I medida e inyectadarespectivamente ()
2222 421
4
baa
baa
Ra
INFLUENCIA DE LAS SALES EN EL TERRENO
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INFLUENCIA DE LA HUMEDAD Y TEMPERATURA
INFLUENCIA DE COMPACTACIN DEL TERRENO
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CLCULO DE LA PUESTA A TIERRA
CLCULO DE LA PUESTA A TIERRA
13
CLCULO DE LA PUESTA A TIERRA
INFLUENCIA DE LA PROFUNDIDAD DEL ELECTRODO
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INFLUENCIA DEL DIMETRO DEL ELECTRODO
INFLUENCIA DE LA LONGITUD DEL ELECTRODO
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MEDICIN DE LA PUESTA A TIERRA
MTODO DE CADA DE POTENCIAL
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MEDICIN DE PUESTA A TIERRA
MEDICIN DE PUESTA A TIERRA
Rx: Resistencia a tierra R1..Rn: Resistencia mltiple
paralela a tierra Rearth: Normalmente 0 Rguard wire: Normalmente 0 RLoop=Rx+Rearth+(R1// R2//Rn)+Rguard wire Cuando:
R1//R2//Rn
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TENSIN DE PASO
Diferencia de potencial entre dos puntos de la superficie del terreno, separados por una distancia de un paso, que se asimila a un metro, en la direccin del gradiente de potencial mximo
TENSIN DE PASO
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TENSIN DE PASO
Rk = resistencia del cuerpo humanoRf = resistencia de contacto del pie y el sueloR2 = resistencia del terrenoIk = corriente que pasara a travs del cuerpo
TENSIN DE PASO
E paso = (Rk + 2 Rf) (Ik)
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IEC 60479 EFECTOS FISIOLGICOS DE LA ELECTRICIDAD
Tabla 1 : Impedancia total Zt del cuerpo humano
Zt f(Uc) 320018751200100
287516251125125
212513501000220
35002200125075
43752625145050
61003250175025
95 % de la poblacin
50 % de la poblacin
5 % de la poblacin
Impedancia total Zt del cuerpo humano (ohm) que no es excedida por el :Tensin de
contacto V
TENSIN DE PASO
El pie puede ser considerado como un electrodo de un plato circular con un radio de 9 cm, luego Rf 3 suelo (-m).
Adems Rk 1 000 (segn mediciones efectuadas)e Ik 0,116/(t)
Donde: Ik=corriente admisible a travs del cuerpo
Tiene un comportamiento as determinado por experimentos; t = tiempo de duracin del shock elctrico en s (tiempo de operacin del equipo de proteccin)
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TENSIN DE PASO
E paso = (1 000 + 6 s) (0,116)/ (t)
Valor mximo admisible
TENSIN DE TOQUE
Diferencia de potencial entre una estructura metlica puesta a tierra y un punto de la superficie del terreno a una distancia igual a la distancia horizontal mxima que se puede alcanzar, o sea, aproximadamente 1 m
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TENSIN DE TOQUE
TENSIN DE TOQUE
E toque = (Rk + Rf/2) (Ik)
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TENSIN DE TOQUE
E toque = (1 000 + 1,5 s) (0,116)/ (t)
Segn consideraciones anteriores
Valor mximo admisible
TENSIN DE TRANSFERENCIA
Es un caso especial de la tensin de toque, una persona que est cerca a la estructura toca un conductor conectado a tierra en un punto remoto (p.e. el neutro corrido y conectado a tierra en un punto remoto), al momento de suceder una falla. Aqu la tensin que se recibe puede ser igual a la total elevacin de potencial desde el punto de tierra remota a la estructura
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TENSIN DE TRANSFERENCIA
CONCLUSIN
XX
XlXlV
a
b
b
aab x
l
llIn
22
22
ln2
Al circular la corriente de falla I por el electrodo, se establece una distribucin de potencial en el terreno. La diferencia de potencial entre dos puntos situados en la superficie del terreno y separados del electrodo por distancias Xa y Xbrespectivamente ser
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CONCLUSIN
n = constante que depende del nmero de electrodos
( n=1 para un electrodo; n=1,2 para dos electrodos)
l = longitud del electrodo = resistividad del terreno
XX
XlXlV
a
b
b
aab x
l
llIn
22
22
ln2
CONCLUSIN
Se determina este valor que debe ser menor que la tensin de toque y tensin de paso admisibles, determinadas de las frmulas anteriores