sistema de tierra

UCFACULTAD DE ELECTROMECANICA

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA

CURSO

Autores: M.Sc. Alfredo E. González Digón.M.Sc. Davel Borges Vasconcellos.

2010

Protecciones Eléctricas.PARTE II. Sistemas de tierra

Temáticas

Introducción. Resistividad de tierra Tipos de electrodos Medidas para disminuir la

resistividad Normas Mediciones de los sistemas de tierra Método para calcular la resistencia

de tierra.

Sistemas de distribuciónSistemas de distribución

1 2 3

Es la unión intencional de una parte de un circuito eléctrico o de una parte conductora perteneciente al mismo con la tierra. (ej.: el neutro en un sistema 3 fases - 4 hilos)

DEFINICIÓNDEFINICIÓN

Formada por uno o varios electrodos enterrados y las líneas de tierra que los conectan a los elementos de una instalación eléctrica que deben quedar puestos a tierra.

COMPOSICIÓNCOMPOSICIÓN

PUESTA A TIERRA DEL SISTEMA

Introducción.Introducción.

Es la conexión a la tierra de todas las partes metálicas no portadoras de corriente de un sistema eléctrico que pueden hacer contacto accidental con los conductores activos del mismo. (ej.: carcasas, canalizaciones y bastidores metálicos)

DEFINICIÓNDEFINICIÓN

Formada por los conductores de tierra aislados (no desnudos) que corren en las canalizaciones metálicas conectadas a tierra y con los otros conductores del circuito que alimentan al equipo electrónico.

COMPOSICIÓNCOMPOSICIÓN

PUESTA A TIERRAPUESTA A TIERRA DE EQUIPODE EQUIPO

• Forzar la derivación al terreno de las corrientes no deseables de cualquier naturaleza, que se puedan originar, ya sean por falla de cortocircuito (de frecuencia industrial) o debidas a descargas atmosféricas (de carácter impulsivo).

• Limitar la diferencia de potencial que, en un momento dado, puede presentarse entre estructuras metálicas y tierra.

• Estabilizar las tensiones de fase con respecto a tierra.

• Brindar una vía para las corrientes de descarga electrostáticas

• Hacer posible la detección de fallos a tierra y asegurar la actuación rápida de las protecciones contra sobrecorriente.

• Limitar las sobretensiones transitorias debido a rayos y conmutaciones de cargas.

FUNCIONES FUNCIONES

• Seguridad de las personas.

• Protección contra incendios.

• Protección del sistema eléctrico.

• Comportamiento de los equipos:

OBJETIVOSOBJETIVOS

Establecimiento de un potencial de referencia para la operación eficiente de la electrónica.

Compatibilidad electromagnética (mínimos niveles de interferencia y contaminación entre equipos, aparatos, componentes y accesorios).

Tipos de sistemas de tierra

Poligonal Abierta (Tipo A)

Poligonal cerrada (Tipo B)

Tipos

Partes componentes de un sistema de tierra

Conductor de tierra

Toma de tierraUnión

Suelo, terreno

Varilla de tierra

1. Resistencia de contacto entre el aparato protegido y el conductor de tierra.

FACTORES DE LOS CUALES DEPENDE LA RESISTENCIA DE TIERRA:FACTORES DE LOS CUALES DEPENDE LA RESISTENCIA DE TIERRA:

2. Resistencia del conductor3. Resistencia de contacto de la conexión entre conductor y electrodo.4. Resistencia propia del

electrodo.5. Resistencia de contacto entre el electrodo y el terreno6. Resistividad del terreno.

65

3

2

1

4

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTIVIDAD FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTIVIDAD DEL SUELO:DEL SUELO:

1.1. ComposiciónComposición: pantanoso, limo, humus, arcilloso, marga, arenoso, pedregoso, calizo, pizarras, mica, cuarzo, granito y grava.

2.2. HumedadHumedad: contenido de agua.

3.3. SalinidadSalinidad: contenido de sales minerales disueltas

4.4. GranulometríaGranulometría: tamaño de los granos o porosidad, influye en la retención de agua y contacto con los electrodos.

5.5. CompacidadCompacidad: influye en el contacto con los electrodos.

6.6. EstratigrafíaEstratigrafía: división en capas o estratos de diferentes características.

7.7. TemperaturaTemperatura: influye en la movilidad de los electrolitos.

Naturaleza del terrenoNaturaleza del terreno Resistividad (Resistividad (ΩΩ.m) .m)

Terrenos pantanosos de algunas unidades a 30

Limo 20 a 100

Humus 10 a 150

Turba húmeda 5 a 100

Arcilla plástica 50

Margas y arcillas compactas 100 a 200

Margas del jurásico 30 a 40

Arena arcillosa 50 a 500

Arena silícea 200 a 3.000

Suelo pedregoso cubierto de césped 300 a 500

Suelo pedregoso desnudo 1500 a 3.000

Calizas blandas 100 a 300

Calizas compactas 1000 a 5000

Calizas agrietadas 500 a 1000

Pizarras. 50 a 300

Rocas de mica y cuarzo 800

Granitos y gres procedente de alteración 1.500 a 10.000

Granitos y gres muy alterados 100 a 600

DEPENDENCIA DE LA RESISTIVIDAD DEPENDENCIA DE LA RESISTIVIDAD CONCON

LA HUMEDAD, LA SALINIDAD Y LA LA HUMEDAD, LA SALINIDAD Y LA TEMPERATURATEMPERATURA

1.1. ArtificialesArtificiales: los establecidos con el objeto exclusivo de obtener la puesta a tierra

2.2. NaturalesNaturales: las masas metálicas que puedan existir enterradas.

Para las puestas a tierra se emplean principalmente electrodos artificiales. No obstante, los electrodos naturales que existan en la zona de una instalación y que aseguren un buen y permanente contacto con el terreno, pueden utilizarse solos o conjuntamente con otros electrodos artificiales.

Naturaleza de los electrodos: Naturaleza de los electrodos:

Entre los electrodos artificiales más utilizados se encuentran: ELECTRODOS DE TIERRA ARTIFICIALES:ELECTRODOS DE TIERRA ARTIFICIALES:

1- Varillas

2- Conductores

3- Placas y mallas

4- Carbono

5- Faragauss

- Acero revestida en cobre

- Acero

- Hierro

- Acero - níquel

- Cable de cobre trenzado

- Cable de cobre

- Platinas

- Conductos macizo

ELECTRODOS DE TIERRA ARTIFICIALES:ELECTRODOS DE TIERRA ARTIFICIALES:

Varillas

ELECTRODOS DE TIERRA ARTIFICIALES:ELECTRODOS DE TIERRA ARTIFICIALES:Placas y mallas

ELECTRODOS DE TIERRA ARTIFICIALES:ELECTRODOS DE TIERRA ARTIFICIALES:Sistema de eléctrodos Faragauss

Se usan preferentemente:• acero de refuerzo interconectado en la cimentación de concreto• otras estructuras metálicas enterradas. Cuando se usa: refuerzo metálico en el concreto, se prestará atención especial a las interconexiones para evitar división mecánica del concreto.

concreto pretensado, se considerarán las consecuencias del paso de las corrientes de descarga de rayo las cuales pueden producir esfuerzos mecánicos inaceptables.

ELECTRODOS DE TIERRA NATURALESELECTRODOS DE TIERRA NATURALES

Tubería metálica de agua Tubería metálica de agua soterradasoterradaDebido al uso creciente hoy día de tuberías de agua no metálicas, no se permite más el uso de las tuberías metálicas como único electrodo de tierra y cuando ésta entre a un edificio tendrá que ser complementada con al menos algún otro electrodo de tierra.

Constitución de los electrodos naturales:Constitución de los electrodos naturales:

Acero estructural de un Acero estructural de un edificioedificioSiempre que cumpla al menos uno de los siguientes requerimientos:1. Electrodos de acero estructural del edificio embebidos en el concreto en los pilares de cimentación o directamente enterrados. 2. Anillo de tierra enterrado conectado en múltiples puntos al acero del edificio.

Detalle instalación Estructura metálica del edificio a proteger

UNIONES MECÁNICASUNIONES MECÁNICAS

Las uniones aéreas podrán ser mecánicas siempre que previamente se limpien y luego se aplique una pintura que impida la penetración de la humedad

UNIONES MECÁNICASUNIONES MECÁNICAS

UNIONES SOLDADASUNIONES SOLDADAS


Las uniones enterradas serán preferiblemente soldadas y podrá utilizarse para la conexión de materiales como: cobre, bronce, acero, acero inoxidable, acero galvanizado y acero recubierto con cobre

KIT DE SOLDADURA

UNIONES SOLDADAS (exotérmicas) UNIONES SOLDADAS (exotérmicas)

ACCESORIOSACCESORIOS

Arqueta de inspecciónBarra de tierra

Materiales, configuraciones y dimensionesMateriales, configuraciones y dimensionesmínimas de electrodos de tierramínimas de electrodos de tierra

Materiales, configuraciones y dimensionesMateriales, configuraciones y dimensionesmínimas de electrodos de tierramínimas de electrodos de tierra

Material Configuración

Área de sección transversal (mm²)

ComentariosVarillaΦ

(mm)Conduct

orPlaca(mm)

Cobre

Trenzado 3) 50 mm2 1,7 mm min. diam. del hilo

Redondo sólido 3) 50 mm2 8 mm diámetro Cinta sólida 3) 50 mm2 2 mm min. Espesor Redondo sólido 15 8)

Tubo 20 2 mm min. espesor pared

Placa sólida500 x 500

2 mm min. Espesor

Placa de celosía600 x 600

25 mm x 2 mm sección y 4,8 m long. min. Celosía

Acero

Redondo sólido galvanizado 1) 2) 16 9) Φ 10 mm

Tubo galvanizado 1) 2) 25 2 mm min. espesor pared

Cinta sólida galvanizada 1) 90 mm2 3 mm min. Espesor

Placa sólida galvanizada 1) 500 x 500

3 mm min. Espesor

Placa de celosía galvanizada 1)

600 x 600

30 mm x 3 mm sección

Redondo sólido recubierto de cobre 4) 14

250 µm recubrimiento radial min. de cobre al 99,9 %

Redondo sólido desnudo 5) Φ 10 mm 3 mm min. espesor Cinta sólida desnuda o galvanizada 5) 6) 75 mm2

Trenzado galvanizado 5) 6) 70 mm2 1,7 mm min. diám. del hilo

Perfil cruz galvanizado 1) 50x50x3

Acero inoxidable 5)

Redondo sólido Φ 10 mm Cinta sólida 100 mm2 2 mm min. espesor

MEDIDAS COMPLEMENTARIAS MEDIDAS COMPLEMENTARIAS PARAPARADISMINUIR LA RESISTIVIDAD DEL SUELODISMINUIR LA RESISTIVIDAD DEL SUELO

La resistividad del suelo depende de varios factores como se mencionaron anteriormente. Normalmente, los contenidos de humedad y minerales son los únicos factores que pueden ser influenciados por acciones de tipo práctico.

Mientras mayor es el contenido de minerales del suelo menor es la sensibilidad de éste al contenido de humedad. Por tanto, el primer paso a considerar para acondicionar el suelo es incrementar su contenido de sales minerales.

Aplicación de la sal en la zanja por donde corre el conductor (horizontal)

Aplicación de la sal en la perforación donde se coloca el electrodo (vertical)

1. Uso de sales químicas: Se podrá usar cualquiera de las sales que se comercializan. El método de deposición podrá ser: trinchera alrededor del electrodo, tazón en el extremo superior del electrodo, contenedor al lado del electrodo, rellanado de la perforación hecha para la colocación del electrodo o a lo largo de la zanja donde se tiende el conductor de tierra.

EJEMPLOS DE SALES MINERALESEJEMPLOS DE SALES MINERALES

2. Humectación del suelo: Podrá ser:

• Sistema de goteo de agua cronometrado (si existe una fuente de agua local)

• Sistema de condensación de agua autónoma (si no existe la fuente).

Protección de la puesta a tierraProtección de la puesta a tierracontra la corrosión:contra la corrosión:

La corrosión de las partes soterradas aumenta la resistencia de puesta a tierra de la instalación, la que puede alcanzar valores tales que la hagan inoperante.

Al instalar una puesta a tierra se debe conocer:• Los factores climáticos como la lluvia y la temperatura que causan alteraciones en sus propiedades del suelo.• La variación de la estructura y composición del suelo.

La corrosión fundamental en el suelo es acuosa y el mecanismo es electroquímico. Debido a las características heterogéneas del suelo hay distintos elementos de éste que pueden actuar sobre un mismo metal, los que dan lugar a zonas con potenciales eléctricos diferentes, lo que conduce a la formación de regiones anódicas y catódicas sobre el metal con el consiguiente paso de corriente a través del suelo y del metal.

Para evitar la corrosión en un LPS:

• no usar metales inadecuados en ambientes agresivos• no contacto entre metales disímiles, de sustancialmente diferente actividad electroquímica y galvánica• usar conductores, cintas de unión y terminales y abrazaderas de conexión de adecuada sección transversal para asegurar suficiente vida ante la corrosión para las condiciones del servicio• aplicar material de relleno o aislamiento apropiados en las uniones conductoras no soldadas para impedir la penetración de humedad• colocar mangas, cubiertas o metales aislados que protejan contra los vapores o fluidos corrosivos en la localización de la instalación donde sea apropiado• considerar los efectos galvánicos de otros artículos metálicos a los cuales está unido el electrodo de tierra• evitar diseños donde los productos de la corrosión natural de un metal catódico (ej.: cobre) pudiera deteriorarlo (el LPS), tales como cobre metálico sobre un metal anódico (ej.: acero o aluminio).

VARIANTES:• materiales resistentes a la corrosión • métodos especiales anticorrosivos.

MATERIALESMATERIALESCobre: Alta resistencia a la corrosión. Caro y deficitario.Latón: Mediana resistencia a la corrosión. Bajo ciertas circunstancias puede ser utilizado Hierro: Baja resistencia a la corrosión, pero puede ser empleado con una protección adecuada.

PROTECCIÓN CATÓDICAPROTECCIÓN CATÓDICACuando se requiera y sea económicamente justificable. Puede ser:• por ánodo de sacrificio (electrodo de magnesio)• por corriente impuesta (electrodo de zinc+fuente de corriente)

MÉTODOS DE PROTECCIÓN CATÓDICAMÉTODOS DE PROTECCIÓN CATÓDICA

Con ánodo de sacrificio

Con corriente impresa

NORMAS ELÉCTRICASRELATIVAS AL SISTEMA DE PUESTA ATIERRA:

La conexión a tierra de todos los equipos eléctricos y electrónicos se requiere tanto por seguridadseguridad como punto de referenciareferencia al sistema. Debe existir una perfecta equipotencialidad entre todos los componentes del sistema y tierra. Anteriormente existía una práctica común de una referencia general aislada la cual nunca ha de ser usada por la inseguridad que representa. Una adecuada conexión a tierra y equipotencialidad de los componentes del sistema garantizan una operación limpia, libre de ruidos electromagnéticos y de alta confiabilidad. • Todas las partes metálicas de los equipos (chasis, bastidores, bandejas y conductos) serán conectadas a tierra, así como el neutro de sus fuentes de suministro eléctrico (paneles principales, neutros del secundario de transformadores derivados separadamente, UPS, generadores, etc.)

• Seleccionar convenientemente la localización de los electrodos de puesta a tierra del sistema eléctrico los más próximo posible a la de entrada del servicio eléctrico.

• Se recomienda instalar las entradas de servicio eléctrico, de telecomunicaciones y de otros sistemas metálicos lo más próximas posibles entre sí y a los electrodos de puesta a tierra.

• Está prohibida la conexión de los conductores neutro y de tierra en más de un punto. La unión del neutro y la tierra se hace en la barra de tierra del panel principal de distribución mediante el puente de enlace y del lado secundario de los sistemas derivado separadamente.

• No se recomienda utilizar cable desnudo como conductor de tierra en circuitos alimentadores, ramales y de equipo que alimentan a cargas electrónicas, excepto en uniones o puentes cortos que no corren por dentro de conductos o bandejas.

• El conductor de tierra tiene que correr junto a los conductores de fase y de neutro, incluso dentro de la misma canalización. Ello con la finalidad de que disminuya su impedancia efectiva y operen adecuadamente los dispositivos de protección contra sobrecorriente, SPDs y filtros.

• Los paneles eléctricos tienen que contener una barra de tierra y todas las conexiones de los conductores de tierra a esta barra serán hechas usando los accesorios adecuados, como: terminales, pernos, arandelas planas y de presión y tuercas.

VIOLACIÓNVIOLACIÓN

El conductor de tierra aislado añadido tiene que ir por el interior del conducto

• Las configuraciones de tierra brindan ecualización de potencial entre objetos conectados a tierra a 60 Hz. A frecuencias mayores se deben considerar otras técnicas de puesta a tierra.

• Los canalizaciones metálicas conectadas a tierra actúan como blindaje electromagnético de los circuitos que alimentan equipos electrónicos.• Para una adecuada instalación del sistema de protección interna, debe comenzarse por la verificación de los tomacorrientes respecto a su correcta conexión de línea, neutro y tierra. Esta debe hacerse con un probador que detecte el intercambio de las conexiones de neutro y tierra, que es el problema más común. Los tomacorrientes incorrectamente conectados aparentemente funcionan de modo normal, pero no permiten la adecuada operación de los protectores próximos a los equipos.

• El conductor de tierra forrado tiene que llegar a la caja y conectarse al terminal aislado de tierra del tomacorriente. En algunos casos será necesario correr un conductor de tierra desnudo para poner a tierra la caja eléctrica que soporta el tomacorriente.

• La caja metálica eléctrica no es parte del sistema de tierra, sin embargo las normas piden que sea conectada a tierra. Cuando se utilizan conductos metálicos rígidos para llevar los conductores es suficiente que el conducto puesto a tierra proporcione la vía de tierra para la caja.

• El conductor de tierra forrado será de color verde con una franja amarilla a todo su largo. Los conductores negros de gran calibre usados para tierra tendrán una cinta de franjas verde-amarillo alrededor de cada uno de sus extremos.

• Cuando se usen conexiones removibles, como las de equipos enchufables (con espigas y sus respectivos tomacorrientes), el conductor de puesta a tierra del equipo debe ser el primero que conecta y el último que desconecta a este conductor.

Tomacorriente de tierra aislada: Cuando sea necesario para reducir el ruido eléctrico (interferencias electromagnéticas) en el circuito de puesta a tierra, se permite el uso de un tomacorriente en que el contacto de tierra esté aislado de los medios de montaje. Se debe poner a tierra el tomacorriente por medio de un conductor aislado que vaya con los conductores del circuito y que pase a través de uno o más paneles eléctricos sin necesidad de conectarlo a los terminales de tierra de los mismos.

Nota: El uso de un conductor de puesta a tierra aislado para equipo no exime del requisito de poner a tierra la canalización y la caja.

Error 1: Conexión neutroa tierra incorrecta en el interior de un centro secundario de distribución

Error 2: Conexión neutro a tierra invertida en eltomacorriente

Error 3: Conexión neutroa tierra incorrecta en elequipo carga

Errores típicos de conexión en un circuito ramal

Tierras separadas:Cuando entre sus electrodos no existe una conexión específica.

Tierras independientes:Cuando tienen electrodos de tierra separados y durante el paso de la corriente a tierra por una de ellas, la otra no adquiere respecto a una tierra una tensión superior a 50 V.

Instalación 1

Electrodo 1

Instalación 2

Electrodo 2

Electrodo 1 Electrodo 2

V11

V21 < 50 V

I

Este método consiste en determinar la resistividad aparente del suelo colocando 4 picas o electrodos de referencia pequeños separados a igual distancia en el lugar donde se pretende conocer la resistividad. El espesor de la capa del terreno a la que se mide la resistividad es directamente proporcional a la separación entre las picas. Al introducir una corriente (I) en el terreno a través de las picas C1 y C2, el instrumento registra la diferencia de potencial (U) entre las picas P1 y P2. El cociente entre U e I es la lectura (RE) que ofrece el instrumento. El valor de la resistividad se calcula, para un espesor del terreno entre la superficie y una profundidad h, mediante la siguiente expresión: Ε2ππαρ

MEDICIÓN DE MEDICIÓN DE RESISTIVIDADRESISTIVIDAD

MétodoMétodo: Wenner de 4 polos

Las picas deben estar alineadas y no tienen que ser muy largas pues no será necesario introducirlas en el terreno más de 30 cm. Los cables de conexión tienen que ser forrados y preferiblemente de colores diferentes para facilitar su identificación. Una vez extendidos no deben cruzarse entre sí.

Se recomienda ir aumentando progresivamente la distancia entre picas y repetir las mediciones. Los resultados podrán registrarse en forma de tabla de RE y vs. a.

C1 C2P1 P2

a a a

Comprende el sistema de puesta a tierra a ser medido y dos electrodos de prueba eléctricamente independientes, llamados P (Potencial) y C (Corriente). Se hace pasar una C.A. entre el electrodo exterior C y el sistema bajo prueba y se mide la tensión entre éste y el electrodo intermedio P. La resistencia a tierra se calcula simplemente usando la Ley de Ohm: R = U/I.

Cuando se realiza la medición, tiene que posicionarse la pica C suficientemente alejada del sistema bajo prueba tal que la pica P descanse fuera de las áreas de influencia del sistema de puesta a tierra y de la otra pica de prueba. Si C está demasiado cerca, las áreas de resistencia se solaparán y habrá una variación de la R medida en función del desplazamiento de P. Si C se posiciona correctamente habrá un área de resistencia "plana" entre ésta y el sistema de puesta a tierra y las variaciones en la posición de P sólo producirían cambios muy pequeños en el valor de R.

MEDICIÓN DE MEDICIÓN DE RESISTENCIARESISTENCIA

MétodoMétodo: Caída de potencial (62 %)

La exactitud de la medición puede afectarse por la proximidad de las picas a otros objetos metálicos enterrados (ej.: cercas, estructuras de edificios, tuberías y otros sistemas de tierra).

Para comprobar el valor de R deben hacerse dos mediciones adicionales. Se anotarán los valores que resulten de las mediciones de resistencia para P2-1, P2-2 y P2-3. El valor que determina la R será el que se obtenga cuando para las mediciones correspondientes a las diferentes posiciones de P2 (una, dos, o tres) resulten casi iguales (inferior al 5 %).

a) P2-1 ubicado al 62 % de la distancia entre la tierra bajo prueba y Cb) P2-2 desplazado 10% más alejado de desde la tierra bajo pruebac) P2-3 desplazado 10 % más próximo a la tierra bajo prueba.

Si la diferencia es pequeña las picas se han posicionado correctamente y R se obtiene promediando los tres resultados.

Si la diferencia es grande las picas se han posicionado incorrectamente (muy próximas al sistema de tierra, muy próximas entre sí o muy próximas a otras estructuras que interfieren), por tanto hay que posicionar nuevamente las picas a una separación mayor o en una dirección diferente y repetir las tres mediciones.

C2 C1P2 P1P2-3P2-3 P2-1P2-1 P2-2P2-2

0.62 D0.62 D0.62 D0.62 D

0.62 D - 5 %0.62 D - 5 %0.62 D - 5 %0.62 D - 5 %

0.62 D + 5 %0.62 D + 5 %0.62 D + 5 %0.62 D + 5 %

DDDD

C XP

Probadorde 3 bornes

Probadorde 4 bornes

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓNINSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

LEMLEMLEMLEM KYORITSUKYORITSUKYORITSUKYORITSU

MEGGERMEGGERMEGGERMEGGER

CHAVIN ARNOUXCHAVIN ARNOUXCHAVIN ARNOUXCHAVIN ARNOUX

http://www.aemc.com/products/html/moreinfo.asp?id=50307&dbname=products

http://www.kew-ltd.co.jp/en/products/earth/4105A.html

EJEMPLO DE MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA EJEMPLO DE MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA DE UNA MALLA DE TIERRA DE UNA MALLA DE TIERRA

EJEMPLO DE MEDICIÓN DE LA TENSIÓN EJEMPLO DE MEDICIÓN DE LA TENSIÓN DE CONTACTO DE CONTACTO

ASPECTOS A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO ASPECTOS A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA:DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA:

• Resistividad del terreno.

• Resistencia a tierra deseada del electrodo de

tierra.

• Efectos de la humedad, la salinidad y la

temperatura.

• Tensiones de paso y contacto.

Método práctico para el cálculo de un sistema de tierra

LR

9,01

rN n

RR

11

1

1,2L

Rt

t

tt

RR

'

tN

tNm RR

RRR

'

'

1

1

Resistencia de un electrodo de tierra

Resistencia de n electrodos considerando el efecto de apantallamiento

Resistencia del cable de enlace

Resistencia del cable de enlace considerando el efecto de apantallamiento

Resistencia total del sistema de tierra


(#) de electrodos

1 2 3

r t r t r t

Varillas en línea recta

2 0.85 0.82 0.90 0.90 0.95 0.95

3 0.78 0.80 0.86 0.92 0.91 0.95

4 0.74 0.77 0.83 0.89 0.88 0.92

5 0.70 0.74 0.81 0.86 0.87 0.90

6 0.63 0.71 0.77 0.83 0.83 0.88

10 0.59 0.62 0.75 0.75 0.81 0.82

15 0.54 0.50 0.70 0.64 0.78 0.74

20 0.49 0.42 0.68 0.56 0.77 0.68

30 0.43 0.31 0.65 0.46 0.75 0.58


(#) de electrodo

1 2 3

r t r t r t

Varillas en círculos o polígono

3 0.75 0.50 0.77 0.60 0.88 0.75

4 0.69 0.45 0.75 0.55 0.85 0.70

6 0.62 0.40 0.73 0.48 0.80 0.64

8 0.58 0.36 0.71 0.43 0.78 0.60

10 0.55 0.34 0.69 0.40 0.76 0.56

20 0.47 0.27 0.64 0.32 0.71 0.45

30 0.43 0.24 0.60 0.30 0.68 0.41

50 0.40 0.21 0.56 0.28 0.66 0.37

70 0.38 0.20 0.54 0.26 0.64 0.35

100 0.35 0.19 0.52 0.24 0.62 0.35


cm 31015

cmL 300

cmL 36001

12N

Largo del electrodo.

Longitud del cable.

Numero de electrodos

cmelectrodosdeNumero

cabledelLongituda 300

12

3600

Datos

a Es la longitud entre electrodos

Resistividad del terreno

r Coeficiente de apantallamiento entre eléctrodos

t Coeficiente de apantallamiento para el cable de enlace


# de electrodos

1 2 3

r t r t r t


2 0.85 0.82 0.90 0.90 0.95 0.95

3 0.78 0.80 0.86 0.92 0.91 0.95

4 0.74 0.77 0.83 0.89 0.88 0.92

5 0.70 0.74 0.81 0.86 0.87 0.90

6 0.63 0.71 0.77 0.83 0.83 0.88

10 0.59 0.62 0.75 0.75 0.81 0.82

15 0.54 0.50 0.70 0.64 0.78 0.74

20 0.49 0.42 0.68 0.56 0.77 0.68

30 0.43 0.31 0.65 0.46 0.75 0.58

12 0,56

1300

300

L

a


# de electrodos

1 2 3

r t r t r t


2 0.85 0.82 0.90 0.90 0.95 0.95

3 0.78 0.80 0.86 0.92 0.91 0.95

4 0.74 0.77 0.83 0.89 0.88 0.92

5 0.70 0.74 0.81 0.86 0.87 0.90

6 0.63 0.71 0.77 0.83 0.83 0.88

10 0.59 0.62 0.75 0.75 0.81 0.82

15 0.54 0.50 0.70 0.64 0.78 0.74

20 0.49 0.42 0.68 0.56 0.77 0.68

30 0.43 0.31 0.65 0.46 0.75 0.58

12 0,55

1300

300

L

a


Resistencia a tierra de un electrodo.

RL1

3

0 9 0 915 10

30045

, ,

Resistencia a tierra de 12 electrodos en línea recta.

RR

n r12

1 45

12 0 566 69

,,

Resistencia del cable de enlace para configuración en línea recta.

RLt

2 1 2 1

15 10

36008 75

1

3

, , ,

RR

tt

t

',

,,

8 75

0 5515 9


Resistencia total de la malla lineal:

7,49,1569,6

9,1569,6

'

'

12

12

t

tm RR

RRR

Valores de resistencia

1 - excelente10 - regular20 - mala

Ejemplo de otros tipo de sistema de tierra

BibliografíaBibliografía1. IEC standard voltages. Publication 38. Sixth edition. 1983.

2. American National Standard for Electric Power Systems and Equipment. Voltage Ratings (60 Hertz). ANSI C84.1 ‑1989.

3. CSA Standard: Prefered Voltage Levels for AC Systems, 0 to 50 000 Volts . C 235‑1969.

4. IEE Wiring Regulations for Electrical Installations. Sixteenth. BS 7671:1992.

5. IEC International Electrotechnical. Vocabulary.Chapter 826: Electrical installations of buildings. Publication 50 (826) 1982.

6. Régime du neutre: IT, TT ou TN ? Artículo de Klöcker‑Moeller.

7. Distribución en baja tensión: protección de personas. Artículo de Merlin Gerin.

8. Canadian Electrical Code. Part I. C22.1‑1982. Safety Standard for Electrical Installations.

9. National Electrical Code. 1993 Edition. NFPA 70

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