módulo i tierra física

Módulo ITierra Física

Puesta a tierra: Puesta a tierra es el camino que recorre la corriente desde el equipo aterrizado hasta el sistema de Tierra Física.

Tierra física: El “conector” que une al planeta tierra con la puesta a tierra.

NOTA: Es importante mencionar el cable de la puesta a tierra debe de tener un calibre suficientemente grueso para que la corriente no tenga problema en circular a través de el.

Puesta a tierra vs. Tierra físicaTierra Física

Es un elemento o conjunto de elementos conductivos que se instalan bajo el suelo brindando una conexión eficiente entre el elemento conductivo y el planeta tierra.

¿Qué es un electrodo de tierra física?Tierra Física

Electrodos Naturales

Electrodos Prefabricados

¿Qué es un electrodo de tierra física?Tierra Física

Se requiere una resistencia baja para asegurar el correcto funcionamiento del sistema de puesta a tierra.

Único Electrodo máx 25Ω (NOM 250-84, 921-18b)

Transformadores (hasta 34.5kV) 25Ω (hasta a 250kVA)Transformadores (mayor 34.5kV) 5Ω (mayor a 250kVA)

Descargas Atmosféricas 10Ω (NMX-J-549-ANCE 4.3.4) Descargas Eléctricas Estáticas <10Ω (NOM-022-STPS 5.7, 9.2f)

Data Center < 5Ω (EIA/TIA 942)

Resistencia tiene que ver con la tierra física y se mide en ohms

Resistencia vs. ResistividadTierra Física

El terreno presenta una resistividad debido a sus caracteristicas físicas.

Resistencia tiene que ver con la tierra física y se mide en ohms

Resistencia vs. ResistividadTierra Física

1. Tipo de TerrenoArenoso, Pantanoso, Calizo…

2. EstratigrafíaDiferentes capas no homogéneas. La primera capa es muy afectada por el clima.

3. GranulometríaTamaño y porosidad de los granos del terreno.A mayor tamaño de granos, mayor resistividad debido a espacios de aire.

4. SalinidadConcentración de sales solubles

5. HigrometríaContenido de Agua.A mayor humedad mayor disolución de sales. (Electrolito).Depende de: Nivel Freático, Temperatura, Época del año

6. TemperaturaResequedad por evaporación.Reducción del flujo electrolítico por congelación.

7. CompacidadReducir espacios de aire

1. Proporcionar Seguridad a las Personas.

2. Proteger Infraestructura.a. Equipos. (Eléctricos/Electrónicos)b. Instalaciones. (Garantizando la operación de

protecciones)

3. Estabilizar el Voltaje. (Establecer el potencial de referencia)

4. Disipar la corriente del rayo.

5. Limitar las sobretensiones transitorias. (Picos de Voltaje)

6. Drenar cargas estáticas.

Tierra FísicaObjetivos

Podemos clasificar un sistema de tierra física en

4 aplicaciones para su fácil proyección:

Tierra de potencia• Para tableros de distribución, alumbrado, transformadores o

simplemente la alimentación de la energía. Tierra de masas

• Para proteger al humano y al producto en los contenedores que puedan energizarse pero no esta destinado a ello.

Cero lógico• Para aplicaciones de cómputo y telecomunicaciones (Centros

de datos). Tierra para protección atmosférica

• Para la protección de descargas atmosféricas (pararrayos).

Tierra FísicaAplicaciones de tierra física

Tierra FísicaTierra de Potencia

• Transformadores– Independientemente de la resistencia del sistema de tierra,

este debe de tener la capacidad para drenar la energía máxima que el transformador me pueda entregar en momentos de falla

– Para esto Total Ground ya diseño una tabla de fácil selección basada en la potencia (KVA) del transformador


• Potencial de paso y de contacto– Es importante saber

sobre lo que la tensión de paso y de contacto puede hacer a una persona, uno de los principales errores en las instalaciones es el no cuidar la diferencia de potencial que puede existir en la misma:

Nota:• Es importante la unión de las tierras y las mallas en las subestaciones.


• Diagrama de instalación

Tierra FísicaTierra de Masas

• Masas sin conductoresEstas son las masas que no están cerca ni en contacto con ningún conductor de corriente, dichas masas no corren el riesgo de ser energizadas, se aterrizan para drenar energía estática, que puede tener voltaje muy alto pero la corriente es mínima, para estas tierras se utilizan TG-45K y el TG-70K dependiendo de la cantidad de masa


• Masas con conductoresSon las masas que están en contacto o en cercanía de conductores de energía y en algún momento de falla pueden estar energizadas, para estas masa tenemos que calcular la cantidad de corriente que puede llegar a fluir a través de la masa para de ahí seleccionar que electrodo es el indicado.

Tierra FísicaTierra de 0 lógico

• Sites reguladosEstos son los sites que cuentan con una derivación del circuito eléctrico la cual esta regulada, respaldada y/o filtrada, aquí se considera la potencia del UPS o del acondicionador de línea o del regulador para determinar que tierra lleva


• Sites sin circuito reguladoSon sites donde no se cuenta con ningún tipo de regulación, ni respaldo, ni filtrado, por lo general son sites muy pequeños o IDF muy pequeños, estos tienden a desaparecer, para estos Total Ground desarrolla la siguiente tabla de selección

Tierra FísicaTierra de protección atmosférica

• Es la protección que se realiza en contra de los rayos atmosféricos, en esta protección se considera el diámetro de cobertura y el grado de incidencia de la ubicación del predio

• Es importante que la punta de pararrayos tiene que ser la parte más alta de la instalación, y que si estamos en una zona de alta incidencia es mejor que el pararrayos sea un KDA 03 o KDA05

Tierra FísicaTierra de protección atmosférica


Tierra FísicaTipos de electrodos

• VarillaEs el sistema más tradicional que existe, es una barra de acero recubierta con 0.025mm de cobre mide 1m, 1.5mts o 3mts X 5/8”, 9/16” o similar.•Pros

Económica cuando se compra por piezaLo mas conocido

•ContrasEl diseño del sistema de tierra física con varilla es laborioso, casi nadie lo hace e instalan bajo creencias personales y no a diseño.Al instalarce se puede dañar la delgada capa de cobre y queda inservible.Tiempo de vida útil aprox. 1 año y medio.


• RehileteSon placas de cobre dobladas y fijas a una varilla más corta.•Pros

Mayor área de contacto con el suelo.Tamaño bueno para instalación fácil.Menor número de electrodos para un sistema de tierra física que con el de varilla.

•ContrasEstá unido a una varilla y conlleva los contras de la varilla.La fijacion de las placas a la varilla en la mayoría de los casos no es duradera.Tiempo de vida útil aprox. 1 año y medio.


• QuímicosSon tubos de cobre de aproximadamente 2 a 3 pulgadas de diametro con quimico en la parte de adentro que se va drenando al terreno.•Pros

Una durabilidad del electrodo mucho mayor que los tradicionales.

•ContrasConlleva la utilización de quimicos que suelen corroer lo que este cerca al electrdo (tuberia de agua, ductos, etc) al igual que al electrodo.Su instalación se complica por la utilización del quimico.Se le tiene que dar mantenimiento de rellenado del quimico cada año.


• Magnetoactívos (total ground)Son tubos de cobre electrolítico soldado a 2 triángulos de cobre con un sistema de filtración.•Pros

Durabilidad grantisada de 10 años.Combina lo mejor de las 2 tecnologías pasadas.Se logran resistencias menores a 2 ohms con un solo electrodo.Permite drenar mucha energía por lo que se requiere menos electrodos.Tiene un filtro para corrientes provenientes de tierra.

CatalogoKits de Tierra Física

INCLUYE:

MODELO ElectrodoBobina

LCR AcopladorSaco

H2Ohm Brújula Nivel

TG-45 AB X X - 1 X X

TG-45K X X TGC45 1 X X

TG-70K X X TG01 1 X X



•Garantía: 10 Años.•Menos de 2 Ohms de Impedancia de la tierra.•Fácil instalación.

CatalogoElectrodos

ELECTRODO MAGNETOACTIVO

MODELO DIMENSIONES CAPACIDAD FILTRO LCR

TG-700 67 X 63 cm 700 A 20 X 10 cm.

TG-1000 180 X 63 cm 1000 A 30 X 10 cm.

TG-1500 200 X 63 cm 1500 A 30 X 10 cm.

TG-2500 250 X 63 cm 2500 A 30 X 10 cm.

ELECTRODOS TOTAL GROUND• De cobre electrolítico altamente conductivo.• Tratado para retardar los efectos de la corrosión. • Con dispositivo de filtración de baja frecuencia LCR. • Cada electrodo incluye brújula y nivel.• Garantía : 10 años.

CatalogoAcopladores

ACOPLADOR DE IMPEDANCIAS

MODELO DIMENSIONES CAPACIDAD

TGC45 20 X 30 X 12 cm 900 A

TGC01 20 X 30 X 12 cm 1500 A

TGC02 30 X 40 X 21 cm 2500 A

TGC04 30 X 40 X 21 cm 4500 A

TGC05 30 X 40 X 21 cm 6000 A

TGC06 30 X 40 X 21 cm 12000 A

•Protección contra corrientes

inducidas.

•Separa aplicaciones secundarias

conectadas a un mismo electrodo.

•Une las masas conductivas que por

naturaleza existen en el predio (NOM

001 art. 250-81)

Catalogo

TGCOM-210,250 DESCONECTADOR TG-AB

TGCR TGVC

CatalogoAccesorios

ANTIOX•Sella y aísla conectores, terminales y partes metálicas.•Evita óxido, sarro y problemas de uniones bimetálicas.

TAPETE AISLADOR PARA RACK •Protege pequeños SITES sin piso falso. •Aísla el rack y sus tornillos de fijación del piso. •Asegura una sola puesta a tierra física. •Material de aislamiento clasificado por la UL84 V-1.•Para racks de 19” y 23”.

•Protege contra ambientes salinos, químicos, polvo y suciedad.•Resistencia dieléctrica: 37,000 V.

REGISTROS•Modelos s-610, s-1010 y s-1419.•De fibra de vidrio y concreto polimérico.•Soportan carga estática de 1360 kg.

CatalogoAccesorios

BARRAS DE UNIÓNMODELO DIMENSIONES CAPACIDAD MÁXIMA ESPESORTGBUE10 20 X 5.2 cm 1000 A 1/4 "TGBUE11 20 X 7.5 cm 1249 A 1/4 "TGBUE12 20 X 7.5 cm 1999 A 1/2 "TGBUETMBG 50.8 X 10.16 cm 2000 A 1/4 "TGBUERACK 49 X 2.54 cm 550 A 1/4 "

•Punto de distribución de hilos de tierra.• Algunos modelos pueden venir en gabinete de 20 X 30 X 12 cm.

CatalogoSolución para el Hogar

Kit: 1 Variground.2 Inteliground.1 saco H2Ohm de 5 kg.Electrodo: 1.15 m. altura.

•Contacto Inteligente•Supresor Clase A•Fácil de Instalar•Indicador luminoso

NormatividadNormas – Estándares – Recomendaciones

NOM es Obligatoria, NMX es Voluntaria

Nacionales: NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas (Utilización).NOM-022-STPS-2008, Electricidad Estática en los Centros de Trabajo.NMX-J-549-ANCE-2005, Sistema de Protección vs. Tormentas Eléctricas Especificaciones, Materiales y Métodos de Medición.

Internacionales:

NFPA 780, Standard for the Installation of Lightning Protection Systems.EIA/TIA 607, Grounding and Bonding Requirements for Telecommunications.EIA/TIA 942, Telecomunication Infrastructure Standard for Data Centers.IEEE 142, Grounding of Industrial and Comercial Power Systems.IEEE 1100, Powering and Grounding Electronic Equipment.

NormatividadNOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas (Utilización)

ARTICULO 250. PUESTA A TIERRA

A. Disposiciones Generales.B. Puesta a Tierra de Circuitos y Sistemas Eléctricos.C. Ubicación de las Conexiones de Puesta a Tierra de los Sistemas.D. Puesta a Tierra de Envolventes y Canalizaciones.E. Puesta a Tierra de los Equipos.F. Método de Puesta a Tierra.G. Unión.H. Sistemas de Electrodos de Puesta a Tierra.I. Conductores de Puesta a Tierra.J. Conexiones de los Conductores de Puesta a Tierra.K. Transformadores de Instrumentos, relevadores, etc.L. Puesta a Tierra de Circuitos y Sistemas de Alta Tensión (600V).

NormatividadNOM-001-SEDE-2005

250-42. Equipo fijo o conectados de forma permanente. “Las partes metálicas expuestas y no conductoras de corriente eléctrica del equipo fijo que no estén destinadas a transportar corriente y que tengan probabilidad de energizarse, deben ser puestos a tierra…”

250-43. Equipo fijo o conectado de forma permanente-específico. Deben ser puestos a tierra, independientemente de su tensión eléctrica nominal, las partes metálicas expuestas y no conductoras de corriente eléctrica del equipo descrito a continuación ((a) a (j)), y las partes metálicas no destinadas a conducir corriente eléctrica del equipo y de envolventes descritas en (k) y (l):

Armazones y estructuras de tableros de distribución.b) Organos de tubosc) Armazones de motores.d) Cubiertas de los controladores de motores.e) Grúas y elevadores. f) Estacionamientos públicos, teatros y estudios cinematográficos.g) Anuncios luminosos.h) Equipo de proyección de películas. j) Luminarios.k) Bombas de agua operadas por motor.l) Ademes metálicos de pozos.

NormatividadNOM-001-SEDE-2005

250-81 Sistema de Electrodos de Puesta a Tierra.“Si existen en la propiedad, en cada edificio o estructura perteneciente a la misma, los elementos (a) a (d) que se indican a continuación y cualquier electrodo de puesta a tierra prefabricado instalado de acuerdo con lo indicado en 250-83(c) y 250-83(d), deben conectarse entre sí para formar el sistema de electrodos de puesta a tierra.

NOTA: En el terreno o edificio pueden existir electrodos o sistemas de tierra para equipos de cómputo, pararrayos, telefonía, comunicaciones, subestaciones o acometida, apartarrayos, entre otros, y todos deben conectarse entre sí.

a) Tubería Metálica Subterranea para Agua…b) Estructura Metálica del Edificio…c) Electrodo Empotrado en Concreto…d) Anillo de Tierra… “

250-83 Electrodos Especialmente Construidos.“…Cuando se use más de un electrodo de puesta a tierra para el sistema de puesta a tierra, todos ellos (incluidos los que se utilicen como electrodos de puesta a tierra de pararrayos) no deben estar a menos de 1,8 m de cualquier otro electrodo de puesta a tierra o sistema para puesta a tierra. Dos o más electrodos de puesta a tierra que estén efectivamente conectados entre sí, se deben considerar como un solo sistema de electrodos de puesta a tierra…”

NormatividadNMX-J-549-ANCE-2005 Sistema de Protección vs. Tormentas Eléctricas

Especificaciones, Materiales y Métodos de Medición

4.3.4 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

4.3.4.1 Electrodos de Puesta a Tierra.4.3.4.2 Electrodos de Puesta a Tierra Comunes.4.3.4.3 Diseño del SPT.4.3.4.4 Factores para un SPT.4.3.4.5 Métodos Prácticos para Mejorar la Eficiencia de un SPT.4.3.4.6 Resistencia de Puesta a Tierra.4.3.4.7 Electrodos de Puesta a Tierra en Suelos de Alta Resistividad.4.3.4.8 Reducción de Peligro de Choque Eléctrico.4.3.4.9 Cálculo y Mediciones del Sistema de Puesta a Tierra.

NormatividadNMX-J-549-ANCE-2005

4.3.4 Sistema de Puesta a Tierra (SPT)“…Con el fin de mantener la elevación de potencial del SPT a niveles seguros, se recomienda que el valor de la resistencia de puesta a tierra se mantenga en niveles no mayores que 10Ω…”

4.3.4.1 Electrodos de puesta a tierra“En general, un electrodo de puesta a tierra puede ser de cualquier tipo y forma, siempre y cuando cumpla con los requisitos siguientes:

a) Ser metálico.b) Tener una baja resistencia de puesta a tierra, como el que se establece en 4.3.4c) Cumplir con las características indicadas en el capítulo 6.d) Sus componentes no deben tener elementos contaminantes al medio ambiente.e) Para los formados por varias hojas metálicas, éstas deben unirse por medio de soldadura.”

NormatividadNMX-J-549-ANCE-2005

4.3.4.2 Electrodos de puesta a tierra comunes

Los electrodos de puesta a tierra utilizados son los siguientes:

a) Verticales (varillas, tubos, conductores planos)b) Horizontales (tubos, cables o conductores planos colocados en forma radial o en anillo)c) Los formados por los cimientos de las estructuras (naturales)d) Placas y mallas.

4.3.4.5 Métodos prácticos para mejorar la eficiencia de un SPT“La tubería principal del servicio de agua puede interconectarse con él o los elementos del SPT, siempre y cuando sea metálica, se encuentren enterradas en el suelo, se conecte al SPT principal, forme parte de la unión equipotencial …

…Los cimientos de edificios o estructuras pueden utilizarse como electrodos de puesta a tierra (conocidos como naturales), los cuales representan un medio auxiliar o complementario de disipación del sistema principal (SPT)…

…El uso de rellenos químicos representa una alternativa… Estos rellenos químicos deben ser inertes al medio ambiente y no dañar a los elementos del SPT por efecto de corrosión…”

módulo i tierra física

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