Sistemas de Tierra

Física.

Tierra Física

¿Qué es?

Son conductores que interconectan: •Elementos Metálicos

•Equipos

•Circuitos Eléctricos con otros elementos metálicos enterrados.

Elementos enterrados… Se les denomina electrodos.

Electrodos Naturales: Los no fabricados para este fin.

Se deben interconectar.

Tierra Física

¿Qué es?

Electrodos Naturales Electrodos Prefabricados

Problemática

¿Para qué sirve?

Proporciona una trayectoria de conducción de las corrientes que se deben drenar a tierra.

Tierra Física

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.

Uso de la Tierra Física

Falla Eléctrica

Falla de Aislamiento: Provocan cortocircuitos.

Energiza carcasas de los equipos.

Un sistema de tierra…

Resistencia menor que un ser humano.

La corriente viajará por los conductores

de puesta a tierra en lugar del cuerpo humano.

Uso de la Tierra Física

Falla Eléctrica

Generación: Por medio de frotamiento o fricción.

Almacenamiento:

Se produce mientras el cuerpo esté aislado. Incrementa su potencial eléctrico.

Peligro: Se descarga por contacto con un cuerpo de diferente potencial (Cuerpo

Humano).

Chispas → Incendios.

Un sistema de tierra…

No permite que se almacene electricidad estática. Las cargas viajarán por los conductores de puesta a tierra.

Ejemplos

Descargas Atmosféricas

Generación: Fenómeno Natural.

Diferencia de Potencial [Nube-Tierra]

Peligro:

Daños en Infraestructura.

•Edificación. •Instalaciones. •Equipos.

Explosiones e Incendios.

Un sistema de tierra…

Drena la corriente del rayo. El rayo viajará por los conductores especiales hasta la tierra donde el

sistema lo disipará

Ejemplos

Sobre-voltajes Transitorios

Generación: Por descargas atmosféricas.

Encendido y Apagado de Cargas.]

Consecuencia:

Daña o Reduce la vida útil de los

equipos sensibles. Un sistema de tierra…

En conjunto con supresores de transitorios limita estos sobre voltajes conduciéndolos a tierra.

Resistencia del Sistema

Importancia

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)

→ 10Ω (mayor a 250kVA)(NOM 921-25).

Transformadores (mayor 34.5kV) → 5Ω (mayor a 250kVA).

Descargas Atmosféricas → 10Ω (NMX-J-549-ANCE 4.3.4) → <25Ω (NOM-022-STPS 5.7).

Descargas Eléctricas Estáticas → <10Ω (NOM-022-STPS 5.7, 9.2f).

Data Center → < 5Ω (EIA/TIA 942).

Instalación

Medición

La medición se realiza con un Terrómetro de testigos o de gancho, a través

del método de caída de tensión.

La medición debe de ser menor a 2 Ohms de resistencia para sistemas

Total Ground.

Resistividad del Terreno

Factores que Intervienen

1. Tipo de Terreno Arenoso, Pantanoso, Calizo…

2. Estratigrafía Diferentes capas no homogéneas.

La primera capa es muy afectada por el clima.

3. Granulometría Tamaño y porosidad de los granos del terreno.

A mayor tamaño de granos, mayor resistividad debido a espacios de aire

Resistividad del Terreno

4. Salinidad Concentración de sales solubles

5. Higrometría Contenido de Agua.

A mayor humedad mayor disolución de sales. (Electrolito).Depende de: Nivel Freático,

Temperatura, Época del año.

6. Temperatura Resequedad por evaporación.

Reducción del flujo electrolítico por congelación.

7. Compacidad

Reducir espacios de aire.

Sistemas de Puesta a Tierra

Acondicionadores de Terreno

• A base de minerales naturales.

• Seguro para el medio ambiente.

• Absorbe y retiene agua.

• Baja y permanente R de tierra.

• No se disuelve ni descompone con el

paso del tiempo.

• No requiere mantenimiento.

• Presentación en saco de 11 kg.

• Conforma distintas geometrías.

• Dureza similar a la del concreto.

• Evita pérdidas por filtración.

• Reduce la resistencia del terreno.

• Permite conductividad.

• Disminuye tensiones de paso.

• Presentación en polvo en cubeta de 11kg.

Electrodos

Tipos

1. Varilla

2. Rehilete

3. Químico

4. Magnetoactivo

1 2

3 4

Electrodos Varilla

• Muy utilizado por su costo y “facilidad de instalar”.

• Varilla de acero recubierta de cobre.

• Propensas a Oxidación, Sulfatación, Corrosión.

• Tiene poca área de contacto.

• Por su longitud puede alcanzar

capas húmedas.

• Su vida útil es corta.

Electrodos Rehilete

• Son dos placas de cobre interconectadas entre sí

y estas a la vez a una

varilla ya sea de cobre electrolítico o de acero

cobrizado.

• Adecuado para terrenos difíciles de excavar.

• Tienen mayor área de

contacto que las varillas pero son menos

profundos.

Electrodos Tubular-Triangular

• No sólo es el electrodo.

• Solución No artesanal.

Accesorios

TGCOM-210, 250 DESCONECTADOR TG-AB

TGCR TGVC

Accesorios Sistema Total Ground REGISTROS Modelos s-610, s-1010 y s-1419.

De fibra de vidrio y concreto polimérico.

Soportan carga estática de 1360 kg.

ANTIOX Sella y aísla conectores, terminales y partes metálicas.

Evita óxido, sarro y problemas de uniones bimetálicas.

Protege contra ambientes salinos, químicos, polvo y suciedad.

Resistencia dieléctrica: 37,000 V.

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”.

Accesorios Sistema Total Ground

BARRAS DE UNIÓN

MODELO DIMENSIONES CAPACIDAD MÁXIMA ESPESOR

TGBUE10 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.

Solución para el Hogar Sistema Total Ground

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

Evidencias en instalaciones de Electrodos

• Un electrodo hincado en la tierra de resistividad uniforme radia

corriente en todas direcciones.

• Piense en el electrodo como sí estuviera rodeado por capas de

tierra, todas de igual espesor. Es por eso importante no cerrar lo

electrodos en registros que le impidan el contacto directo con tierra.

Evidencias en instalaciones de Electrodos

Diferencia de Potencial

Diferencia de Potencial

Aplicaciones

Potencia

Acometidas y Etapas de

Transformación

• Los transformadores fallan por falta de mantenimiento, debido a

humedad, fugas de aceite, carga

excesiva, etcétera.

• En caso de falla el sistema de tierra

física de potencia debe drenar la energía propia de la falla, hasta

que las protecciones

se activen.

Aplicaciones

Masas

Estructura metálica no diseñada para

conducir energía eléctrica.

Con conductores: En equipos eléctricos, en caso de falla evita

que las carcasas se mantengan energizadas

y con riesgo de accidentes para el usuario.

Sin Conductores: Drena las cargas estáticas a tierra en los

equipos que no requieren energizarse.

Se interconectan en una barra de cobre,

antes de ir al acoplador y al electrodo.

Aplicaciones

Masas

Aplicaciones

Protección Atmosférica Tres partes:

Terminal Aérea, Conductor de Bajada y

Sistema de Puesta a Tierra.

La magnitud de corrientes que se pueden

descargar por este medio obligan que el

sistema cuente con un electrodo dedicado.

El electrodo se conecta a un acoplador de impedancias que en sus laterales se

interconecta con la estructura

incrementando la capacidad de disipación

de energía.

Aplicaciones

Equipos Electrónicos • Equipos de cómputo,

telecomunicaciones,

electrónica en general.

• Evita errores de comunicación y

sobrecalentamiento en

circuitos.

• Evita interferencias y ruidos.

• Incrementa la vida útil de los

equipos.

Unión Equipotencial

Todas las Aplicaciones Unidas

Métodos de Unión

Métodos de Unión

ANSI-J-STD-607-A

Métodos de Unión

ANSI-J-STD-607-A

Métodos de Unión

ANSI-J-STD-607-A

Tecnología Total Ground

Normatividad

NMX-J-549-ANCE

4.3.2 Terminales Aéreas

Las terminales aéreas pueden ser:

a) Elementos metálicos verticales.

b) Cables aéreos tendidos horizontalmente. c) Una combinación de ambos.

Las terminales aéreas deben cumplir con las especificaciones

indicadas en el Capitulo 6, y pueden utilizarse en un SEPTE aislado o

no aislado.

Cables Aéreos Tendidos Horizontalmente.

Pu

nta

s Sim

ple

s

Punta Faraday

Dipolo Corona

Punta Múltiple

Material: Cobre cromado Descripción: excelente resistencia a la corrosión Altura Punta: TG-TJF30: 30cm, TG-TJF60: 60cm, TG-TJF90: 90cm Diámetro base: 5/8” Diámetro rosca de conexión: 5/16” Características: Ideal para sistemas de tipo Jaula de Faraday

Material: Aluminio de larga duración Descripción: Produce un efecto ionizador por medio de un anillo equidistante a la punta, que se encuentra en su parte externa y cuenta con una bobina excitadora aislada mediante un dieléctrico. Tipo: toroidal Angulo de protección substancial : 72° Corriente extrema: 40,000A Clase de aislamiento: espuma se polietileno vulcanizado para la punta del mástil que lo soporta.

Material: Bronce cromado Descripción: excelente resistencia a la corrosión Características: ángulo de cobertura de 60° de protección, el cual caría el radio de cobertura dependiendo la altura Altura Punta: 34 cm Diámetro entre puntas laterales: 20 cm Diámetro de la base: 1” Diámetro rosca de conexión: 5/16”

Accesorios Sistema Total Ground

Punta tipo

Franklin

Punta tipo Dipolo

Base

Triangular

Base Circular

Jaula de Faraday

Punta tipo Maciza

Base Para Punta

Tipo Maciza

Desconectador Abrazadera

Conector de Varilla a Cable TGVC

Pararrayos de Dispositivo de Cebado.

Active 2D Saint Elme Prevectron

Pu

nta

s P

ara

rra

yo

s To

tal G

rou

nd

TG-05 TG-03

TG-LU

Fabricadas en aluminio de alta conductividad y alta resistencia a la corrosión y diseñada para atrapar efectivamente una descarga atmosférica y conducirla a tierra.

Material: Aluminio 2500 A Resistividad eléctrica del aluminio: 2.67 Ohms-m. Excelente resistencia a la corrosión. Altura punta: 25.5 cm. Diámetro mayor: 18 cm. Diámetro rosca interna: 5/16 in. Altura mástil: 120 cm.

Material: Aluminio Resistividad eléctrica del aluminio: 2.67 Ohms-m. Excelente resistencia a la corrosión. Altura punta: 23 cm. Diámetro mayor: 7.5 cm. Diámetro rosca interna: 5/16 in. Altura mástil: 120 cm.

TG-LU

Material: Acero Inoxidable Resistividad Eléctrica del Acero Inoxidable: 72 X 10-8 Ohms-m Dimensiones: •Altura Punta: 20.5 cm •Diámetro mayor: 13 cm •Diámetro rosca interna: 3/8

Tecnología Total Ground.

Kits de Pararrayos.

El Sistema Pararrayos Total Ground intercepta,

conduce y disipa la corriente del rayo y de

elementos internos mediante uniones, blindaje y

puesta a tierra.

MODELO INCLUYE: KDA-05 KDA-03 KDA-01 KDA-LU DIÁMETRO DE PROTECCIÓN 300 m 200 m 160 m 80 m Punta Pararrayos TG-05 TG-03 TG-01 KDA-LU Electrodo TG-1000 TG-700 TG-100K TG-100AB Bobina LCR 1 1 1 1 Acoplador TGC04 TGC04 TGC01 - H2Ohm (Saco 11kg) 8 4 1 1 Mástil c/aislador 1.20 m 1 1 1 1 Brújula y Nivel 1 1 1 1

Protección SIPTE

Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas.

Unión Equipotencial. Mediante… Conexión física a un punto común.

Para… Reducir diferencias de potencial.

Evitando… Corrientes indeseables, generación de arcos eléctricos

(fuego y explosiones), daño físico a equipos y seres vivos.

Puesta a Tierra al Interior del Edificio. Mediante… Puesta a tierra de los equipos eléctricos, electrónicos,

estructuras metálicas, tuberías, elevadores, etc.

Para… Garantizar operación confiable de equipos, integridad física

de equipos en condiciones anormales y de las personas.

Supresor de Transitorios Para… Proteger equipos electrónicos sensibles instalados al interior del edificio.