Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Baja TensiónSistemas de Puesta a Tierra en Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Baja TensiInstalaciones de Baja Tensióónn

La puesta a tierra de una instalación comprendetoda unión conductora ejecutada en forma directa,

sin fusible ni protección alguna, y de secciónsuficiente entre las partes metálicas no activas

de la instalación y un electrodo o grupode electrodos enterrados en el terreno

DefiniciónDefinición

DefinicionesDefiniciones

Puesta a tierra de servicio: es la puesta a tierra de uno o máspuntos de una red, de una instalación o de un equipo o material

por razones distintas a las de seguridad eléctrica.

VEI 195-01-13

Puesta a tierra de protección: es la puesta a tierra de uno o máspuntos de una red, de una instalación o de un equipo o material

por razones de seguridad eléctrica.

VEI 195-01-11

Función principalFunción principal

Derivar a tierra las corrientes de cualquier naturaleza quese pueden originar, ya sea debidas a descargas atmosféricas

(corrientes de alta frecuencia) o se trate de corrientes de fallapor contacto accidental con conductores de mayor tensión

(corrientes de defecto a frecuencia industrial).

Funciones principalesFunciones principales

Limitar la tensión ante condiciones de operación normales, de manera que cualquier equipo conectado al

sistema, sólo esté sujeto a un cierto nivel de tensión relativo a tierra.

Facilitar la operación de los dispositivos de protección,tales como fusibles, interruptores automáticos, con

actuación termomagnética o electrónica, interruptores diferenciales o similares cuando hay un defecto simple que

derive corriente a tierra

También tiene como funciones:

Tensión de contactoTensión de contacto

R1 R0

R / 2p

Rc

1 m

R1

R0

Rc

R / 2p

Tensión de pasoTensión de paso

R2 R0

Rc

1 m

RpRp

R1

R2

R0

Rc

Rp

R1Rp

Resistencia de puesta a tierraResistencia de puesta a tierra

Comprende la suma de las siguientes partes:

Resistencia del conductor

Resistencia de contacto

Resistencia del suelo

Resistencia del conductorResistencia del conductor

Se determina por los procedimientos usuales:

slR

mmmCu

2

581:

mmmAl

2

351:

Resistencia de contactoResistencia de contacto

Es la resistencia de contacto entre la superficie del electrodo y el terreno que lo rodea.

Resistividad del terrenoResistividad del terreno

I

1 m

1 m

1 m

Influencias en la resistividaddel terrenoInfluencias en la resistividaddel terreno

Naturaleza del terreno Humedad Temperatura Salinidad Estratigrafía Variaciones estacionales Factores de naturaleza eléctrica Compactación

Naturaleza del terrenoNaturaleza del terreno

30 a 100> 1000> 10002000Pizarras rajadizas, rocas ígneas

30 a 100> 1000300 a 30001000Granito

30 a 100> 1000300 a 30001000Pizarras arcillosas y esquistos pizarrosos

30 a 100> 1000100 a 1000300Cuarzos y piedra caliza compacta y cristalina

10 a 30> 100030 a 300100Arenisca porosa

3 a 1050 a 30030 a 10050Tierra calcárea porosa (por ejemplo greda)

3 a 1050 a 30010 a 2020Greda

3 a 1010 a 1005 a 2010Arcillas (excluyendo al aluvial)

1 a 5**5Aluvial y arcillas livianas

mmmm

Gama de valores medidos

Gama de valoresmedidos

Gama de valoresmedidos

Valor más probable

CAguas

subterráneassalinas

BPrecipitaciones escasas y

condiciones desérticas(menos de 500 mm por año)

APrecipitaciones normales y

abundantes(más de 500 mm por año)

CONDICIONES CLIMÁTICAS

TIPO DE SUELO

HumedadHumedad

15

1 0

. m )

5

H U M E D A D E N % R E F E R ID A A T E R R E N O S E C O

A R C ILL AT E R R E N O S U P E R F IC IA LM A R G A A R C ILL O S A

0

2 0 0 .0 0 0

1 6 0 .0 0 0

1 2 0 .0 0 0

8 0 .0 0 0

4 0 .0 0 0

TemperaturaTemperatura

. m )3 0 0 0

2 5 0 0

2 0 0 0

1 5 0 0

1 0 0 0

5 0 0

0 - 1 5 - 1 0 - 5 0 1 0 2 0 4 0 6 0T E M P E R A T U R A D E L T E R R E N O

TemperaturaTemperatura

D E F M A M J JL A S O N-5

-10

-5

0

0

5

5

10

15

°C

20DIC-ENE

P = 0,45 m.

P = 0,90 m.

P = 5,00 m.

P = 2,00 m.

Sup. Terreno

-10

-5,5

-4

-1,5

1,5

SalinidadSalinidad

2

. m)

SALINIDAD DEL TERRENO

10

10

%

20151050

EstratigrafíaEstratigrafía

1

2

3

Variaciones estacionalesVariaciones estacionales

a

b

b: toma de tierra en profundidada: toma de tierra en superficie

70%

100%

130%

DICIEM.NOVIE.OCTUB.SEPTI.AGOSTOJULIOJUNIOMAYOABRILMARZOFEBRE.ENERO

Factores de naturaleza eléctricaFactores de naturaleza eléctrica

Gradiente de potencial

Magnitud de la corriente de defecto

Descargas atmosféricas directas

CompactaciónCompactación

La resistividad del terrenodisminuye con la compactación

del mismo

Electrodo hemiesféricoElectrodo hemiesférico

rR

2

Electrodo IRAM 2309Electrodo IRAM 2309

Electrodo IRAM 2309Electrodo IRAM 2309

Electrodo no normalizadoElectrodo no normalizado

Electrodo IRAM 2309Electrodo IRAM 2309

18ln

2 dL

LR

rl

lRPAT ln

2

Terrenos mejoradosTerrenos mejorados

Cables enterradosCables enterrados

Radio equivalenteRadio equivalente

El radio equivalente de un electrodo de puesta a tierra es el radio de un

electrodo hemiesférico que en igualdad de condiciones presenta

igual resistencia de puesta a tierra (e igual o mayor tensión de paso)

Radio equivalenteRadio equivalente

rR

2

Rr

2

rl

lre

ln

rl

lRPAT ln

2

Separación entre puestas a tierraSeparación entre puestas a tierra

12,61 / 2 “

10,2684,5

5,833,41,5

16,23 / 4”

1067,84,55,633,21,5

14,65 / 8 “

9,867,64,55,433,21,5

10 Re [ m ]Longitud [ m ]Diámetro exterior [ mm ]Designación comercial

Protecciones contra contacto indirectoProtecciones contra contacto indirecto

Emplazamiento en local no conductor

Utilización de equipamiento Clase II

Conexiones equipotenciales locales no conectadas a tierra

Seccionamiento o separación eléctrica

Empleo de relevadores de tensiones de defecto

Desconexión automática de la alimentación

Impedancia del cuerpo humanoImpedancia del cuerpo humano

1050775575Asintótico

10507755751000

1050775575700

1150850625500

1275950700400

19001225775225

20501275800200

21751325825175

23501400850150

26751550900125

29501675975100

32751825102575

36752000110050

41002175117525

95% de la población50% de la población5% de la población

Valores de la Z total () del cuerpo humano que no son sobrepasadas por el:Tensión de contacto

[V]

Tabla 2-2005 de IEC TS 60479-1 – Impedancia total mano a mano a 50/60 Hz, para superficie de contacto importante en condiciones húmedas

10

20

50

100

200

500

1.000

2.000

5.000

10.000

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000

Ib [m A]

t [m s] a

AC-1

IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)

Zona sin reacción

AC-1

IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)

10

20

50

100

200

500

1.000

2.000

5.000

10.000

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000

Ib [m A]

t [m s] a1c

AC-1

AC- 3

IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)

AC-3Generalmente ningún daño orgánico.Probabilidad de contracciones musculares ydificultades en la respiración

IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)

10

20

50

100

200

500

1.000

2.000

5.000

10.000

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000

Ib [m A]

t [m s] a 1c 2c 3c

AC-1

AC- 3

AC- 4.1

AC- 4.2

AC- 4.3

IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)

AC-4.3Aumento de fibrilación ventricular (Mayor al 50%)

Paro cardíaco, paro respiratorio y quemadorasAC-4

AC-4.2Aumento de fibrilación ventricular (50%)

AC-4.1Aumento de fibrilación ventricular (5%)

IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)

10

20

50

100

200

500

1.000

2.000

5.000

10.000

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1.000 2.000 5.000 10.000

Ib [m A]

t [m s] a b 1c 2c 3c

AC-1

AC- 2

AC- 3

AC- 4.1

AC- 4.2

AC- 4.3

IEC TS 60479-1 (2005)IEC TS 60479-1 (2005)

Lazo de falla esquema ITLazo de falla esquema IT

R

S

T

PE

Origen de la instalación

Ra

Alimentación Utilización

Masa

Zt

C3 C2 C1

Id

Id

Lazo de falla esquema TN-CLazo de falla esquema TN-C

R

S

T

PEN

Zt

Origen de la instalación

Masa

PE

Alimentación Utilización

Masa

PE

Rb

N

Id

Id

Lazo de falla esquema TN-SLazo de falla esquema TN-S

R

S

T

PE

Zt

Origen de la instalación

Masa

Rb

Alimentación Utilización

Masa

N

Id

Id

Lazo de falla esquema TTLazo de falla esquema TT

R

S

T

N

Zt

Masa

Rb

PE

Origen de la instalaciónAlimentación Utilización

Ra

Id

Id

Valores máximos de resistencia de PAT de protecciónValores máximos de resistencia de PAT de protección

40800Hasta 1666Hasta 30 mAinclusive

Sensibilidadalta

40240500100 mA4080167300 mA2448100500 mA1224501 A

Sensibilidad media

4817

2,44,8101,22,450,61,22,520 A

10 A5 A3 A

Sensibilidadbaja

Columna 3Valor máximo permitido de la

resistencia de la toma de tierra de

las masas eléctricas Ra ()

Columna 2Valor máximo de la

resistencia de la toma de tierra de

las masas eléctricas Ra ()

para UL 24 V

Columna 1Valor máximo de la

resistencia de la toma de tierra de

las masas eléctricas Ra ()

para UL 50 V

Corriente diferencial máxima asignada del dispositivo

diferencialIn

EquipotencialidadEquipotencialidad

Caño degas

Caño deagua

Medidor deagua

M

1

7

CESTABLERO SECCIONAL

7

PEPE PE o BPT

L3

Guías del ascensor

1

PUNTA CAPTORA

PUNTA CAPTORA

TABLERO PRINCIPAL

2

M

L2

L1

N

PE o BPTFS

CE

P a

inst

alac

ione

s sa

nita

rias

8

2

Conductos decalefacción

CEP abarra PE

CE

P a

ant

ena

CE

P a

cen

tral t

elef

ónic

a

PE

con

duct

or d

e pr

otec

ción

de

tabl

ero

secc

iona

l

PE

con

duct

or d

e pr

otec

ción

de

circ

. de

ilum

inac

ión

PE

con

d. d

e pr

otec

ción

de

circ

. de

tom

acor

rient

es

Cañería con tomade tierra separada

por causa delservicio

(por ejemplopor poseerproteccióncatódica)

EquipotencialidadEquipotencialidad

Agujero libre para conexión transitoria

de PAT

Puente de conexión(removible con herramientas)

Medidor degas

Caño degas

Caño deagua

Grapa

Medidor deagua

Pieza deaislación

M

FS

M

MConductos decalefacción

9

6

5

3

Desagües

BEP

Puesta a tierrade cimientos

3 PE

Con

duct

or d

e pr

otec

ción

del d

esca

rgad

or d

eco

rrien

te d

e ra

yo

Electrodo depuesta a tierra

(jabalina)4 4

A centraltelefónicadel edificio

Medición de resistencia de PATMedición de resistencia de PAT