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SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA SPTEN DIEZ LECCIONES CONFERENCISTA:ING. FAVIO CASAS OSPINA Tunja, 20 de septiembre de 2013 SE DICE QUE Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 1 LA HISTORIA 2 LA DURA REALIDAD 3 EL LXICO 4 LAS CIENCIAS CONEXAS 5 LA NORMALIZACIN6 EL DISEO 7 LA CONSTRUCCIN 8 LAS MEDICIONES 9 EL MANTENIMIENTO Y MEJORAMIENTO 10 APLICACIONES Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 1 LA HISTORIA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] BREVE RESEA HISTRICA DE LAS PUESTAS A TIERRA 1720S.GRAYyG.Wheelerrealizanlosprimerosestudiossobre resistividad de rocas. 1879 Primera muerte con energa generada por el hombre 1892El New York Board of FireUnderwriters (NYBFU) determina quelaprcticadelasconexionesatierraespeligrosay estas deben ser retiradas antes del 01/10/1892. 1904VDEPublicalasprimerasrecomendacionessobresistemas de puesta a tierra en Alemania. Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 1915Schlumberger y Wenner, independientemente idean los arreglos tetraelectrdicos. 1915Invencin de los electrodos marca Copperweld. 1936Charles A. Cadwell y F. H. Neff, realizaron con xito una soldadura, mediante una reaccin de oxido de cobre y aluminio. 1970IBMyHPcomenzaronautilizarelcableaisladode tierras para equipo electrnico. BREVE RESEA HISTRICA DE LAS PUESTAS A TIERRA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] PASO 1 GC.C.+-PASO 2 G Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] PASO 3 PASO 4 GG Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] PASO 5 PASO 6 GG Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] PASO 7 E Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 2 LA DURA REALIDAD Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] El error fue Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] COSTO ANUAL DE REPOSICIN DETRANSFORMADORES FALLADOSTOTAL: US$6'052.000U$1,489,000U$466,000U$384,000U$486,000U$319,000U$2,908,000CODENSAEEPPMCHECELECARIBEEPSAOTRAS COSTO ANUAL DE REPOSICIN DE TRANSFORMADORES Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Ms de 20 O43% Entre 10 y 20 O25% Menos de 10 O 32% ESTADSTICAS DE RESISTENCIADE PUESTA A TIERRA EN TORRES DE TRANSMISIN Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] MAYOR DE 5 OHMIOS76%MENOR DE 5 OHMIOS24%ESTADSTICAS DE RESISTENCIADE PUESTA A TIERRA EN ESTACIONES DE COMUNICACIN MUESTRA DE 100 ESTACIONES EXAMINADAS Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] RESISITENCIA DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN FALLADOS Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CORRIENTES EN MODO COMN 88,7 Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CASO TPICO Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] BARRAJE? Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] EXAGERACIN DEL SOFTWARE Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] HAY DOS VIOLACIONES Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CEMENTERIO DE ELECTRODOS Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] MUY PROFUNDO !!! Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] ACABAN DE TRAER LA HELADERA NUEVA OCPESE DE CONECTAR LA TOMA A TIERRA AL RATO YA EST, SE- ORA LA CONECT A LA TIERRA DE ESTA MACETA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Aire Tierra (Earth /Ground) LEY DE PARETO EN SPT 80 % 20 % Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 3 EL LXICO Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Ground (USA) Earth (Mundo) TIERRA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] TIERRA (Ground o Earth) Masaconductivadelatierraconpotencial cero.Parasistemaselctricos,esuna expresinquegeneralizatodoloreferentea conexiones con la tierra. Entemaselctricosseasociaasuelo,tierra, masa,chasis,carcasa,armazn,estructurao tubera de agua. Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] MASA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Aire Puesta a Tierra (Grounding /Earthing) Tierra (Earth /Ground) SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Puesta a Tierra (Grounding /Earthing) N T Red Equipotencial (Equipotential Network /Grounded) Grounding System Earthing System SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] SISTEMA DE PUESTA A TIERRA - SPT Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] OBJETIVOS DE UN SPT Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] SPTTEMPORAL Es elquepertenecealcircuitodecorriente; sirve tanto para condiciones de funcionamiento normal como de falla. SPTPERMANENTE Dispositivo de puesta en cortocircuito y a tierra, paraproteccindelpersonalqueintervieneen redes desenergizadas. Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] PUESTO A TIERRA (GROUNDED) FALLA A TIERRA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CIRCUITO EN MODO COMN Y MODO DIFERENCIAL Iext IextZSZLIMDIMC Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CORTOCIRCUITO Y FALLA A TIERRA (CC) (FT) F F CC CC FT FFT FT FT T N Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] TIERRA DE PROTECCIN V=120 I>0 I=0 Tubera V=0 Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] TIERRA DE PROTECCIN Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] V=120 Desnudo Aislado TIERRA AISLADA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] TIERRA AISLADA TENSIN NEUTRO - TIERRA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 4 LAS CIENCIAS CONEXAS Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Msculos Cerebro Ondas I I NERVIOSO:Lacorriente(onda)extraaprovocaalteracin en los impulsos SOLUCIN:Corte de corriente QUMICO:Disolucin (electrolisis) en las clulas y lquidos RECETA: 1 2 cucharadas de bicarbonato de sodio en un vaso de agua cada hora. CALORFICO:Cuandoporunconductorcirculacorriente,se desarrolla energa en forma de calor.Se producen quemaduras W = RI2t RECOMENDACIN: Tratamiento mdico a las quemaduras. II ++++++++__ __ _ Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] ELECTROFISIOPATOLOGA UMBRALESDESOPORTABILIDAD 0.1 0.2 0.3 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 1000010205010020050010002000500010000t (ms)I(mA)1Habitualmente ningun efecto fisiopatolgico peligrosoHabitualmente ningun riesgo de fibrilacin Riesgo de fibrilacin (hasta aproximadamente un 5%)Riesgo de fibrilacin (hasta aproximadamente un 50%)Habitualmente ninguna reaccinZONA2ZONA3ZONA4ZONA5ZONA1Paro cardaco, paro respiratorio y quemaduras severasZONA6Riesgo de fibrilacin (por encima de un 50%)DALZIEL (IEEE)IEC Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] COMPONENTES DE LA CORTEZA TERRESTRE Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] ESTADOS DE ASOCIACIN DE ARCILLAS Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] COMPONENTES DE LA CORTEZA TERRESTRE Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] 2341NODOCTODOELECTROLITOCONEXINIonesCONDICIONES PARA QUE EXISTA CORROSIN Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] CORROSIVIDAD DE SUELOS NATURALES Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 5 LA NORMALIZACIN PRINCIPALES NORMAS BAJA TENSIN: NEC / NTC 2050 / RETIE / IEC 60364 DISTRIBUCIN: ANSI C2 / IEEE 1410 SUBESTACIONES: IEEE 80 / IEEE 837 GENERACIN: IEEE 665 TELECOMUNICACIONES: UIT / EIA / TIA / MOTOROLA PROTECCIN CONTRA RAYOS: IEC 62305 / NTC 4552 EQUIPO ELECTRNICO: IEEE 1100 / IEC 61000-5-2 MEDICIONES: IEEE 81 / IEC 61557 TIERRAS TEMPORALES: IEC 61230 / IEEE 1048 Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] TENSIONES DE PASO Y DE CONTACTO Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] UMBRALES SEGN NORMAS Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CONEXIONES Y TRMINOS PARA SISTEMA TN-C-S Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CONEXIONES PARA TN-C-S INTERCONEXIN DE PUESTAS A TIERRA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Sistema de puestas a tierra dedicadas e interconectadas INTERCONEXIN DE PUESTAS A TIERRA Configuraciones prohibidas Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 6 EL DISEOPROCEDIMIENTO DE DISEO Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Medicin de ResistividadModelamiento del sueloRecoleccin de datos del sistema de potencia Asuma un diseo preliminar de la PTCalcule la impedancia de todas las PTRealice anlisis detallado del SPT:Resistencia, tensiones de paso y contacto en porcentaje del GPRCalcule el GPREvaluacin del Nivel de RiesgoCumple los criterios de seguridad?FINModificaciones a las estructuras, si aplica.Modificaciones al diseo de la puesta a tierra -10-505101050-5-1014042105327021351101050-5-10-10-505101404210532702135111170210643958585267468640953504292323321751116 Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] POTENCIALES SOBRE UN ELECTRODO TIPO VARILLA Si r0 =L R = 94% REA DE INFLUENCIA DE UN ELECTRODO r1 r0 LClindro crtico Electrodo Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CONTRAPESO Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] CLCULO DE RESISTENCIA DEPUESTA A TIERRA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] VALORES MXIMOS DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA USO PARAVALOR MXIMO DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA Estructuras de lneas de transmisin.20 Subestaciones de alta y extra alta tensin.1 Subestaciones de media tensin en poste.10 Subestaciones de media tensin de uso interior.10 Proteccin contra rayos.10 Neutro de acometida en baja tensin.25 Descargas electrostticas.25 Equipos electrnicos sensibles.5 Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] TRANSFORMADOR CON PANTALLA ELECTROSTTICA Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 7 LA CONSTRUCCIN DISPOSICIN PTIMA DE CABLEADOS Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] MATERIALPOTENCIALES ELECTROQUMICOS TEMPERATURA DE FUSIN CONDUCTIVIDAD RELATIVA CATDICOS Oro Plata Cobre Bronce Latn + 1,69 + 0,80 + 0,52 1063 960 1082 71% 106% 100% 30% 21% Hidrgeno0,00 ANDICOS Estao Nquel Hierro Cromo Zinc Aluminio - 0,14 - 0,23 - 0,44 - 0,74 - 0,76 - 1,66 232 1452 1535 1890 419 660 14% 16% 14% ---- 30% 60% CARBN DE COQUE0.03% TERRENO MUY BUEN CONDUCTOR1X10-8 % Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] CONDUCTORES PARA PUESTAS A TIERRA 1. ALTA CONDUCTIVIDAD ELCTRICA. 2. ALTA CONDUCTIVIDAD TRMICA. 3. ALTA RESISTENCIA A LA TRACCIN. 4. MNIMA DILATACIN LINEAL. 5. MNIMA ELONGACIN PERMANENTE. 6. GRAN ESTABILIDAD ESTRUCTURAL. 7. RESISTENCIA AL ATAQUE ELECTROQUMICO Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] REQUISITOS DE LOS ELECTRODOS DE PT REQUISITOS PARA ELECTRODOS DE PT Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] TipodeElectrodoMaterialesDimensiones mnimasDimetro (mm)rea (mm2)Espesor (mm)Recubrimiento(m)Varilla Cobre 12,7Acero inoxidable 10Acero galvanizado en caliente 16 70Acero con recubrimientoelectrodepositado de cobre14 250Acero con recubrimiento totalen cobre15 2000Tubo Cobre 20 2Acero inoxidable 25 2Acero galvanizado en caliente 25 2 55Fleje Cobre 50 2Acero inoxidable 90 3Cobre cincado 50 2 40Cable Cobre 1,8 para cada hilo25Cobre estaado 1,8 para cada hilo25Placa Cobre 20000 1,5Acero inoxidable 20000 6INSTALACIN DE ELECTRODOS TIPO VARILLA Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] CONEXIONES MECNICAS Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] PROCESO DE APLICACIN DE SOLDADURA EXOTRMICA Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] 12 34 12 354 APLICACIN SOLDADURA 12 34 APLICACIN SOLDADURA USO DEL BARRAJE EQUIPOTENCIAL Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] PUENTE EQUIPOTENCIAL Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 8 MEDICIONES MEDICIN DE RESISTIVIDAD APARENTE DEL TERRENO Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] MTODO DE LA CURVA DE CADA DE POTENCIAL Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] MEDICIN DE RESISTENCIA EN ZONAS URBANAS Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] MTODO DE LA PENDIENTE Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] MONTAJE DE COMPROBACIN DEL TELURMETRO DE ALTA FRECUENCIA Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] MONTAJES PARA MEDICIN DE TENSIONES DE PASO Y DE CONTACTO Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 9 MANTENIMIENTO Y MEJORAMIENTO Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] MXIMO PERIODO ENTRE MANTENIMIENTOS DE UN SPT Nivel de tensin de la instalacin Inspeccin visual (aos) Inspeccin visual y mediciones (aos) Sistemas crticos(1) Inspeccin visual y mediciones (aos) Baja151 Media361 Alta y Extra Alta241 TCNICAS DE MEJORAMIENTO DE PUESTAS A TIERRA INSTALAR CONTRAPESOS HACER ANILLOS ALREDEDOR DE ESTRUCTURAS HACER MALLAS DE TIERRA EXTENSAS UTILIZAR CONCRETOS ESPECIALES UTILIZAR CONCRETOS CONDUCTIVOS INTRODUCIR ELECTRODOS AL CONCRETO UTILIZAR ELECTRODOS QUMICOS HACER RELLENOS UTILIZAR SUELOS ARTIFICIALES Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] ECUACIONES PARA MEJORAMIENTO Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] ( ) | |06 , 0* 5 , 0 1 * 12ln *sadhllR t ((
|.|
\|=( ) | | ( ) | |06 , 0* 5 , 0 1 *8ln *2sadllR t =ContrapesoVarilla l d d l 2 34 1 APLICACIN SUELO ARTIFICIAL Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] 10 APLICACIONES Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] ENTRADA A UN CUARTO DE EQUIPOS MALLA PARA SUBESTACIN Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] PUESTA A TIERRA EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIN CONDUCTOR AISLADO Y CONDUCTOR DE PROTECCIN Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas OspinaE-mail: [email protected] Copyright:Ing. Favio Casas Ospina E-mail: [email protected] PREGUNTAS Y COMENTARIOS