Sistemas de puestas a Tierra
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7/30/2019 Sistemas de puestas a Tierra
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SISTEMAS DE PUESTA
A TIERRA (S.P.T)
NOMBRE: DIEGO J. YUGSI LL.
7/30/2019 Sistemas de puestas a Tierra
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TOPICOS
1. Importancia de los S.P.T.
2. Diagnóstico - Actual
3. Aspectos Técnicos
4. Errores comunes
6. Conclusiones - Recomendaciones
5. Consecuencias
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IMPORTANCIA DE LOS SPT
Seguridad de las personas – IEC 60479-1
CONTACTO INDIRECTO
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IMPORTANCIA DE LOS SPT Seguridad de los equipos – NEC Art. 110
Gran parte de los sistemas eléctricos necesitan ser aterrizados para condiciones normalesde operación y seguridad
.
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IMPORTANCIA DE LOS SPT
Garantizar la calidad de la energía – mitigar las
fluctuación de voltaje.
Garantizar un sistema equipotencial bajo una mismareferencia.
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DIAGNOSTICO DE LOS SPT
Las normas en las diferentes empresas distribuidorastienen establecido como valor de resistencia de puesta atierra un valor ≤ 25 Ω.
Procedimiento:Instalar una varilla de cobreDiámetro : 5/8” Longitud : 6’ (1.83 m)
a 30 cm del poste.
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MEDICIONES
15 DE SEPTIEMBRE CHE GUEVARA PLAN DE VIVIENDA
UNIFICADOS VÍA QUEVEDO KM 6STA MARTHAJUAN EULOGIO
• Sistema de Distribución
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MEDICIONES• Sistema de Subtransmisión
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RESULTADO DEMEDICIONES
Evaluaciones de mediciones de resistencia de puesta atierra muestran:
>350 [150-350] [25-150] < 25
C10%
10%
20%
30%
40%
50%
M U E S T R A
RANGOS EN OHM
MEDICIONES DE RPT
q p Z N d
q p Z N n
..)1(
...22
2
•Se tomaron mediciones en un espacio muestral de 93mediciones: •Donde:
•N = Total de la población
•Za2 = Coeficiente de seguridad – grado de certeza
•p = proporción esperada de falla en equipos
•q = 1 – p
•d = presición
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¿POR QUE VALORES ALTOS ?
Resistividad del Suelo.
Dimensiones y forma del electrodo de puesta a tierra.
Conexión de puesta a tierra.
FACTORES QUE INCIDEN EN LA
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA
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DEGENERACION DE LA
CALIDAD DE LA ENERGIA
ELECTRICA
GENERACION DE ELEVADOSGRADIENTES DE
POTENCIAL
DETERIORO DE EQUIPOSELECTRICOS
QUEMA DE TRANSFORMADORES$ 85 000 ANUAL
EFECTOS Y CONSECUENCIAS
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ASPECTOS TECNICOS
RESISTIVIDAD DEL SUELO
HUMEDAD
COMPACTACION - GRANULOMETRIA
CONTENIDO DE SALES Y MINERALES
TEMPERATURA
ESTRATOGRAFIA
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¿QUE VALOR DEBE TENER LARESISTIVIDAD DEL SUELO?
Resistividad Suelo RPT (Ohm)46 25
100 54
150 81
200 108
250 135
300 162
350 189
400 216
450 243
500 270
550 297
600 325
650 352
700 379
750 406
800 433
850 460
900 487
950 514
1000 541
RPT VS RESISTIVIDAD DEL SUELO
0
100
200
300
400
500
600
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Resistividad del Suelo [Ohm-metro]
RPT [Ohm]
ASPECTOS TECNICOS
Para varilla: 5/8” y 6’
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¿MEDICIONES DE LA
RESISTIVIDAD DEL SUELO?
ASPECTOS TECNICOS
CORRECTO
a a a
b
C1 P1 P2 C2
2222
4
21
4
ba
a
ba
a
Ra
Si a >>b y b <= 10a
= 2 a R
Resistividad del Suelo
200
400
600
800
1000
1 2 3 4 5 6
a [m]
( O h m - m )
METODO DE WENNER Resistividad
200
300
400
500
600
1 2 3 4 5 6 7 8a [m]
O h m - m
METODO DE WENNER
INCORRECTO
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¿MEDICIONES DE LARESISTIVIDAD DEL SUELO?
ASPECTOS TECNICOS
MODELO DE SCHULUMBERGER
x xy
C1 P1 P2 C2
S
L
b
S
L R
y
y x x R
2
)(2
Res istividad del Suelo
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1 2 3 4 5 6 7
X [m]
( O h m - m )
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RESISTENCIA A TIERRA DE UN ELECTRODOSEMIESFERICO
J E
r
I J
;
2
2
2
1
122;
2
r
r
dr E V
r
I E
2
1
1
1
2
12
r r
I V
SI r2
11
122
;2 r Rr
I V
VALOR DE POTENCIAL Y RESISTENCIA RESPECTO
A UN PUNTO UBICADO EN EL INFINITO
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DIMENCIONES Y FORMA DEL
ELECTRODORESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE LA VARILLA
Resistividad Suelo 400 ohm-metro
Díametro Varilla 0,015875 metro
Longitud Varillla RPT RPT (IEEE)0,1 2054 1859
0,2 1248 11500,3 918 853
0,4 734 685
0,5 616 577
0,6 532 500
0,7 470 443
0,8 422 398
0,9 384 362
1 352 332
1,1 326 308
1,2 303 287
1,3 284 269
1,4 267 253
1,5 252 239
1,6 239 2261,7 227 215
1,8 216 205
1,9 207 196
2 198 188
2,1 190 181
2,2 183 174
2,3 176 168
2,4 170 162
2,5 164 156
2,6 159 151
2,7 154 147
2,8 149 142
2,9 145 1383 141 134
RPT = f (longitud de varilla)
0
100
200
300
400
500600
700
800
900
1000
1100
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3Longitud Varilla [m]
Ohm
illaladediametro L
L R TierraPuesta var:;
4ln
2
)142(var:;14ln2
Std IEEE illaladeradior r
L
L R TierraPuesta
ASPECTOS TECNICOS
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DIFERENCIA ENTRE VARILLAS DE 6, 8 Y 10 PIESDE LONGITUD
LONGITUD DIAMETRO RELACION RESPECTO DISMINUCION DE
( pies ) (pulgada) A VARILLA DE 6' RPAT
6 5/8" 1 0%
8 5/8" 0,79 21%
10 5/8" 0,65 35%
ASPECTOS TECNICOS
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UTILIZAR ELECTRODOS QUE CUMPLAN ESPECIFICACIONESTECNICAS RECOMENDADO POR NORMAS (UL - 467) COMO
LONGITUD, DIAMETRO Y ESPESOR DE Cu
Inadecuada
Adecuada
ASPECTOS TECNICOS
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ASPECTOS TECNICOS
CONEXIONES
CONDUCTOR - ELECTRODO EVITAR CONEXIONES DE UN SOLO PERNO
ALTERNATIVA
EVITAR
ACEPTABLE
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ASPECTOS TECNICOS
I RAYO = [10-20] kA ; f 20 kHz
Z = R + j XL
; XL
= 2 f L
flashover
EVITAR ENTORCHES
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ALTERNATIVAS TECNICAS
¿QUE HACER PARA DISMINUIR LARESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA?
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ALTERNATIVAS TECNICAS
COLOCAR EL ELECTRODO A UNA DISTANCIA MÍNIMA DE 1 METRO DEL POSTE–ZONA DE INFLUENCIA MÍNIMA DE RESISTENCIA MUTUA CON CUERPOSSÓLIDOS (ARMAZÓN DEL POSTE)
30 cm
1 mDISMINUCION
14%
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ALTERNATIVAS TECNICAS
RESISTENCIA MUTUA ENTRE DOS ELECTRODOS
D
I A IB
B A
RAB VS D
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
D [cm]
R A B [ O h m ]
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ALTERNATIVASTECNICAS
SI D < L LA RPT EQUIVALENTE AUMENTA DEBIDO ALRESISTENCIA DE EFECTO MUTUO
TRASLAPE DE ÁREAS DE DISIPACIÓN ENTRE ELECTRODOS
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RPT ENTRE 2 VARILLAS
L
D
0.5 m
Suelo
D = f ( L ) ** R2v / R1v
0,5 1,66
0,7 1,42
0,9 1,28
1 1,15
2 0,61
3 0,58
4 0,545 0,53
6 0,52
7 0,52
8 0,51
9 0,51
10 0,51
RPT 2 varillas / RPT 1 Varilla
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Veces la Longitud de la Varilla
%
142..5
2
31
41
4ln
44
4
2
2
Std IEEE D
L
D
L
Dr
L
L R
SISTEMA DE ELECTRODOS - CONTRAPESOS
ALTERNATIVASTECNICAS
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ALTERNATIVASTECNICAS
TRES VARILLAS EN PARALELO
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA CON 3 VARILLAS EN LINEA RECTA
TABLA DE RESULTADOS :
D = f ( L ) R3v / R1v0,7 1,18
0,8 1,09
1 1,001,1 1,09
1,3 0,65
1,4 0,67
1,7 0,64
2 0,60
2,5 0,55
3 0,52
4 0,47
5 0,44
8 0,40
RPT 3 VARILLAS EN LINEA RECTA
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Nº VECES LA LONGITUD DE LA VARILLA
% R
P T 1 V A R I L L A
76
422
1
3
Varilla
Varillas
R
R
D
L
L
D
0.5 m
D
Suelo
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ALTERNATIVASTECNICAS
TRES VARILLAS EN TRIANGULO
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA CON 3 VARILLAS EN TRIANGULO
TABLA DE RESULTADOS :
D = f ( L ) R3v / R1v0,8 1,17
1,0 1,00
1,2 0,891,5 0,78
1,7 0,73
2,0 0,67
2,5 0,60
3,0 0,56
3,5 0,52
4 0,50
8 0,42
RPT 3 VARILLAS EN TRIANGULO
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nº VECES LA LONGITUD DE LA VARILLA
% R
P T 1 V A R
I L L A
3
21
1
3
Varilla
Varillas
R
R
D
L
D
DD
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EVALUACIÓN ENTRE UN SISTEMA DE 3 ELECTRODOS
D
DD
D = f ( L ) R3v / R1v
0,8 1,17
1,0 1,001,2 0,89
1,5 0,78
1,7 0,73
2,0 0,67
2,5 0,60
3,0 0,56
3,5 0,52
4 0,50
8 0,42
RPT 3 VARILLAS EN TRIANGULO
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nº VECES LA LONGITUD DE LA VARILLA
% R
P T 1 V A R I L L A
L
D
0.5 m
D
Suelo
D = f ( L ) R3v / R1v
0,7 1,18
0,8 1,09
1 1,00
1,1 1,09
1,3 0,65
1,4 0,67
1,7 0,64
2 0,60
2,5 0,55
3 0,52
4 0,47
5 0,44
8 0,40
RPT 3 VARILLAS EN LINEA RECTA
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Nº VECES LA LONGITUD DE LA VARILLA
% R
P T 1 V A R I L L A
ALTERNATIVAS TECNICAS
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FORMANDO - CIRCUNFERENCIA
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA FORMANDO UN ARO
Parámetros TABLA DE RESULTADOS :
Resistividad: 400 DIAMETRO (m) RPT (Ohm) R aro/R 1var Conductor (m)
Profundidad: 0,3 1 189,1 1,34 3,1
Conductor Cu 1/0 2 108,6 0,77 6,3
Diámetro Conduct: 0,00947 3 77,9 0,55 9,4
4 61,3 0,44 12,6
RPT 1 Varilla 141 5 50,9 0,36 15,7
6 43,6 0,31 18,8
7 38,3 0,27 22,0
s
D Ln
d
D Ln
D R
48
22
D
RPT aro / RPT 1varilla
0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
1 2 3 4 5 6 7 8Diámetro (m)
% R
P T 1 V a r i l l a
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CONEXIÓN A TIERRA PARA BT
VALOR LIMITE DE VOLTAJE DE ELECTRIZACION 50 V
FALLA DE AISLAMIENTO ES UN CORTOCIRCUITO FRANCOENTONCES SE DEBE INSTALAR UN DPCC
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EXPERIENCIAS
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ERRORES COMUNES
Procedimiento en la medición de laresistividad del suelo.
Asumir valores en la resistividad del suelo
Procedimiento e interpretación de los
métodos de medición de puesta a tierra. Interferencia y alteraciones
electromagnéticas en el equipo de medición
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CONCLUSIONES
Pensar que enterrar una varilla de 5/8” y 6’ asegura tener un valor dentro de lo estipulado por las normas
es una idea errónea
Para tener un correcto sistema de puesta a tierra debemos seguirprocedimientos técnicos sugeridos en normas, que van desde
la adquisición de la varilla hasta la ejecución de la misma
dentro del suelo
Los sistemas de puesta a tierra necesita ser evaluados periódicamente
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El mejorar la resistencia de puesta a tierra se requiere de unproceso que comprende:• Simulación o modelación matemática• Medición e interpretación de parámetros eléctricos• Ejecución
Mejorar el sistema de puesta a tierra no debe ser consideradocomo un gasto sino como una inversión