puesta a tierra de sistemas de adecuación de hv/mv subestaciones en áreas con reducida...

20
Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad Giuseppe Parise, Life Fellow, IEEE, Luigi Parise, Member, IEEE, Luigi Martirano, Senior Member, IEEE, Alexander Faber, And Boris Katz. Resumen. La adecuación de los sistemas de puesta a tierra tiene que ser verificado periódicamente en el tiempo de funcionamiento. Con el desarrollo urbano y el crecimiento del edificio adyacente a los sistemas de energía como las subestaciones de alta tensión / media tensión, es muy raro tener un área alrededor con la suficiente accesibilidad para la instalación de electrodos actuales y potenciales. Este artículo discute un criterio de seguridad para verificar la eficacia de un sistema de puesta a tierra. Este criterio sugiere pruebas conservadores tanto para suelo subida potencial y de paso y contacto tensiones que permiten verificar la eficacia de sistemas de puesta a tierra en zonas con accesibilidad reducida y para supervisar su evolución en el tiempo. Términos del Índice. Electrodos actuales auxiliares, sistemas de puesta a tierra, prueba de puesta a tierra, mediciones de tensiones de paso y contacto, sistemas de puesta a tierra de la subestación. I. INTRODUCCIÓN Protección contra descargas eléctricas requiere que los sistemas de puesta a tierra deben garantizar para mantener la tensión de contacto U t y tensión de paso de U S a valores seguros permisibles. Tensión de contacto U t es la diferencia de potencial entre la U G potencial aumento de tierra ( GPR ) de la red de puesta a tierra o un sistema y el potencial de la superficie , donde una persona podía estar de pie mientras se toma una mano en contacto con una estructura u objeto conectado a tierra. Fig. 1 muestra el perfil de potencial de tierra durante un fallo de tierra, es decir, U G es el potencial eléctrico máximo que el sistema de puesta a tierra podría alcanzar con relación a un punto de tierra distante asumido para estar en el potencial de tierra a distancia [1]. El GPR es igual al producto entre la corriente a tierra I G , que es parte de falla a tierra de corriente I F , y el R G resistencia de tierra (o impedancia Z G ) de la rejilla de tierra G.

Upload: danilo-leon-guerrero

Post on 05-Feb-2016

224 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

TRANSCRIPT

Page 1: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

Giuseppe Parise, Life Fellow, IEEE, Luigi Parise, Member, IEEE, Luigi Martirano, Senior Member, IEEE, Alexander Faber, And Boris Katz.

Resumen. La adecuación de los sistemas de puesta a tierra tiene que ser verificado periódicamente en el tiempo de funcionamiento. Con el desarrollo urbano y el crecimiento del edificio adyacente a los sistemas de energía como las subestaciones de alta tensión / media tensión, es muy raro tener un área alrededor con la suficiente accesibilidad para la instalación de electrodos actuales y potenciales. Este artículo discute un criterio de seguridad para verificar la eficacia de un sistema de puesta a tierra. Este criterio sugiere pruebas conservadores tanto para suelo subida potencial y de paso y contacto tensiones que permiten verificar la eficacia de sistemas de puesta a tierra en zonas con accesibilidad reducida y para supervisar su evolución en el tiempo.

Términos del Índice. Electrodos actuales auxiliares, sistemas de puesta a tierra, prueba de puesta a tierra, mediciones de tensiones de paso y contacto, sistemas de puesta a tierra de la subestación.

I. INTRODUCCIÓN

Protección contra descargas eléctricas requiere que los sistemas de puesta a tierra deben garantizar para mantener la tensión de contacto Ut y tensión de paso de US a valores seguros permisibles.Tensión de contacto Ut es la diferencia de potencial entre la UG potencial aumento de tierra ( GPR ) de la red de puesta a tierra o un sistema y el potencial de la superficie , donde una persona podía estar de pie mientras se toma una mano en contacto con una estructura u objeto conectado a tierra. Fig. 1 muestra el perfil de potencial de tierra durante un fallo de tierra, es decir, UG es el potencial eléctrico máximo que el sistema de puesta a tierra podría alcanzar con relación a un punto de tierra distante asumido para estar en el potencial de tierra a distancia [1]. El GPR es igual al producto entre la corriente a tierra IG, que es parte de falla a tierra de corriente IF, y el RG resistencia de tierra (o impedancia ZG) de la rejilla de tierra G.Paso tensión Ut es la diferencia en el potencial de la superficie que podría ser experimentada por una persona a una distancia de 1 m con los pies sin contacto con cualquier objeto conectado a tierra [1].

Fig. 1. GPR UG, Voltaje de contacto Ut, Tensión de paso US.

Page 2: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

La prueba de la eficacia de un sistema de puesta a tierra es obligatoria para verificar la adecuación a los requisitos de protección en tiempo operacional.La efectividad es verificada por cualquiera de las siguientes condiciones se cumplan.

GPR UG está por debajo del valor límite admisible prospectivo para la duración de la falla de disparo [2], [3].

Las tensiones de contacto en el interior y en las inmediaciones del sistema de puesta a tierra están por debajo de los límites permisibles.

La verificación de la primera condición que el GPR cumple con los requisitos de seguridad nos libera de hacer mediciones de tensiones de contacto en los distintos lugares donde sea necesario.

El sistema de puesta a tierra de HV/ media tensión (MV) en subestaciones consiste en la rejilla de tierra y todos los otros conductores a tierra extendidos conectados a él. Las grandes redes (> 4000m2), enterrado en la tierra de baja resistividad (< 75Ω.m) sin conexión a motivos extendidos, presenta un componente reactivo que no es despreciable. La impedancia ZG puede ser mayor que la resistencia estimada por la fórmula disponible en la literatura (IEEE Standard 80), y el ángulo de fase de impedancia será el rango de 35 ° - 40 ° [4]. Cuando conductores de tierra extendidos están conectados a la red, la impedancia del sistema de conexión a tierra será menor que la resistencia estimada en red.

Los cables de conexión a tierra de las líneas de energía se conectan al sistema de puesta a tierra de la subestación HV/MV con el sistema de puesta a tierra de todas las torres.

Fig. 2. Perfil de potencial entre el electrodo de tierra G y el electrodo de corriente auxiliar C.

El principal contribuyente del componente reactivo (reactancia) de ZG es el alambre de inductividad de conexión a tierra de las líneas de alta tensión de salida. De hecho, los cables de conexión a tierra que se conectan a redes y torres tendrían ángulos de impedancia en el rango de 50° - 85° [4].

La rejilla de tierra de la subestación solamente drena la parte de IG de la corriente de falla IF, mientras que los cables de conexión a tierra de las líneas de potencia drenan la otra parte de la corriente de falla. Aparece el ángulo de impedancia, por lo tanto, un índice de la contribución

de drenaje es IGIF

.

Page 3: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

En lugar de ello, la parte activa (resistiva) de ZG se compone de la resistencia entre un sistema de puesta a tierra y tierra. Este componente depende de la cantidad del conductor, la configuración del sistema, y la resistividad del terreno.

A. Medición GPR: Método de caída de potencial

Se describen varios métodos para medir el GPR de los sistemas puestos a tierra. Entre ellos, el método de caída de potencial es el que se aplica de forma más amplia por casi todos los tipos de sistemas de puesta a tierra, según lo probado en muchos ensayos de campo [1] - [5]. Todas las mediciones se realizaron con el sistema de puesta a tierra en su configuración operativa normal, lo que mantuvo a todas las conexiones externas en su lugar.

Con el fin de medir el GPR de una subestación, es necesario aplicar una tensión entre el sistema de puesta a tierra de la subestación y el electrodo remoto auxiliar C de corriente, lo que provoca la circulación de una corriente a través de este (véase la Fig. 2). Una sonda de potencial P se coloca en diversas posiciones entre el electrodo de corriente y el sistema de puesta a tierra.

La curva de potencial se representa frente a la distancia desde la subestación (ver Fig. 2). El valor requerido del GPR que permite definir la RG (o ZG) de red de tierra G se encuentra en la curva resultante en la proximidad de un punto de coincidencia de la longitud de alambre potencial (0,5 - 0,7 de la longitud del cable de corriente, teóricamente 0,62).

La mayor dificultad se refiere a la ubicación de auxiliar electrodo C; En particular, tiene que ser colocado a una distancia d fuera del área de influencia de d i de un sistema de puesta a tierra G.

Por lo general, se reconoce que la distancia d es suficiente, la cual es medida del contorno de frontera del sistema de puesta a tierra, cuando es igual en al menos cuatro veces su longitud máxima [3]. La longitud máxima de una red de puesta a tierra es el diámetro D del equivalente circunscrito en el círculo.

La posición del potencial de prueba P con respecto al electrodo de corriente auxiliar puede diferir.

Los dispositivos de prueba eléctricas de sistemas de puesta a tierra permiten definir directamente ZG y su ángulo de fase con una excelente supresión de interferencias que facilita la medición de señales pequeñas.

El GPR que define ZG se mide situando los cables de los electrodos de corriente y tensión principalmente en dos condiciones como sigue:

Paralelamente, con 0 ° entre ellas afectadas por el efecto de acoplamiento (CE, método de 0°).

Perpendicular, con 90 ° entre ellos sin la CE (método de ± 90 °).

B. Método de Caída de Potencial 0°

Page 4: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

La tensión máxima medida que define ZM como la impedancia medida en referencia a la medición, situando los hilos de los electrodos paralelos con una separación de 1-m generalmente consta de los dos componentes siguientes:

1. La diferencia real de tensión máxima entre el sistema de puesta a tierra bajo prueba y la sonda potencial que define ZG;

2. El "efecto de acoplamiento", que es el potencial inducido que define la impedancia relacionada ZCE, es debido a la corriente alterna que fluye en el bucle de prueba de corriente [4].

La naturaleza compleja de los parámetros requiere considerar la amplitud y el ángulo de fase de la impedancia de puesta a tierra de la subestación ZG, φG, y para CE ZC E , φCE.

Impedancia medida ZM , φM , es conservador, de hecho, es la suma de dos vectores, la impedancia real de redondeo, y la CE que tiene que ser conocido, y en este objetivo, un método paramétrico se ha realizado [6], [ 7].

Por lo tanto, la impedancia de puesta a tierra real ZG , φG , se puede calcular por el vector

resta de CE ZCE, φCE,desde la resultado de la medición ZM , φM , como sigue:

ZG=√ZM2+ZCE2−2ZM ZE cos¿¿¿

φG=arcos ( [ZM cos (φM )−ZCEcos (φCE ) ]ZG )(1)

En la Fig. 3, C es el electrodo de corriente auxiliar, IG es la corriente medida, P es el electrodo de potencial, y V es el voltaje medido en el punto P.

Fig.3. Métodos de 0 ° y 90 ° de la medición de la impedancia en un sistema de puesta a tierra

C. Caída de potencial Método 90 °: Comparación entre Dos métodos

El método para ser utilizado por los probadores es situar el cable del electrodo con 90 ° entre ellos (método: ±90 °). La clara ventaja de este método es la falta de CE, con ZCE = 0.

Page 5: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

La colocación de la sonda de potencial en línea con el electrodo de corriente (método de 0 °) permite la detección de objetos eventuales en las tuberías de agua subterránea, cuerpos metálicos de gran tamaño, etc. Al insertar se deformará la forma de la curva. Cuando se obtiene la curva deformada durante las mediciones, el técnico de pruebas selecciona otra dirección desde la subestación para realizar la medición, reduciendo así la imprecisión en los resultados de medición.

Sin embargo, debido a la CE descrito anteriormente, los resultados serán más altos que el valor real de la resistencia de puesta a tierra.

Consideremos que el posicionamiento de los electrodos de corriente y potenciales con 90 ° entre ellos (método: ± 90 °) o en lados opuestos (método 180 °) presenta el inconveniente de que se encuentra en la imposibilidad de controlar objetos subterráneo conductoras.

Por ejemplo, un tubo de acero en paralelo al cable subterráneo potencial reduce la tensión medida sin distorsionar la forma de la curva de potencial / impedancia. Por otra parte, el método de 180 ° no elimina la CE, que ahora es no conservativa.

II. PRECISIÓN DE MEDICIÓN Y CRITERIO DE SEGURIDAD

Para verificar la eficacia de los sistemas de puesta a tierra, las mediciones de tensiones de paso y contacto (UT, los EEUU) y de RG resistencia de tierra o algunas dificultades operativas impedancia presente ZG.

La precisión de las pruebas requiere llegar a tierra a distancia, y para grandes expuesto, el espacio requerido puede no ser práctico o incluso posible. Desafortunadamente, la medición precisa es a menudo inviable.

Para verificar el sistema de puesta a tierra de un gran subestación HV / MV como un complejo industrial o comercial, la in fluencia distancia d; puede llegar a algunos kilómetros. Tal distancia implica, además de los problemas obvios de ejecución, un aumento de la interferencia y un aumento en el efecto del acoplamiento electromagnético entre los conductores del circuito de medición.

El sistema de puesta a tierra bajo prueba dará lugar a una impedancia medida más baja si los electrodos actuales o potenciales se instalan cerca de estructuras metálicas puestas a tierra o si otros conductores de tierra están interfiriendo con los mismos sistemas de puesta a tierra.

Con el desarrollo urbano y el crecimiento edificio adyacente a los sistemas de energía, sistemas de puesta a tierra, si no está conectado metálicamente, son significativamente más independientes, ya que se encuentran en el área de influencia de cada uno. Esta situación provoca una serie de problemas en términos de compatibilidad eléctrica y la seguridad del personal. Se convierte en culto cada vez más di fi elegir lugares adecuados para electrodos auxiliares para hacer pruebas de resistencia y de la Ut y Ts, de un sistema de puesta a tierra.

En la presencia de tensiones de fondo y de interferencia, la precisión de la medición dependerá principalmente de la longitud y el enrutamiento de los conductores de prueba, la magnitud de la corriente de prueba (y la caída de tensión resultante a través de la impedancia

Page 6: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

de puesta a tierra), y la selectividad y la sensibilidad de la método utilizado para medir la magnitud potencial y su ángulo de fase relativo a la corriente.

Dado que la medida rigurosa puede ser demasiado laboriosa o demasiado cara, un criterio conservador apropiado puede ser decisivo para las pruebas de la eficacia del sistema de puesta a tierra.

Este artículo discute el criterio de seguridad de asegurar medidas conservadoras para verificar la eficacia de un sistema de puesta a tierra. Si las mediciones factibles de la GPR o de las tensiones de contacto son con precisión limitada pero sus valores son conservadores debido a su error positivo aumentar el valor verdadero prospectado, que son aceptables para verificar la eficacia de los sistemas de puesta a tierra segura.

De hecho, si los valores medidos son inferiores a los valores admisibles para la duración de la falla de disparo, la eficacia segura del sistema de puesta a tierra es verificar.

Por medio de este criterio, las pruebas conservadoras se sugieren para tanto Ug (es decir, ZG) y las tensiones de paso Ut y Us, respectivamente, ya que estos métodos garantizan errores a ser positivo; por lo tanto, sus resultados consideración son conservadoras.

La prueba sugerida para medir la resistencia / impedancia del sistema de puesta a tierra es el método de caída de potencial 0 °, con la perspectiva de la colocación del electrodo de potencial en línea con el electrodo de corriente remoto que permite medidas conservadoras (ZM).

La prueba sugerida de las medidas de tensión de paso y contacto se puede hacer con un único electrodo auxiliar o múltiples electrodos auxiliares colocados a una distancia reducida.

Siempre que sea posible, siempre es conveniente para medir la resistencia del sistema de puesta a tierra y para evaluar el GPR. Verificar que el GPR cumple con los requisitos de seguridad es una condición que es suficiente para garantizar la eficacia del sistema de puesta a tierra y, por lo tanto, como ya se observó, que nos exime de hacer mediciones de las tensiones de contacto en los distintos lugares donde sea necesario.

Page 7: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

Fig. 4. Curvas de CE ZCE (como la amplitud de impedancia) frente a un alambre potencial longitud de hasta 2.000 metros y una resistividad del suelo diferente.

III. CONSERVADOR DE MEDIDAS DE IMPEDANCIA A TIERRA

A. Conservador Falla de potencial Método 0 °

Modernas subestaciones son generalmente ubicados en zonas urbanizadas, y puede ser difícil o imposible encontrar direcciones libres de líneas de transmisión, edificios o comunicaciones subterráneas para extender los cables de medición.

Ciertamente, podría ser más fácil encontrar un sector reducido o al menos una dirección libre de interferencias. En estas situaciones, el método único posible de medida es el método paralelo 0 ° que siempre tendrá resultados conservadores.

De hecho, debido a la CE descrito anteriormente, los resultados ZM será más alto que el valor de la impedancia de puesta a tierra ZQ- real cuando es probable que repita las mediciones que adoptan un ángulo mayor que 0 °, será posible probar valores más bajos de ZM que son más adecuados a asumir.

B. Acoplamiento mutuo Cálculo para condiciones estándar

Para el cálculo de la CE, un método paramétrico se ha realizado teniendo en cuenta condiciones estándar (el método Farber-Katz) [6], [7]. El ángulo de amplitud y fase de ZQe se han definido por resolución de métodos numéricos la expresión disponible en la literatura para el cálculo de la impedancia mutua entre dos cables aislados se extiende sobre la superficie de la tierra, que son de longitud finita.

Las condiciones básicas asumidas para la definición de ZCE considerar hilo de corriente longitudes de hasta 3.000 m, y alambre de potencial longitudes de hasta 2.000 m, los valores de resistividad del suelo en el rango de 1÷10000 ohm•m, y la distancia entre la corriente y potencial en paralelo cables que quiere 1 m uno de otro.

Basándose en estos resultados, una familia de curvas de CE fue calculado para evaluar la amplitud y el ángulo de fase φCE de ZCE para diferentes resistividades del suelo, para cualquier alambre de corriente longitud de hasta 3.000 m, y para cualquier longitud de cable potencial de hasta 2000 m (ver Figs. 4 y 5).

Page 8: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

Fig. 5. El ángulo de fase φCEdepende de las longitudes de alambre potenciales y la resistividad del suelo para la impedancia de CE

Para validar el enfoque paramétrico, se realizaron pruebas de puesta a tierra en tres subestaciones de 170/24 kV ubicadas en zonas rurales. Se verificaron las sitios para asegurarse de que no había comunicación subterránea que podrían influir en las mediciones. Las pruebas se realizaron utilizando el método de 0 °, con una brecha de 1-m entre los dos cables de prueba, y utilizando el método de 90 °.

En todos los casos, se establecieron los electrodos de corriente y la tensión; tiene que ser asegurado de que los cables de los electrodos eran lo suficientemente largo para llegar a la tierra remota. El sistema de medición activar medir directamente el valor complejo de la impedancia de la resistencia de tierra con los ángulos de fase.

El valor de la CE se puede encontrar fácilmente con la ayuda de las curvas de las Figs. 4 y 5 utilizando el valor de la resistividad del suelo de la zona, donde está instalado el sistema de puesta a tierra y las longitudes del alambre de potencial son conocidos. Mediciones de resistividad del suelo se realizan por métodos clásicos como el método Wenner [1].

La exactitud de los resultados que se pueden obtener está influenciada por la legibilidad de las curvas.

Impedancia de tierra ZG de la subestación (90 °) se midió directamente por el método de 90 °; impedancia ZG {0 °) se determinó restando el valor de la CE ZCE medido impedancia de tierra ZM medido por el método de 0 ° de acuerdo con (1).

El resumen de la convergencia de los resultados de medición para las tres subestaciones se presenta en la Tabla I que muestra un error de ± 7%.

En cualquiera de los casos, los valores medidos de ZM impedancia son más altos que los valores "verdaderos", es decir, si los valores de GPR correspondiente son inferiores a los valores admisibles, comprueban la eficacia segura del sistema de puesta a tierra.

IV. CONSERVADOR MEDIDAS POTENCIALES DE TACTO

En los casos en que el área de las mediciones ha reducido la accesibilidad y no tiene una dirección libres de interferencias, este trabajo sugiere un método de prueba conservadora. Este método, que, en cualquier caso, es una forma alternativa para verificar la idoneidad de los sistemas de puesta a tierra, se basa en el uso de uno o más electrodos de corriente a una corta distancia para verificar la eficacia del sistema de puesta a tierra (el método Parise) [8] - [15],

Page 9: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

Tabla 1

RESUMEN DE RESULTADOS DE LAS MEDICIONES DE IMPEDANCIA DE PUESTA A TIERRA DE LA SUBESTACIÓN

Fig. 6. Comportamiento potencial de un electrodo hemisférico con un electrodo C de corriente única (línea discontinua) en el punto remoto y a una corta distancia (línea continua)

Sistema de puesta a tierra (el método parise) [8]-[15]. El toque y el escalón de medidas de tensión puede ser hecho con electrodos auxiliares a distancia reducida desde que el error es positivo, entonces los resultados son conservativos.

La figura 6 destaca que una corriente de electrodo C a una distancia corta influencia en el comportamiento de la falla del flujo de corriente, produciendo dos efectos de distorsión diferente en las medidas potenciales de tierra:

Un efecto de “corte” en el actual valor medido U 'G con referencia al valor real UG, entonces U 'G<UG.

Un efecto “gradiente “en U 't con valores más altos (conservativos) o valores más bajos (no conservativos) que los valores reales U t .

El efecto de corte se debe a la reducción del volumen interesado de tierra del flujo de corriente entre el sistema de puesta tierra y el electrodo de corriente a una corta distancia.

El efecto gradiente de un solo electrodo produce un flujo incrementado de tasa de corriente en el sector del suelo del sistema de puesta a tierra al lado correspondiente a la

Page 10: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

misma corriente de electrodo (medidas conservativas) y a un flujo más reducido en el lado opuesto (medidas no conservativas).

Fig. 7. Pruebas de tensión de contacto conservadora Ut hechas en una línea de la torre de pie instalada en una esquina de una subestación HV/MV en Kyriat, Israel (equipo técnico de los laboratorios de

investigación y desarrollo de la corporación electrica de Israel, Haifa)

La figura 7 muestra la prueba de la tensión de contacto U t hecha en una torre de línea de pie instalada en una esquina de una subestación HV/MV con el metodo de la huella del electrodo. El error esta incrementado sobre el +10%, moviendo el electrodo de corriente de 500 a 200 m.

La adopción de n>2 electrodos auxiliares, los cuales estan simetricamente instalados alrededor del sistema de puesta a tierra, ofrece medidas conservativas expandidas alrededor de toda el area. Aumentando el numero de electrodos auxiliares aumenta la exactitud en una forma alternativa de icremntar la distancia de su instalación (una intervecnipon que puede ser severamente limitada o imposible).

Además los múltiples electrodos auxiliares ayudan a garantizar unas mejores condiciones de seguridad en la ejecución de la prueba ya que este comparte los mismos electrodos múltiples como la corriente de prueba, reduciendo el potencial a nivel mundial establecido en el sistema de electrodos a distancia único.

Para verificar la validez del método propuesto en comparación con el método “clásico” con un electrodo auxiliar remoto fuera de la zona de influencia, las pruebas de voltaje de contacto fueron tomadas en el sistema de puesta a tierra de dos subestaciones de 150/20-kV. Por ejemplo, La zona Industrial 2 y el Mineo cerca de Catania (Silicia, Italia). En particular, ellos fueron usados como electrodos de corriente remota instalados a 39 y 3 km respectivamente y alternativamente como cuatro electrodos de corriente simétricamente instalados alrededor del sistema de puesta a tierra a solo 20m (ver la Figura 8).

Los resultados confirman la aceptabilidad de las medidas basadas en los criterios de seguridad de satisfacción permisible de requisitos y por las inexactas pero ciertamente medidas conservativas.

Page 11: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

Permítase notar que el error es siempre conservativo para todos los puntos de medida. El mapa de los cuatro aspectos representativos de medidas más destacados de la subestación. El máximo valor del error es igual al 30% en el caso del punto 18 en la Zona Industrial 2 externa al sistema, pero este es todavía aceptable porque está en favor de la seguridad.

La instalación de electrodos auxiliares a corta distancia y sus conexiones pueden permanentemente habilitar el control del nivel de efectividad de los sistemas de puesta a tierra, monitoreando el voltaje de contacto de uno a más aparatos asumidos como referencias críticas. Para verificar y calibrar, el sistema puede realizar medidas iniciales y periódicas con el clásico método con electrodo auxiliar a gran distancia, cuando es posible.

Fig. 8. Medidas hechas de tensiones de contacto en las subestaciones de 150/20-kV de la Zona Industrial 2 y Mineo (Catania, Silícea, Italia) con corriente de electrodo auxiliar localizada a 20 m del contorno del

sistema de puesta a tierra (línea entrecortada en el gráfico) y a 30 y 3km respectivamente (línea continua en el gráfico). (Realizador: técnico Emanuel Falanchi, Enel, Italia).

En las bases de los resultados de muchas simulaciones con programas computarizados, se puede definir lo siguiente como reglas generales.

Page 12: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

El uso de un electrodo auxiliar a una corta distancia permite evaluar la tensión de contacto y escalón en la zona entre el sistema de puesta a tierra bajo investigación y el electrodo de corriente auxiliar con resultados conservativos.

El uso de más electrodos de corriente simétricos a pequeña distancia reducen los errores en la zona periférica, afuera-adentro, y alrededor del sistema de puesta a tierra debido a la compartición de la corriente de prueba entre más electrodos.

Una buena práctica es poner electrodos de corriente en proximidad de las partes del sistema de puesta a tierra preferiblemente con baja densidad de corriente de carga.

El uso de programas de simulación para sistemas de puesta a tierra asimétricos ayuda a identificar la localización de los electrodos para obtener los mejores resultados.

V. CONCLUSIÓN

La efectividad de los sistemas de puesta a tierra tiene que ser periódicamente verificados en tiempo operacional.

En áreas urbanas o industriales, el crecimiento de las construcciones adyacentes al sistema de poder como las subestaciones HV/MV y es muy raro tener áreas circundantes con suficiente accesibilidad para escoger localizaciones adecuadas para electrodos auxiliares, entonces las medidas rigurosas de resistencia de tierra pueden ser imposibles. Este artículo ha sugerido metodologías para la prueba de los dos GPR y tensiones de contacto y escalón que permiten verificar la efectividad de los sistemas de puesta a tierra en áreas con reducida accesibilidad y para supervisar su evolución en el tiempo.

REFERENCIAS

1. IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance and Earth Surface Potencial of a Grounding System, IEEE Std 81 2012, 2012. 

2. IEC 61936-1 Power Installations Exceeding 1 kV a.c. Part 1: Common Rules 2010-11.

3. Earthing of Power Installations Exceeding 1 kV a.c.4. IEEE Guide for safety in AC Substation Grounding, IEEE Standard 80, 2000. 5. G. Parise  "A new summary on the IEC protection against electric shock",  IEEE

Trans. Ind. Appl.,  vol. 49,  no. 2,  pp.1004 -1011 2013 6. A. Farber and B. Katz  "Israel electric validates earthing

measurements",  Transmiss. Distrib. World,  vol. 61,  pp.52 -56 2009 7. Farber and B. Katz  "Coupling effect in substation ground measurements",  Serbian

J. Elect. Eng.,  vol. 9,  no. 3,  pp.315 -324 2012 8. U. Grasselli and G. Parise  "Touch and step voltages measurements by auxiliary

electrode at reduced distance",  L'Energia Elettrica,  vol. 70,  no. 10,  pp.409 -415 1993 

9. G. Parise, U. Grasselli and P. Peschiulli  "Touch and step voltages conservative measurements via auxiliary short-distance electrodes",  Proc. UPEC,  vol. 3,  pp.736 -739 1996 

10. G. Parise and U. Grasselli  "Simplified conservative measurements of touch and step voltages", Conf. Rec. IEEE IAS Annu. Meeting,  pp.13 -28 1999 

Page 13: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

11. G. Parise, U. Grasselli and R. Iaconelli  "Measurements of touch and step voltages adopting multi current auxiliary electrodes",  Conf. Rec. IEEE IAS Annu. Meeting,  pp.3187 -3193 2000 

12. G. Parise and M. Lucheroni  "Measurements of touch and step voltages adopting current auxiliary electrodes at reduced distance",  Proc. IEEE/ICPS Tech. Conf,  pp.191 -198 2005 

13. G. Parise and M. Lucheroni  "Measurements of touch and step voltages adopting current auxiliary electrodes at reduced distance",  IEEE Trans. Ind. Appl.,  vol. 44,  no. 6,  pp.1896 -1901 2008 

14. P. Buccheri, S. Mangione and G. Parise  "Influence between earthing systems without metallic connection",  CIGRE Symp. High Currents,  1985 

15. G. Parise, L. Martirano, L. Parise, S. Celozzi and R. Araneo  "Safety criteria for testing ground systems within their influence zone",  Proc. 14th IEEE EEEIC,  pp.301 -306 2014 

Giuseppe Parise (M´82-SM´03-F´10-LF´15) recibió el M.S. licenciatura en ingeniería eléctrica de la Universidad Sapienza de Roma, Roma, Italia, en 1972.

Desde 1973 , ha estado con el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Sapienza de Roma, donde actualmente es catedrático de sistemas de energía eléctrica y el Coordinador de la Sección de Ingeniería Eléctrica, Dipartamento de Ingegneria Astronáutica , Elettrica ed Energetica ( DIAEE ) , ha sido un diseñador de energía eléctrica , los sistemas complejos de edificios de la ONU, como en el Sapienza Universidad de la Ciudad, la Facultad de Ingeniería, el Policlínico Umberto 1, el Parlamento italiano, y el Centro de Investigación Biomédica del Campus . Es autor de cerca de 250 artículos científicos. Es dueño de dos patentes.

Prof. Parise ha sido miembro del Consejo Superior del Ministerio de Obras Públicas desde 1983. Es miembro activo de la Sociedad IEEE Aplicaciones Industria (IAS, pasado Miembro - at-Large de la Junta Ejecutiva) y es el Presidente de la Sección Italiana Capítulo IA34, y él es un experto miembro de la Comisión Electrotécnica Internacional, la Comisión eléctrica Italiana (CEI), y la Asociación Italiana de Tecnología de Investigación de Seguridad para la Industria y el ex Presidente de la Sección de Roma de AEIT. Desde 1975, ha sido un ingeniero profesional registrado en Italia. Fue ganador de tres premios de investigación del Premio de la / IAS Departamento Power System IEEE (PSD).

Luigi Parise (SM´06-M´10) recibido el B.s, EM, y Ph.D. grados en ingeniería eléctrica de la Universidad Sapienza de Roma, Roma, Italia, en 2007, 2009 y 2014, respectivamente.

Actualmente es investigador de la Universidad de Calabria (UNICAL), Arcavacada , Italia, y es profesor particular en sistemas de energía eléctrica en los hospitales con el Campus Universitario Biomédica de Roma , Roma , Italia.

Dr. Parise es miembro de la Asociación Italiana Eléctrico ( AEIT ), Presidente R8 / Europa Área de la Sociedad IEEE Aplicaciones Industria ( NIC ) Branch Chpters estudiantiles, y el Secretario de la Sección de Italia, la NIC Capítulo , desde 2008 , ha sido un ingeniero profesional registrado en Italia, era el destinatario del 2010 Comité electrotécnico Italiana (CEI ) Premio a la mejor Tesis titulada Servicio Eléctrico Continuidad en Edificios críticos - Protección de los hospitales contra el Rayo.

Page 14: Puesta a tierra de Sistemas de Adecuación de HV/MV Subestaciones en áreas con Reducida Accesibilidad

Luigi Martirano (SM´98-M´02-SM´11) recibió el M.S. y Ph.D. grados en ingeniería eléctrica de la Universidad de Roma, Roma, Italia, en 1998 y 2003, respectivamente.En 2000, se incorporó al Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Sapienza de Roma, Roma, Italia. En la actualidad es investigador sistemas de energía eléctrica de las Naciones Unidas y Profesor Asistente de automatización de edificios y gestión de la energía con el Dipartimento di Ingegneria Astronáutica, Elettrica ed Energetica (DIAEE), Universitá di Roma La Sapienza, Roma, Italia. Es autor o coautor de más de 70 artículos publicados en revistas internacionales y actas de congresos. Él es el titular de una patente internacional. Sus actividades de investigación abarcan el diseño de sistemas de energía, planificación, seguridad, iluminación, automatización de viviendas y edificios, y la gestión de la energía.

Alexander Farber nació en el año 1963 en Moldova. Recibió los diplomas de B.Sc y M.Sc del Instituto Politécnico Leningrad, San Petersburgo, Rusia en 986, y un Ph.D de Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel en 2011. En 1986, se unió a Electroapparat, una empresa con sede en la URSS, donde trabajó en el desarrollo y diseño de equipos de prueba de alta tensión para los sistemas de información geográfica. Desde 1990, ha sido parte de la Corporación Eléctrica de Israel, Haifa, Israel, en colaboración con el Laboratorio Central eléctrica en el campo de pruebas de equipos de subestaciones como la Sección Senior Manager

Boris Katz nacido en Rusia en 1962. Obtuvo los títulos de B.Sc. en ingeniería eléctrica y M.Sc del Instituto Politécnico Ural, Yekaterinburg, Rusia.En 1984, se unió a TechEnergo, una empresa con sede en la URSS, donde trabajó como ingeniero de pruebas en las centrales eléctricas y plantas industriales. Desde 1990, ha sido parte del personal de la Corporación Eléctrica de Israel, Haifa, Israel, en colaboración con el Laboratorio Central eléctrica en el campo de pruebas de protección relé y calibración de equipos de prueba como una Sección Senior Manager.