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Tecsup – PFR Redes de Distribución Eléctrica

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UNIDAD IX

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1. CONCEPTOS GENERALES

La denominación de puesta a tierra comprende cualquier ligazón metálica directa, sinfusible ni protección alguna, de sección suficiente, entre una parte de una instalación yun electrodo o placa metálica, de dimensiones y situación tales que, en todo momento,pueda asegurarse que el conjunto está prácticamente al mismo potencial de la tierra.

2. CLASIFICACIÓN DE LAS PUESTAS A TIERRA

En las estaciones de transformación y de distribución, se utilizan dos tipos principalesde puestas a tierra:

a) Puesta a tierra de protección.b) Puesta a tierra de servicio.

La puesta a tierra de protección se instala para prevenir accidentes personales. Todaslas partes metálicas de una instalación que no pertenecen al circuito de corriente detrabajo tienen que estar puestas a tierra cuando al producirse averías, incluso porarcos eléctricos, pueden entrar en contacto con piezas bajo tensión. Por lo tanto, hayque conectar a tierra los siguientes elementos de la instalación:

a) Las carcasas de máquinas, transformadores, transformadores de medida (incluidoel núcleo de hierro), y otros aparatos y dispositivos eléctricos.

b) Los arrollamientos de los transformadores de medida, ya que pueden quedarsometidos a la alta tensión por perforación del aislamiento. En los transformadoresde intensidad se conecta a tierra uno de los bornes de baja tensión; en los trans-formadores de tensión, bien el punto neutro del circuito secundario trifásico, bienuna de las fases.

c) Por el lado de baja tensión, hay que conectar a tierra el centro de estrella o unafase.

d) Las partes de armazones metálicos, bridas de aisladores pasamuros y de apoyo yaccesorios de cables (cajas terminales, manguitos, etc.).

e) Las palancas, manivelas y volantes de aparatos eléctricos, rejillas de protección yrevestimientos metálicos.

La puesta a tierra de servicio es la que pertenece al circuito de corriente de trabajo, esdecir, al centro de estrella de generadores y transformadores. También están incluidosen este grupo, los circuitos de tierra de los pararrayos y otros dispositivos deprotección contra sobretensiones (bobinas, cables de tierra, etc.).

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3. PARTES QUE COMPRENDE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Un sistema de puesta a tierra está constituido por las 3 partes siguientes:

a) Circuito de conductores de unión.b) Electrodo o toma de tierra.c) Tierra propiamente dicha.

A continuación, estudiaremos estas tres partes, ciñéndonos en nuestra explicación a lavigente reglamentación española para estaciones de transformación y de distribución.

3.1 CIRCUITO DE CONDUCTORES DE UNIÓN

Los conductores de los circuitos de puesta a tierra han de ser de secciónapropiada a la intensidad que ha de recorrerlos, de forma que no se produzcaninadmisibles calentamientos. Como mínimo, está reglamentado:

Hilo o cable de cobre estañado 35 mm2

Hierro galvanizado 100 mm2

Estas secciones se refieren al circuito de tierra propiamente dicho; los demáscircuitos que, agrupados en paralelo, se conectan a aquél, tendrán que ser,como mínimo, de 25 mm2 si se trata de conductores de cobre o su secciónequivalente si es otro el material metálico empleado. El tendido de los circuitosde tierra ha de realizarse con conductor desnudo, sin aisladores, al descubierto,de forma visible y de tal forma que no resulte fácil su deterioro por accionesmecánicas o químicas. En la vigente reglamentación está prohibido el tendidoempotrado del circuito de tierra; cuando esto no fuera posible (por ejemplo, enel paso de tabiques, muros, etc.) el conductor de tierra se ha de instalar en elinterior de tubo de acero, de sección suficiente y de forma que puedacomprobarse fácilmente la existencia de posibles cortes o roturas de dichoconductor en el interior del tubo, sin más que tirar de uno de sus extremos.

Las partes metálicas en paralelo con los circuitos de tierra no se tendrán encuenta a efectos de sección, es decir, no se tomarán en cuenta como tomas detierra eficaces, excepto si su resistencia a tierra es prácticamente nula. Aefectos de posibilidad de contactos inadvertidos, los conductores de los circuitosa tierra se considerarán sometidos a tensión. Los conductores de puesta a tierrahan de tener un contacto eléctrico perfecto, tanto con las partes metálicas quese desea poner a tierra, como con la placa o electrodo que constituye la tomade tierra propiamente dicha; a estos efectos, está reglamentado que las cone-xiones de los conductores de tierra con las partes metálicas y con los electrodosse realice con todo cuidado, por medio de piezas de empalme adecuadas; loscontactos han de disponerse limpios, sin humedad y de tal forma que losposibles efectos electroquímicos no destruyan con el tiempo, las conexionesefectuadas. Para ello, se pueden proteger los contactos con pasta orevestimientos, siempre que la resistencia eléctrica de los contactos no resulteelevada.


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Reglamentariamente, está prohibido interrumpir los circuitos de tierra conseccionadores, fusibles o disyuntores automáticos.

Pueden formar parte del circuito de tierra las armaduras metálicas fijas,siempre que estén adecuadamente conectadas, pero no así las movibles, puesal retirarlas por cualquier causa, quedaría el circuito interrumpido, lo que puedeprovocar graves accidentes.

Para terminar, en la tabla que sigue a continuación se expresa la corrienteadmisible en los materiales más empleados como conductores de los circuitos atierra.

TABLA 1: CORRIENTE ADMISIBLE EN LOS CONDUCTORES A TIERRA, CON UNATEMPERATURA FINAL DE 1500 C

3.2 ELECTRODO O TOMA DE TIERRA

Por lo general, la puesta a tierra de las instalaciones eléctricas se realiza pormedio de tomas de tierra, es decir, partes metálicas Conductoras, introducidasen el suelo y que forman unión conductora con el terreno. Como veremos másadelante, al hablar de la tierra, propiamente dicha, para las tomas de tierratiene importancia fundamental la resistividad del terreno, que se expresa enohmios por m y depende de varios factores, tales como la naturaleza delterreno, el contenido en humedad, etc., factores todos que examinaremos másadelante. Como es natural, esta resistividad del terreno es siempre muchomayor que la resistividad propia del elemento metálico que constituye la tomade tierra.

No debe hacerse pasar bruscamente la corriente desde el conductor metálico,de pequeña sección y buena conductividad eléctrica, a la sección de tierraequivalente. Para el paso de la corriente es necesario disponer de una secciónsuficientemente grande, ya que la resistencia de paso de un conductor metálicoa tierra, no resulta de un efecto de resistencia de la superficie de limitación sinomás bien, de la resistencia de difusión de la corriente en el terreno. La forma dela toma de tierra, el valor de su superficie y la resistividad del terreno deter-minan la forma de efectuarse esta difusión de corriente.

Ahora bien, la difusión de la corriente por el terreno ocasiona una caída detensión que depende, esencialmente, de la resistividad de éste. Se ha


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demostrado experimentalmente que esta caída de tensión es máxima en lavertical de la toma de tierra y disminuye a medida que aumenta la distanciaradial desde la toma de tierra; a unos 20 m de dicha toma, resulta inapreciable.La consecuencia de esto es la formación de un embudo de tensión, en las zonaspróximas a la toma de tierra; si se mide la caída de tensión metro a metro conun voltímetro y una sonda, y se llevan a un gráfico los valores medidos, seobtiene una curva de potencial que, tal como se representa en la figura 9.1,tiene efectivamente la forma de embudo y que, en proyección horizontal, tienela forma representada en la figura 9.2. Cuanto más profunda es la toma detierra, más se aplana el embudo de tensión, lo que tiene gran importancia,como vamos a ver enseguida.

Figura 9.1: Distribución de las caídas de tensión en una toma de tierra (proyecciónvertical).

Figura 9.2: Distribución de las caídas de tensión en una toma de tierra (proyecciónhorizontal).


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Figura 9.3: Tensión de paso.

Cuando una persona se encamina paso a paso hacia el lugar de la toma detierra, está sometida a una tensión entre los dos pies (figura 9.3), que sedenomina tensión de paso; esta tensión de paso se refiere a 1 m de longitud depaso para el hombre y a 1,5 m para los animales domésticos. Como puedeapreciarse en la figura 9.3, la tensión de paso puede alcanzar valores peligrososen determinadas circunstancias, sobre todo, si la toma de tierra no essuficientemente profunda; el peligro es mayor para los animales domésticosporque la mayor separación entre las extremidades sirve de puente para ma-yores tensiones y, además, por su constitución anatómica, el corazón seencuentra en la trayectoria de la corriente.

Si se quieren evitar los peligros de la tensión de paso, habrá que enterrar latoma de tierra muy profundamente pues, tal como hemos dicho anteriormente,el embudo de tensión resultará más aplanado y, por lo tanto, de menospendiente, es decir, que la tensión de paso será menor. Pero, en muchasocasiones, esto no es posible por la naturaleza rocosa del terreno o por otrasrazones. Entonces, se recurre a las tomas de tierra de mando, que estánconstituidas por bucles concéntricos, colocados a cierta profundidad, alrededorde las tomas de tierra propiamente dichas y unidos eléctricamente entre sí ycon la tierra por medio de conductores metálicos. Instalando estos bucles a lamisma profundidad que las tomas de tierra, se obtiene un embudo de tensióncomo el representado en la figura 9.4; o sea que en la proximidad de la tomade tierra, la variación de tensión es prácticamente nula ya que los conductoresque constituyen el conjunto están eléctricamente unidos y, por lo tanto,prácticamente al mismo potencial. La variación de tensión aparece a partir delbucle más alejado y, además, resulta más aplanada que la correspondiente a la


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toma de tierra sin toma de mando, donde también se ha representado, en líneade trazos, la variación de tensión para la toma de tierra aislada.

Según las prescripciones reglamentarias, las tomas de tierra deben estarconstituidas por placas, tubos o bandas de metal inalterable, o por otras masasmetálicas inalterables. A continuación, examinaremos con algún detalle las másinteresantes tomas de tierra utilizadas en la práctica y que se ajustan a lasprescripciones reglamentarias.

Toma de tierra en forma de pica

El sistema de toma de tierra por medio de picas o estacas metálicas es,probablemente, el más empleado. Consiste en clavar verticalmente en elterreno tubos metálicos, perfiles laminados aguzados, etc.

Figura 9.4. Distribución de las caídas de tensión en una toma de tierra con tomas detierra de mando.

Figura 9.5. Toma da tierra da pica.

Las prescripciones reglamentarias indican que los tubos han de ser de metal noférrico o de hierro galvanizado, con un diámetro interior mínimo de 30 mm yuna longitud mínima de 2 m. Si los tubos son de hierro, en los que se hubierafijado electrolíticamente una capa exterior de cobre, de un espesor mínimo de 2mm, el diámetro interior mínimo puede ser de 25 mm. Para una profundidad texpresada en m (figura 9.5), la resistencia de la toma de tierra vale

tRT

ohmios


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Donde es la resistividad del terreno, expresada en ohmios por m. Para clavar

con más facilidad las picas en el terreno, se fabrican desmontadas, enelementos de 2 a 3 m de longitud, que se introducen en el terreno con mazas,martillos, etc. El primer elemento está provisto de una punta de acero templadoy los demás elementos son encajables entre sí y se van introduciendosucesivamente en el terreno. En la figura 6 se representan distintos tipos detomas de tierra a base de tubos y la pieza de empalme correspondiente.

Véase en la figura 9.7, la realización práctica de una toma de tierra de pica. Paraconservar la buena conductividad del terreno se llena periódicamente el tubo con unasolución salina; en la parte inferior de éste, van dispuestos unos orificios que permitenel paso de la solución, saturando de esta forma las regiones más profundas del terrenoadyacente a la toma de tierra. La parte alta del terreno adyacente, se satura rellenandouna poceta (representada en la figura 9.7) de solución salina. Tal como se representaen la citada figura, la toma de tierra queda protegida con una trampilla que también seutiliza para su mantenimiento y vigilancia.

La estaca de toma de tierra también puede ser de hierro 1 de 40 x 40 (figura 9.8),longitud de 2 a 2,5 mm, utilizando como conductor de conexión, cable recocido de 50mm2 de sección y 0,5 m de longitud, unido a la toma de tierra mediante soldaduraamarilla, para facilitar su conexionado.

Cuando la resistencia deseada no se puede conseguir con una sola toma de tierra, seclavan otra u otras conectadas en paralelo y a una distancia que, según lasprescripciones reglamentarias, no puede ser inferior a 2 m pues, de lo contrario, lainstalación de las tomas de tierra resultaría contraproducente porque el embudoobtenido sería peligroso.

Figura 9.6. Distintos sistemas de picas para tomas de tierra: a) vista general, b) picacon compresión en forma de entalladuras, c)pica con compresión hexagonal, d) pieza

de empalme.


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Figura 9.7. Realización práctica de una toma de tierra de pica.

Figura 9.8. Estaca de toma de tierra con hierro T de 40 x 40 y conductor de conexiónde cobre recocido.

Toma de tierra en forma de placa

El sistema de toma de tierra en forma de placa solamente es recomendableen los terrenos donde la profundidad de la tierra vegetal es importante (1 a1,5 m, por lo menos). En los demás casos es preferible instalar tomas detierra de picas, las cuales se han estudiado en el parágrafo anterior;


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efectivamente, el empleo de placas para tomas de tierra es menos racionalporque la mayor parte de la corriente de paso se concentra en las aristasque tienen una superficie total muy pequeña; este inconveniente puederemediarse, en parte, empleando placas perforadas para aumentar de estaforma la longitud de las aristas vivas.

Las prescripciones reglamentarias fijan que si las placas son de cobretendrán un espesor mínimo de 2 mm y si son de palastro galvanizado, esteespesor habrá de ser de 2,5 mm. En todos los casos, la superficie total de laplaca ha de ser, como mínimo, de 0,5 m2.

Es indiferente que la placa se coloque en el terreno horizontal overticalmente, siempre que la profundidad sea elevada respecto al diámetrode la placa.

En caso de placa circular (véase figura 9.9), de diámetro d en m, laresistencia de la toma de tierra es:

dRT

4

ohmios

Y si la placa es rectangular o cuadrada, de lados a y b expresados en m,(figura 9), la resistencia vale.

Figura 9.9. Tomas de tierra en forma de placa.

Figura 9.10. Dimensiones de una toma de tierra en forma de placa.

abRT

5.4

ohmios


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En ambos casos, es la resistividad del terreno en ohmios por m.

La forma práctica de una toma de tierra de placa, está representada en lafigura 9.10; de acuerdo con lo que hemos dicho anteriormente, es preferibleque la placa sea perforada. Las placas se enterrarán preferentemente de formavertical y hasta una profundidad suficiente para encontrar un terreno bastantehúmedo y, por lo tanto, buen conductor. En terreno homogéneo y encondiciones normales, las placas se instalarán a unos 2 m de profundidad. Noconviene instalarlas más profundamente, aunque se trate de terrenos de malacalidad, ya que están diseñadas para conseguir el contacto con la tierra en lascercanías inmediatas del equipo que deben proteger. Cuando existen capas deroca, grava, etc. a una profundidad menor de 2 m, la placa se instalaráhorizontalmente, de forma que consiga buen contacto con la capa superficial.En las figuras 9.11 y 9.12 se expresa la forma de instalar las placas de tierrapara dos casos diferentes; en ambos casos, se ha procurado que el aguapenetre hasta las proximidades de la placa de tierra correspondiente, conobjeto de que la resistividad del terreno sea pequeña en estos lugares; otrasveces, se instala un tubo de hierro que llega hasta la placa y por el que seintroduce periódicamente una solución salina que va empapando el terreno enlas cercanías de la placa de tierra.

Figura 9.11. Realización práctica de una toma de tierra en forma de placa. Casogeneral: 1 – superficie que conduce el agua a la toma. 2 – profundidad según las

condiciones del terreno. 3 – grava o piedra para facilitar la penetración del agua. 4 –tierra apisonada. 5 – carbonilla de coque apisonada. 6 – toma de tierra.

Figura 9.12. Realización práctica de una toma de tierra en forma de placa. Caso enque la toma de tierra se instale en sitio pavimentado: 1- pavimento. 2 – superficie que

conduce el agua a la toma. 3 – arena apisonada. 4 – grava o piedra para facilitar lapenetración del agua. 5 – tierra apisonada. 6 – carbonilla de coque apisonada. 7 –

toma de tierra.


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Figura 9.13. Toma de tierra en forma de pletina.

Este sistema de toma de tierra está constituido por una pletina o bandametálica (figura 9.13), que se instala debajo del suelo, a poca profundidad yhorizontalmente; se extiende sobre una gran superficie y se utiliza, sobre todo,en instalaciones a la intemperie y también en aquellos casos en que no puedenemplearse otros sistemas de toma de tierra (por ejemplo, en terrenos rocosos).

Si I es la longitud de la toma de tierra y P la resistividad del terreno en ohmiospor m, la resistencia de la toma de tierra vale:

lRT

2 ohmios

Por lo tanto, indistintamente se pueden emplear para las tomas de tierra,conductores en forma de tubo o en forma de pletina, ya que la forma y lasección no influyen en el valor de la resistencia, tal como expresa la fórmulaanterior. Sin embargo, las prescripciones reglamentarias fijan las siguientesdimensiones mínimas para estas tomas de tierra.

Longitud: 5 m

Sección cobre 90 mm2

hierro galvanizado 120 mm2

Espesor cobre 3 mmhierro galvanizado 4 mm

Otros sistemas de tomas de tierra

Algunas veces se emplean las tomas de tierra en forma de bucle (figura9.16), en las que el conductor que constituye la toma de tierra se cierrasobre sí mismo para formar un bucle circular, rectangular, etcétera... En lapráctica se puede tomar, muy aproximadamente, la fórmula que nos expresala resistencia de la toma de tierra en forma de pletina.


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Figura 9.14. Toma de tierra en forma debucle.

Figura 9.15. Toma de tierra en forma deestrella.

Figura 9.16. Toma de tierra de redestrellada en bucle.

Figura 9.17. Toma de tierra de red en malla.

Las tomas de tierra en forma de estrella (figura 9.15) están constituidas porconductores ramificados como expresa la figura; a partir de 6 ramificaciones,el aumento del número de éstas apenas contribuye a la disminución de laresistencia de la toma, por lo que se adopta este número como máximo;además, los ángulos que forman los conductores ramificados no deben serinferiores a 600. Para calcular la resistencia de una toma de tierra de estaclase, se aplica la misma fórmula que para el caso de la toma de tierra depletina pero teniendo en cuenta que se ha de considerar una longitud igual ala suma de las longitudes de los conductores radiales.

Si se unen entre sí las ramificaciones que constituyen una toma de tierra enestrella, se obtiene una toma de tierra de red estrellada en bucle (figura9.16). También puede constituirse una excelente toma de tierra medianteuna malla metálica rectangular (toma de tierra de red en malla, figura 9.17).En ambos casos, para calcular la resistencia de puesta a tierra, se aplica lamisma fórmula que para el caso de toma de tierra en forma de placa. Eldiámetro o la longitud del mayor lado de la superficie enmallada, no debesobrepasar los 20 m.

Para el montaje de las tomas de tierra de bucle, estrella o enmalladas, seemplea frecuentemente el cable de acero o de hierro galvanizado de 100mm2 de sección mínima y 3 mm de espesor mínimo. Algunas veces, seemplea también el acero cobreado, con sección mínima de 50 mm2, la cintade cobre con sección mínima de 50 mm2 y espesor mínimo de 3 mm2 y,finalmente, conductor desnudo de cobre de 35 mm2 de sección mínima.


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4. VALORES RECOMENDADOS DE LA RESISTENCIA ELÉCTRICA DE LAS TOMASDE TIERRA

Se puede calcular la resistencia eléctrica de una toma de tierra en función de laresistividad del terreno y de las dimensiones de la propia toma, aplicando las fórmulasexpresadas en los parágrafos anteriores. El valor máximo que ha de resultar, es elsiguiente:

Redes de baja tensión 15 ohmiosRedes de alta tensión 20 ohmios

Sin embargo, y de acuerdo con la tabla que sigue a continuación, podemos conocer lacalidad de la toma de tierra.

TABLA 2: CALIDAD DE LAS TOMAS DE TIERRA

5. TIERRA PROPIAMENTE DICHA

Se llama tierra, en general, a los elementos que constituyen el terreno, tales comoarena, grava, arcilla, etc... Para la determinación de la resistencia eléctrica de loscircuitos de tierra tiene importancia fundamental la resistividad o resistencia específicadel terreno, que se expresa, como hemos visto anteriormente, en ohmios por metro,suponiendo una sección de 1 m2. Esta resistencia específica depende, esencialmente,de los siguientes factores:

a) Constitución o naturaleza del terreno.b) Humedad.c) Temperatura.

A continuación, exponemos los valores de la resistividad del terreno para diferentesclases de éste:

Terreno pantanoso o húmedo 50 ohmios-metroTierra de labor o arcillosa 100 ohmios-metroTierra arenosa húmeda 200 ohmios-metroTierra arenosa seca 1.000 ohmios-metroTierra guijarrosa 1.000 ohmios-metroSuelo rocoso 3.000 ohmios-metro


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Naturalmente, cuanto menor es la resistencia específica, mejor resulta el terreno parala instalación de las tomas de tierra. Por esta causa, muchas veces hay que desplazarlas tomas de tierra hasta encontrar terreno húmedo, por ejemplo las proximidades dezonas regables. En algunas ocasiones, incluso resulta conveniente cultivar un pequeñoprado de 50 a 100 m2 encima de las tomas de tierra, para mantener húmeda la tierrasobrepuesta. Los terrenos rocosos no son aceptables debido a su elevada resistividad ysi no resultare fácil encontrar terrenos adecuados en las proximidades de la instalación,habrá que efectuar un tratamiento químico de corrección del terreno y, a ser posible,se dispondrá una canalización que permita regar las tomas de tierra en las estacionescalurosas.

No deben instalarse las tomas de tierra directamente dentro del agua pues, aunquedisuelve las sales del terreno, resulta, por sí misma, mala conductora y además existemayor peligro de corrosión.Resulta conveniente tratar los terrenos con sal común, la cual actúa sobre el aguahaciéndola mejor conductora y además, a causa de ser una sustancia higroscópica, lasal retiene la humedad en el terreno.

El aumento de temperatura disminuye el valor de la resistividad del terreno por lo quemuchas veces será conveniente profundizar las tomas de tierra hasta encontrar capasde terreno situadas bajo la zona susceptible de congelación en las estaciones frías.

Debe evitarse, en lo posible, la instalación de tomas de tierra en tierras corrosivas(basura, escorias, residuos industriales, etc.). En tales condiciones o en caso de tierrasalada (playa de mar), es conveniente emplear siempre varilla en lugar de cableconductor, enfundándola en tubo de plástico en la parte enterrada desde unos 30 cmencima del suelo hasta el empalme con la placa o estaca.En las tomas de tierra en sitios pavimentados, se procurará que el conductor de tierrano quede aprisionado en el pavimento, dejando alrededor un espacio sin pavimentar,que se rellenará con una capa de tierra apisonada encima de la carbonilla de coke ycon otra capa de grava y arena, tal como se representa en la figura 9.12. De estaforma, se facilita la penetración del agua de lluvia hasta la toma de tierra, conservandola conductividad del terreno en sus inmediaciones.

6. NÚMERO Y DISPOSICIÓN DE LAS TOMAS DE TIERRA

En las instalaciones de edificios o de estructuras a la intemperie de las estaciones detransformación y de distribución, se emplean sistemas de circuitos a tierra, constituidospor varias tomas unidas entre sí, formando malla a la que se conectan la totalidad delos equipos. Sin embargo, ha de tenerse en cuenta que, según el reglamento vigente,y para evitar posibles accidentes ocasionados por el paso de tensiones elevadas deunas a otras partes de la instalación unidas por una tierra común, han de instalarsevarias tierras independientes, conectando a ellas las partes de la instalación que sedetallan seguidamente:

1. Grupo de las partes de la instalación no sometidas a tensión o sometidas atensiones reducidas. Este grupo comprende las partes de la instalación que, enservicio normal, no deben estar sometidas a tensión y aquellas otras que, aunestando normalmente sometidas a tensión, ésta es tan reducida que el contacto


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con ellas no constituye peligro para las personas o cosas. Entre las primeras sepueden citar: las armaduras metálicas, las carcasas de máquinas eléctricas, lascubas de transformadores e interruptores, los soportes de aisladores, los panelesde cuadros, las estructuras y bases de castilletes y postes, etc... etc... Entre lassegundas citaremos: los circuitos secundarios de transformadores de medida, lasinstalaciones de muy baja tensión, etc...

2. Grupo de los neutros del lado de baja tensión. Comprende los neutros de lostransformadores y los de la distribución del lado de baja tensión.

3. Grupo de los dispositivos de protección contra sobretensiones del lado de altatensión. Están incluidos en este grupo los pararrayos o descargadores, limitadoresde tensión, bobinas, condensadores o descargadores de protección, líneas aéreasde tierra, etc..., del lado de alta tensión.

4. Grupo de neutros del lado de alta tensión. Comprende los neutros de lostransformadores del lado de alta tensión, si los hubiere.

5. Grupo de los dispositivos de proyección contra sobretensiones del lado de bajatensión. Comprende los aparatos de protección análogos a los del grupo 3, perodel lado de baja tensión.

Cada uno de los grupos citados ha de tener sus propios circuitos de tierra, con tomasconectadas entre sí, e independientes de los circuitos de tierra correspondientes a losdemás grupos. Cada una de las tomas de tierra que corresponden a un circuito detierra independiente, ha de estar separada por lo menos, en una distancia de 3 mrespecto a las tomas de tierra de los restantes circuitos de tierra. Los circuitos de tierraindependientes han de ir completamente separados durante todo su recorrido.

Si en una misma instalación existieran elementos de producción o de transformaciónde tensiones de servicio muy diferentes, para cada tensión de servicio debenestablecerse tantos circuitos de tierra independientes como grupos existan,permitiéndose únicamente emplear una misma tierra para dos grupos de dos tensionesde servicio distintas, si no hay mucha diferencia entre éstas.

Cuando se trate de pequeñas instalaciones, de potencias iguales o inferiores a 250kVA, con tensiones de servicio iguales o inferiores a 15 kv, puede instalarse una tierrapor el neutro del secundario de la instalación, y otra tierra independiente para losrestantes elementos. Los limitadores de tensión de las líneas de corriente débil (telé-fonos, telégrafos, etc...) deberán ponerse a tierra independientemente de losanteriores, sobre todo en las proximidades de las líneas de alta tensión.

Las cercas, puertas y tapas metálicas se conectarán a los circuitos generales de tierra,excepto cuando quedan dentro de una malla de tierra externa.

Para las cercas metálicas, se clavarán varios de los montantes de éstas directamente atierra, sin embargo, de forma que Ja distancia entre estos montantes no sea superior a4 m y procurando que el sistema de sujeción de los alambres de la cerca, asegure unbuen contacto de éstos con los montantes.

Las puertas metálicas que estén al alcance del público, se unirán mediante conductoresde cobre con una sección mínima de 35 mm2, a una estaca enterrada junto a la puerta(en la zona al alcance del público) que, en este caso, puede ser de 60 a 100 cm delongitud y enterrada a una profundidad de 10 a 20 cm de la superficie.


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Las tapas de entrada y pozos de ventilación de las estaciones transformadorassubterráneas, deben quedar aisladas, sin contacto con ninguno de los circuitos detierra.

En lo que se refiere al número de tomas de tierra necesarias, el valor de la resistencia,calculado por las fórmulas anteriores o medido sobre el terreno, dará idea si essuficiente una o se precisan más tomas para cada circuito de tierra. En las estacionestransformadoras y, en general, en los puntos de maniobra, es conveniente lainstalación de una placa o de dos estacas, como mínimo, por cada circuito de tierra.

En terreno arenoso o seco y, en general, cuando se precise reducir la resistencia de lastomas de tierra, se aumentará el número de tomas, conectándolas en paralelo yprocurando situarlas en las partes del terreno que reúnan mejores condiciones. Ladistancia mínima de estas tomas en paralelo es, como hemos dicho anteriormente, de2 m; si se trata de placas, es preferible situarlas en un plano vertical, de forma que lastrazas de sus planos en el suelo, tiendan a formar un polígono cerrado.

Figura 9.18. Disposición de las tomas de tierra en una estación transformadora con terrenodisponible alrededor.

Figura 9.19. Disposición de las tomas de tierra en una estación transformadora terciaria enlugar completamente edificado y sin equipos que exijan tierra de servicio.


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Figura 9.20. Disposición de las tomas de tierra en una estación transformadora primaria osecundaria con fachada a la calle.

De acuerdo con estas indicaciones, vamos a explicar brevemente algunos ejemplos deaplicación. En la figura 9.18 se representa la situación de las tierras en una estacióntransformadora terciaria de mampostería, con terreno disponible alrededor; en lafigura 9.19, los circuitos d’~ tierra de una estación transformadora terciaria de mam-postería en lugar completamente edificado, cuando en la estación no existen equiposque exijan la instalación de una tierra de servicio; en la figura 9.20, los circuitos detierra de una estación transformadora primaria o secundaria, con fachada a una calle ositio al alcance del público; en la figura 9.21, los circuitos de tierra de una estación se-cundaria con parte del equipo en el interior de un edificio y otra parte a la intemperie;finalmente, en la figura 9.22 se representa el caso de una estación transformadoraprimaria, con equipo a dos tensiones diferentes: parte del equipo instalada en elinterior de un edificio y otra parte instalada a la intemperie.

Figura 9.21. Disposición de las tomas de tierra en una estación transformadora secundariacon equipo en edificio y a la intemperie.


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Figura 9.22. Disposición de las tomas de tierra en una estación transformadora primaria conequipo a la intemperie y dos tensiones de servicio.

7. MANTENIMIENTO Y REVISIÓN DE LAS TOMAS DE TIERRA

Por la importancia que tiene desde el punto de vista de la seguridad, las prescripcionesreglamentarias señalan que la instalación de una toma de tierra debe comprobarse enel momento de su montaje y revisarse cada 6 años, en la época en que el terreno estémás seco. Para ello, se medirá, por procedimientos adecuados, la resistencia de paso atierra, reparando inmediatamente los defectos que se encuentren. En los lugares enque el terreno no sea favorable para la buena conservación de las tomas de tierra,éstas, así como los conductores de enlace desde ellas hasta la pieza de empalme a lainstalación que protegen, se pondrán al descubierto para su examen, una vez cada 9años por lo menos. Las tomas de tierra de características especiales se revisaránobligatoriamente cada 3 años.

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