Grado de Ingeniería Eléctrica 3er curso Profesor: Miguel López García
La corriente de defecto que puede originarse en un CT fluye al terreno a través de la toma de tierra. La resistividad del terreno es relativamente alta, pero al ser la sección efectiva del mismo muy grande, la resistencia llega a hacerse muy pequeña: R = ρ l s La resistividad expresada en Ohmios por m 2 de sección y m de longitud coincide con la resistencia entre caras de un cubo de 1 m de lado.
Por otro lado, en el paso del electrodo a la tierra, la sección esta determinada por la forma del electrodo elegido:
La resistividad de los terrenos también varía según su propia naturaleza:
En CT MT/BT de menos de 30kV e intensidad de cortocircuito menor de 16kA, no es necesario medir la resistividad del terreno. En caso de hacerlo se propone el método Wenner:
La corriente mana de la pica y se extiende por el terreno. La sección de cada capa es mayor y, por tanto su resistencia decrece. Si multiplicamos la resistencia por la intensidad (U=IR), obtenemos la caida de tensión en las sucesivas capas. A distancia infinito, tanto la resistencia como la caida de tensión son 0.
En función de la distancia radial al electrodo, cada punto del terreno tiene un potencial que decrece con la distancia. Habitualmente, el potencial llega a 0 a unos 20 o 30 m del electrodo. Esta disposición provoca que entre dos puntos separados 1 metro aparezca una diferencia de potencial Up que puede llegar a ser peligrosa. Del mismo modo, aparece una tensión Uc entre el suelo, y cualquier punto conectado al electrodo.
Las tensiones Up y Uc pueden dar lugar a intensidades a traves del cuerpo de personas que entren en contacto con las superficies en tensión. La tensión Uc es más peligrosa ya que atraviesa órganos vitales.
Tension de contacto: Máxima: Máxima aplicable al cuerpo humano: Tensión de paso: Máxima aplicable: R s = 3 ρ s R H = 1000Ω Máxima aplicable al cuerpo humano:
Procedimiento UNESA: Sistemas de puesta a tierra: Puesta a tierra de protección: Partes metálicas interiores del CT que normalmente están sin tensión: Carcasas de transformadores. Chasis y bastidores de los aparatos de maniobra. Envolventes de la aparamenta MT. Armarios con aparatos y elementos BT. Pantallas cables MT. No se conectan los elementos metálicos accesibles desde el exterior. Puesta a tierra de servicio: Puntos que forman parte de los circuitos de MT y BT. Neutro del secundario en BT. En los transformadores de medida, uno de los bornes de cada secundario. El punto de cierre de los seccionadores de puesta a tierra.
Electrodos disponibles: Cuadrados y rectángulos de cable enterrado horizontalmente sin picas. Cuadrados y rectángulos de cable enterrado con 4 u 8 picas. Linea de cable enterrado con 2, 3, 4, 6 u 8 picas. En todos los casos, se consideran profundidades de 0,5 y 0,8 metros y longitudes de pica de 2, 4, 6, u 8 m. El cable será cobre desnudo de 50mm2 de sección y las picas de 14mm de diametro. Habitualmente se podrá utilizar la excavación de los cimientos para alojar la instalación de tierra. Si el subsuelo está ocupado, se puede recurrir a las instalaciones en hilera. Si la geometría no coincide exactamente con la de las tablas, bastará con seleccionar el electrodo de dimensiones inmediatamente inferiores.
Mallado interior: En el suelo del CT se instalará un mallado electrosoldado, con redondos de 4mm formando una retícula de 0,3x0,3 m, embebido en el suelo de hormigón y a una profundidad de 0,10m. El mallado se conectará en 2 puntos al electrodo de puesta a tierra de protección del CT. Con esta configuración, no pueden aparecer tensiones de paso ni de contacto en el interior del CT. En el caso de CT en poste, se colocará una losa de hormigón de 20cm de espesor que cubra hasta 1,20m de las aristas exteriores de la cimentación de los apoyos. Dentro de la losa y hasta 1m de las aristas exteriores, se dispondrá un mallazo de las mismas características. El mallazo se conectará a tierra en dos puntos junto con el poste, la caja del transformador, los soportes, etc.
Corriente máxima de cortocircuito Con neutro aislado:
Corriente máxima de cortocircuito Con neutro a través de impedancia Ze:
Durante el paso de corriente de defecto, aparece una sobretensión entre las envolventes y los soportes y los elementos de BT que contienen. Por tanto, los elementos de BT deben ser capaces de soportar dicha tensión: Las tensiones Ubt normalizadas son de 4000, 6000, 8000 y 10000 V. La recomendada es 10000V.
Consideraciones de seguridad: No pueden aparecer tensiones de contacto ni de paso en el interior del CT. La tensión de paso de acceso es equivalente a la tensión de contacto exterior máxima. En l caso de electrodos longitudinales colocados frente a los accesos del CT, no debe considerarse tensión de paso de acceso y contacto exterior. Si el electrodo se ubica lejos de los accesos, deberá considerarse como tensión de paso de acceso y contacto exterior, la tensión de defecto Ud.
Los electrodos de las tierras de servicio y protección pueden inducir tensiones el uno en el otro si no se separan adecuadamente:
Sistema de tierras separadas: Las tensiones de defecto pueden alcanzar valores muy superiores a las tensiones de servicio de BT. El neutro de BT suele estar conectado a la puesta de tierra de servicio. Debe evitarse, por tanto, que la tensión de defecto en el electrodo de servicio sea mayor de 1000V. La distancia mínima entre electrodos para no sobrepasar los 1000V se calcula con la siguiente fórmula: La puesta a tierra se protegerá mediante un interruptor diferencial de 650mA. Por tanto, la resistencia de puesta atierra debe ser menor de 37 Ohm para conseguir que el defecto no produzca tensiones de más de 24V.
Sistema de tierras reunidas: En el caso en que se opte por tierras reunidas, la tensión de defecto no podrá superar los 1000V. Este valor implica valores de Rt muy bajos.