Sistemas de Puesta a Tierra PAT
Sistemas de PAT: Objetivos Permitir la descarga de una corriente de falla a tierra Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los limites de seguridad Asegurar la actuación de los sistemas de protección en el tiempo adecuado Mantener un potencial de referencia en algún punto del sistema eléctrico o electrónico.
Sistemas de PAT: Objetivos Diseño y ejecución: Satisfacer las prescripciones de seguridad, y los requerimientos funcionales de las instalaciones. Puestas a tierra de protección Puestas a tierra funcionales
Sistemas de PAT: PAT de protección Puesta a tierra de protección Proteger a las personas y animales contra los riesgos eléctricos Contactos indirectos por fallas de aislamiento Qué pasa si no tenemos puestas a tierra de Protección? No detectamos corrientes de falla. No hay camino para corrientes de falla de aislación. No se reduce la tensión de contacto Otros
Curso Instalaciones Eléctricas Tecnólogo mecánico Ing. Alejandro Silva Sistemas de PAT: PAT funcional Puesta a tierra funcional Asegurar el correcto funcionamiento del equipamiento eléctrico y permitir un correcto y confiable funcionamiento de la instalación Muy ligado al funcionamiento de protecciones!! Ligado también a funcionamiento de equipos que necesitan una buena y única referencia de tensión
Sistemas de PAT: Algunas imágenes Imágenes
Sistemas de PAT: Definiciones Puesta a tierra: Conjunto constituido por una o más tomas de tierra interconectadas y sus conductores de tierra correspondientes, conectados al borne principal de tierra. Toma de tierra: Electrodo de tierra individual o un conjunto de electrodos de tierra. Electrodo de tierra: Parte conductora que puede estar embutida en el suelo o en un medio conductor particular, por ejemplo cemento, en contacto eléctrico con la Tierra.
Sistemas de PAT: Definiciones Conductor de tierra: Conductor de protección que une el borne principal de tierra con la toma de tierra. Borne principal de tierra: Borne o barra que forma parte de la puesta a tierra de protección de una instalación, previsto para la conexión a tierra de los conductores de protección, incluidos los conductores de conexión equipotencial.
Sistemas de PAT: Definiciones Masa: Ya definida. Elemento conductor, que no está pensado para conducir corriente o estar a un potencial distinto de cero Tierra local: Parte de la Tierra en contacto eléctrico con una toma de tierra, y cuyo potencial eléctrico no es necesariamente igual a cero
Sistemas de PAT: Definiciones Tierra de referencia (Tierra): Parte de la tierra considerada como conductora cuya tensión se asume, por convención, igual a cero. Fuera de la zona de influencia de toda instalación de puesta a tierra. Tierra lejana. Resistencia de puesta a tierra: Resistencia entre el borne principal de tierra y la tierra de referencia.
Elementos de PAT: Electrodos de tierra Deben soportar corrosión y tener adecuada resistencia mecánica Tipos de electrodos de tierra: Cintas (pletinas) o conductor desnudo multifilar Caños o barras (picas o jabalinas) Placas Materiales: cobre acero galvanizado en caliente acero inoxidable acero con recubrimiento de cobre
Sistemas de Puesta Electrodos de tierra A Tierra: Se admiten distintas configuraciones electrodos del mismo material Dimensiones mínimas: con
Sistemas de PAT: Conductores de tierra El Reglamento de BT le llama Conductor de enlace con tierra y establece como sección mínima para el mismo 35 mm² en cobre Si la línea repartidora es de menor sección, se utiliza la misma sección que los conductores de fase.
Sistemas de PAT: Borne principal de tierra Borne o barra principal de tierra: Forma parte de la PAT Conexión a tierra de los conductores de protección Conexión equipotencial principal Debe realizarse de forma de poder desconectarse individualmente cada conductor conectado Su remoción solo debe ser posible por medio de una herramienta
Sistemas de PAT: Conductores de protección PE Todo circuito debe incluir el conductor de protección Conducen las corrientes de falla de aislación, entre un conductor de fase y una masa, a través del neutro de la fuente Se conecta a otro conductor PE o al borne principal de tierra, y este a los electrodos de tierra
Sistemas de PAT: Conductores de protección PE Deben ser aislados e identificados con los colores verde/amarillo y deben estar protegidos contra daños mecánicos y químicos Pueden utilizarse: Conductores aislados formando parte de cables multipolares; agrupados con otros cables; o separados
Sistemas de PAT: Conductores de protección PE No se permite!! cañerías de agua cañerías que contengas gases o líquidos inflamables soportes de canalizaciones
Sistemas de PAT: Conductores de protección PE Conexión a tierra: ligazón metálica directa, sin dispositivo de protección, de sección suficiente, entre determinados elementos de la instalación (masas), y uno o un grupo de electrodos enterrados en el suelo
Sistemas de PAT: Conductores de protección PE, Secciones mínimas Para conductores de protección con protección mecánica: 2 mm² Para conductores sin protección mecánica: 4 mm²
Sistemas de PAT: Conductores de protección PE, Secciones mínimas = S es la sección del conductor en mm² I es el valor eficaz en Amperios de la corriente de defecto a tierra: FT o 2FT t : tiempo de actuación (s) k es un factor que depende del tipo de material del conductor de protección, del tipo de aislamiento y de las temperaturas inicial y final Aplicable para tiempos de desconexión menores a 5s
Sistemas de PAT: Conductores de protección PE, Secciones mínimas Valores de K (conductores no agrupados):
Sistemas de PAT: Conductores de protección PE, Secciones mínimas Valores de K (conductores SÍ agrupados):
Tensión de toque y de paso Tensión de toque: Dif. de potencial entre un punto del elemento conductor, situado al alcance de la mano de una persona, y un punto en el suelo situado a 1m =( + )
Tensión de toque y de paso Tensión de toque:
Tensión de toque y de paso Ec. de Dalziel: Define la corriente de choque máxima que no causa fibrilación ventricular =, La tensión de toque máxima generada por el defecto no debe producir una corriente de choque mayor a la limitada, por lo tanto = (1000 + 1,5 = 1000; 3 ) ),
Tensión de toque y de paso Análogamente para tensión de paso: =( +2 = (1000 + 6 ) ),
Resistencia de PAT Para todas las configuraciones puede expresarse como: R =rx f (g) La resistividad del suelo por una función de la geometría de la puesta a tierra
Resistencia de PAT Tabla de resistividades típicas del suelo
Resistencia de PAT Cálculo: Para una jabalina vertical: : : : = ;
Resistencia de PAT Cálculo: Para una jabalina vertical: = La resistencia RT: ; Baja con el aumento del largo, significativamente hasta los 2,5 m Con el diámetro los cambios no son significativos, por lo cual queda definido por condiciones de corrosión y resistencia mecánica Es directamente proporcional a la resistividad del suelo
Resistencia de PAT Cálculo: Jabalinas en paralelo, se cumple: < < Es bueno separar las jabalinas, para minimizar el bloque de corriente entre una y otra
Sistemas de Puesta A Cálculo de resistencia de PAT Tierra: Otro Ejemplo: Conductor horizontal dispuesto en circunferencia:
Medida de resistencia de PAT Método Volt-Amperimétrico PAT AUX de I AUX de V
Resistividad del suelo El suelo generalmente posee capas de distinta resistividad Las capas horizontales o incluso verticales (fallas) Para el modelado, se obtienen medidas de resistividad en función de la profundidad Se modela en general en 1, 2 o más capas horizontales Wenner
Resistividad del suelo Método de Wenner = A partir de la resistencia medida se deduce la resistividad del suelo 2 >
Resistividad del suelo Método de Wenner Se considera que el 58% de la corriente inyectada, circula a una profundidad «a» Por lo tanto la resistividad medida es a esa profundidad ( ) 2
Resistividad del suelo Método de Wenner: Análisis de las medidas Calcular la media aritmética de los valores de resistividad, medidas para cada separación entre picas (2, 4, 6,,32 m; en tres direcciones). Calcular el desvío de cada valor respecto a su media. Desestimar los valor que tienen un desvío mayor al 50%. Recalcular la media y trazar la curva r(a)