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

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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