UNIVERSIDAD TCNICA DEL NORTE IBARRA- ECUADOR

UNIVERSIDAD TCNICA DEL NORTEIBARRA- ECUADOR MANTENIMIENTO ELECTRICO IV

GERSON CAMACS

Clculo De Impedancia De Aterramiento, Clculo De La Corriente Mxima De Corto Circuito Trifsico

IMPEDANCIA DE ATERRAMIENTO.

Hay que considerar que las conexiones de puesta a tierra en general poseen impedancia compleja, teniendo componentes inductivas, capacitivas y resistivas, todas las cuales afectan las cualidades de conduccin de la corriente.

Hablando En general, los lugares con resistividad baja tienden a incrementar la corrosin, en este punto es necesario aclarar que la medicin de la resistividad del terreno, no es un requisito para obtener la resistencia de los electrodos a tierra.

Las mediciones de puesta a tierra se hacen para:Proteger efectivamente los sistemas contra los efectos de las descargas atmosfricas.Proporcionar un medio para disipar la corriente elctrica en la tierra bajo condicione normales o de corto circuito, sin exceder ningn lmite operacional de los equipos o suspender la continuidad del servicio.Minimizar la interferencia de los circuitos elctricos de transmisin y distribucin con los sistemas de comunicacin y control.

La medicin de resistencia a tierra de electrodos.Tipo de pruebaExisten dos tipos de pruebas fundamentalmente. Las dems son variaciones de stas. Aunque muy parecidas, los resultados de las mediciones no son exactamente los mismos. Mtodo de cada de potencial. Llamado tambin: Tres Puntos, 62%, etc.Mtodo Directo. Tambin conocido como: Dos Puntos. - No reconocido en la NOM-001-SEMP-1994

Tipo de aparato.

No todos los aparatos de medicin de resistencia a tierra trabajan de la misma manera. Existen diferencias muy marcadas en el tipo de corriente empleada. A manera de ilustrar estas diferencias, los aparatos ms utilizados en nuestro medio son el Vibroground y el Megger de tierras. Ambos emplean corriente alterna para la medicin pero el primero a una frecuencia de 25 Hz, el ltimo a 133 Hz. Y los voltajes en circuito abierto son respectivamente de 120 y 22 Volts.Lugar fsico

Las varillas de electrodos son instrumentos de medicin que pueden ser colocadas en todas direcciones como a una infinidad de distancias entre ellas. Aunque es el mismo punto de medida, las lecturas no son idnticas; a veces ni en terrenos vrgenes debido a la presencia de corrientes de agua o de capas de distinta resistividad. En los terrenos industriales es an mayor la diferencia debido a la presencia de objetos metlicos enterrados como tuberas, varillas de construccin, rieles, canalizaciones elctricas, etc.Para la medicin de las impedancias de puesta a tierra.

Mtodo de la tierra conocida.Mtodo de los tres puntos.Mtodo de la cada de potencial.Mtodo de la relacin.

Mtodo de la tierra conocida.

Este mtodo consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo a probar y uno de resistencia despreciable, en este mtodo se hace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, esta corriente se distribuye en forma similar a las lneas de fuerza entre polos magnticos. El inconveniente de este mtodo es encontrar los electrodos de resistencia conocida y los de resistencia despreciable.

Mtodo de los tres puntos o triangulacin.

Consiste en enterrar tres electrodos (A, B, X), se disponen en forma de tringulo, tal como se muestra en la figura 2, y medir la resistencia combinada de cada par: X+A, X+B, A+B, siendo X la resistencia de puesta a tierra buscada y A y B las resistencias de los otros dos electrodos conocidas.Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el tringulo ser determinada por la medida de voltaje y corriente a travs de la resistencia. As quedan determinadas las siguientes ecuaciones:R1= X+AR2= X+BR3= A+B De donde X= (R1+R2-R3)/2

Mtodo de la cada de potencial.

Es el mtodo ms empleado, los electrodos son dispuestos como lo muestra la figura 3; E es el electrodo de tierra con resistencia desconocida; P y C son los electrodos auxiliares colocados a una distancia adecuada (). Una corriente (I) conocida se hace circular a travs de la tierra, entrando por el electrodo E y saliendo por el electrodo C. La medida de potencial entre los electrodos E y P se toma como el voltaje V para hallar la resistencia desconocida por medio de la relacin V/I .

Mtodo de la relacin.

En este mtodo la resistencia a medir, es comparada con una resistencia conocida, comnmente usando la misma configuracin del electrodo como en el mtodo de la cada de potencial. Puesto que este es un mtodo de comparacin, las resistencias son independientes de la magnitud de corriente de prueba.La resistencia en serie R de la tierra bajo prueba y una punta de prueba, se mide por medio de un puente el cual opera bajo el principio de balance a cero.

CLCULO DE LA CORRIENTE MXIMA DE CORTO CIRCUITO TRIFSICO.

Causas y consecuencias de los cortocircuitos.

El cortocircuito se define como una conexin de relativamente baja resistencia o impedancia, entre dos o ms puntos de un circuito que estn normalmente a tensiones diferentes.Las corrientes de cortocircuitos se caracterizan por un incremento prcticamente instantneo y varias veces superior a la corriente nominal, en contraste con las de una sobrecarga que se caracteriza por un incremento mantenido en un intervalo de tiempo y algo mayor a la corriente nominal.En un sistema simple compuesto por una fuente, una canalizacin elctrica y una carga pasiva, segn el diagrama y el modelo equivalente que se representan a continuacin:

Corrientes de cortocircuito mximas.Estas corrientes corresponden a un cortocircuito en los bornes de salida del dispositivo de proteccin, considerando la configuracin de la red y al tipo de cortocircuito de mayor aporte. En general, en las instalaciones de baja tensin el tipo de cortocircuito de mayor aporte es el trifsico.Estas corrientes se utilizan para determinar:El Poder de Corte y de Cierre de los interruptores.Los esfuerzos trmicos y electrodinmicos en los componentes.

Origen de los cortocircuitosLos cortocircuitos tienen distintos orgenes:Por deterioro o perforacin del aislamiento: debido a calentamientos excesivos prolongados, ambiente corrosivo o envejecimiento natural.Por problemas mecnicos: rotura de conductores o aisladores por objetos extraos o animales, ramas de rboles en lneas areas e impactos en cables subterrneos.Por sobretensiones debido a descargas atmosfricas, maniobras o a defectos.Por factores humanos: falsas maniobras, sustitucin inadecuada de materiales, etc.Otras causas: vandalismos, incendios, inundaciones, etc.

Los porcentajes promedios de ocurrencia de cada tipo de cortocircuito en una instalacin, se indican en la tabla siguiente:

CORTOCIRCUITO TRIFSICO.Es el defecto que corresponde a la unin de las tres fases. La intensidad de cortocircuito Icc3 es:

siendo: U (tensin compuesta entre fases) la que corresponde a la tensin de vaco del transformador, cuyo valor es superior entre un 3% y 5% a la tensin en bornes de la carga.

Por ejemplo, en las redes a 390 V, la tensin compuesta que se considera es U = 410 V, y como tensin simple,

El clculo de la intensidad de cortocircuito se reduce entonces al clculo de la impedancia Zcc, impedancia equivalente a todas las impedancias (de la fuente y las lneas) recorridas por Iccdesde el generador hasta el punto de defecto (figura 12). Es, de hecho, la impedancia directa por fase:

siendo:R = suma de todas las resistencias en serie.X = suma de todas las reactancias en serie.

Se considera normalmente que el defecto trifsico es el que provoca las corrientes ms elevadas. En efecto, la corriente de defecto, en el esquema equivalente a un sistema polifsico, slo est limitada por la impedancia de una fase bajo la tensin simple o de fase de la red. El clculo de Icc3 es pues indispensable para elegir los materiales (intensidades y esfuerzos electrodinmicos mximos a soportar). GRACIAS