Nombre del documento: CALCULO MALLA DE PUESTA A TIERRA SUBESTACION CAMPOBONITO 115 kv. ANEXO 1 MEDIDA DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO Consecutivo del documento: LE-FR-CON-256-MC-002 ANEXO 1 MEDIDA DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO SUBESTACION CAMPOBONITO 115 KV REVISIÓN FECHA DESCRIPCIÓN ELABORÓ APROBÓ LA SALIDA AL CLIENTE A 30/08/2011 Primera revisión CAO LES APROBÓ CLIENTE B 20/09/2011 FIRMAS
CONTENIDO 1 OBJETO 3 2 ALCANCE 3 3 DESARROLLO 3 3.1 MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO 4 3.2 ANALISIS DE LOS VALORES DE RESITIVIDAD TOMADOS EN TERRENO 5 4 CONCLUSIONES 7 5 REFERENCIAS 8
1 OBJETO Presentar al Cliente ELECTRIFICADORA DEL META SA-ESP los criterios aplicados para medir la resistividad del Terreno de la Subestación Campobonito 115 kv. 2 ALCANCE Describir la Metodología aplicada para medir la resistividad del terreno y el análisis de los valores tomados en el terreno donde se construirá la subestación Campobonito 115 kv. 3 DESARROLLO Para efectuar la medición de la resistividad del terreno, se desplazaron hasta el lote donde se localiza la subestación Campobonito 115 kv, los ingenieros de Lyansa Eléctrica Ltda., los cuales realizaron las mediciones de resistividad del terreno y recolectaron la información necesaria para dicha labor, cumpliendo a cabalidad con los procedimientos para la realización trabajo seguro implementados por nuestro sistema de calidad y exigidos por el Cliente. Las mediciones de resistividad del terreno se realizaron en los ejes X y Y correspondiente al lote de la subestación Campobonito 115 Kv, como se muestra en la Figura 1. Se anexa certificación de calibración del equipo utilizado.
3.1 Medición De Resistividad Del Terreno Para la medición de la resistividad del terreno se usó un telurómetro digital EUROTEST 61557- SERIE No. 17011191, con el método de Wenner, el cual consiste en la inyección de corriente al terreno y la medición de la tensión que aparece entre dos electrodos dispuestos en el camino de la corriente a una distancia conocida. La razón entre la corriente conocida y la tensión medida proporciona la resistencia del camino de la corriente. Conocida la distancia interelectródica se puede calcular la resistividad del terreno mediante la relación: ρ = 2πRd donde R es la resistencia medida y d es la distancia interelectródica. La figura 2 muestra esquemáticamente la conexión del equipo para la medición de resistividad del terreno. Figura 2. Conexión del equipo para la medición de resistividad
Para realizar las mediciones, se desplegaron los electrodos tomando como referencia dos (2) ejes en forma de cruz, dispuestos en la zona donde se encuentra la subestación Campobonito 115 kv. En cada eje se realizaron mediciones variando la separación entre electrodos desde 1, hasta 8 metros. En total se realizaron seis (6) mediciones por cada eje. La Figura 1 presenta la ubicación del lote donde se realizaron medidas. Una vez se construya la malla de puesta a tierra de la subestación debe verificarse que la resistencia de puesta a tierra corresponda al valor calculado en diseño. Al interconectar todos los sistemas de puesta a tierra el valor de resistencia medido debe ser inferior. De no ser así, deben instalarse contrapesos adicionales. 3.2 ANALISIS DE LOS VALORES DE RESITIVIDAD TOMADOS EN TERRENO. De acuerdo con la recomendación de la norma IEEE 80-2000, en su numeral 13.1, los valores tomados en terreno se deben tabular, con el fin de determinar si el suelo tiene un comportamiento homogéneo o si es necesario asumir que el suelo es de tipo de dos capas. Un suelo se considera de tipo homogéneo, cuando los valores de resistividad tomados en terreno tiene un comportamiento uniforme es decir, no tienen una desviación mayor al 30% respecto al valor más alto medido. Si se encuentran valores con desviaciones mayores al 30%, se debe asumir que el suelo es de dos capas, ver Tabla No 1: TABLA No 1 Ítem Separación entre electrodos a [m] SE CAMPOBONITO Dirección 1 Dirección 2 1 1 3050 3210 2 2 2150 2560 3 3 1940 1990 4 4 1310 1590 5 6 1500 1300 6 8 1890 1550 Dirección 3
El modelo de suelo de dos capas, se representa por un suelo con una capa superior de profundidad finita y con una resistividad ρ1 y una capa inferior de profundidad infinita con una resistividad ρ2. Se grafica la curva de resistividad, asumiendo el promedio de las resistividades en las direcciones tomadas en terreno y con las distancias del cuadro de la Tabla No 2. TABLA No 2 SEPARACION Dirección 1 Dirección 2 Dirección 3 PROMEDIO 1 3050 3210 2086,67 2 2150 2560 1570,00 3 1940 1990 1310,00 4 1310 1590 966,67 6 1500 1300 933,33 8 1890 1550 1146,67 PROMEDIO 1973,33 2033,33 987,78
Se asume como ρ1 el valor más alto de la resistividad promedio y como ρ2 el valor de la resistividad promedio menor. Se encuentra la relación ρ2/ ρ1, y de la figura No 21 de la norma IEEE 80-2000 y sobre el eje de las Y, se encuentra el valor de ρa/ ρ1, donde ρa corresponde al valor de la resistividad aparente del suelo, y cuyo valor será la base para el cálculo de la malla de puesta a tierra. De acuerdo con la norma IEEE 80-2000, para suelos de dos capas se deben seleccionar las resistividades R1 y R2, como la maxima y la minima respectivamente. Para nuestro caso se selecciona : R1= 2086,67 R2= 933,33 la grafica. Se determina el valor de R2/R1 y se selecciona de la curva de la fig No 21 de la norma, el valor de Ra/R1. Entonces: R2/R1= 0,44728435 DE la fig No 21 de la norma, para un valor de R2/R1=0,55 se obtiene : Ra/R1= 0,572679576 De donde se deduce que Ra= R1* I21 Ra= 1195,0 4 CONCLUSIONES De acuerdo con la recomendación de la norma IEEE 80-2000, en su numeral 13.1, se debe analizar los valores medidos en terreno para determinar cuando un terreno es homogéneo y cuando se debe asumir que el suelo tiene un comportamiento de suelo de dos capas.se
analizaron los valores tomados en terreno y se determino que el suelo tiene un comportamiento de un suelo de dos capas. De acuerdo con los cálculos el valor de la resistividad del terreno es el valor obtenido de ρa = 1.195 Ω-m. 5 REFERENCIAS [1] IEEE Standard 80-2000 "IEEE Guide For Safety In Ac Substation Grounding". [2] IEEE Standard 142-1991 "Recommended Practice For Grounding Of Industrial And Commercial Power Systems". [3] NEC - 2005 Edition National Electrical Code [4] NTC 2050, 1998 Norma Técnica Colombiana [5] Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE. CURVAS PATRON DE RESISTIVIDAD APARENTE IEEE 80-2000