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Mediciones electricas (puesta a tierra)

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Mediciones electricas (puesta a tierra)

  1. 1. UNIVERSIDAD FERMIN TORO DECANATO DE INGENIERÍAESCUELA DE INGENIERIA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE POTENCIA Integrantes: Arroyo Daniely Colmenrez Klivert Russo JoseCabudare, Febrero de 2013
  2. 2. MEDICIÓN DE PUESTA A TIERRA En cualquier instalación doméstica eindustrial, la conexión de una toma de tierraes una de las reglas básicas a respetar paragarantizar la seguridad de la red eléctrica. La ausencia de una toma de tierra podríasuponer serios riesgos para la vida de laspersonas y poner en peligro las instalacioneseléctricas y los bienes. Sin embargo, la presencia de una toma de tierra no es suficiente para garantizar una seguridad total. Sólo controles realizados con regularidad pueden probar el correcto funcionamiento de la instalación eléctrica. Existen numerosos métodos de medición de tierra dependiendo del tipo de regímenes de neutro, del tipo de instalación (doméstico, industrial, medio urbano, rural, etc.) y de la posibilidad de dejar sin tensión la instalación.
  3. 3. ¿Por qué es necesaria una puesta a tierra?La puesta a tierra consiste en realizar una conexión eléctrica entre un punto dado de la red, de una instalación o de un material y una toma de tierra. Esta toma de tierra es una parte conductora, que se puede incorporar en el suelo o dentro de un medio conductor, en contacto eléctrico con la Tierra.La puesta a tierra permite así conectar a una toma de tierra, a través de un cable conductor, las masas metálicas que corren el riesgo de entrar en contacto casualmente con la corriente eléctrica debido a un defecto de aislamiento en un dispositivo eléctrico. La corriente de defecto norepresentará en este caso ningún peligro para las personas,ya que podrá eliminarse por la tierra. Sin una puesta a tierra, la persona quedará sometida a una tensión eléctrica que, según su importancia, puede ocasionar la muerte. La puesta a tierra permite entonces eliminar sin riesgo las Una buena puesta a corrientes de fuga y, asociada a un dispositivo de corte tierra garantiza por lo tanto la automático, originar la desconexión de la instalación seguridad de las personas, pero eléctrica. también la protección de los bienes e instalaciones en caso de rayo o de intensidades de defecto.
  4. 4. ¿Qué valor de resistencia de tierra debe encontrarse? Antes de efectuar una medida de tierra, la primera cuestión fundamentalque uno debe plantearse es saber cuál es el valor máximo admisible paraasegurarse de que la toma de tierra sea correcta. Las exigencias en materia de valor de resistencia de tierra son distintassegún los países, los regímenes de neutro utilizados o el tipo de instalación. Esimportante informarse previamente sobre la norma vigente para la instalacióna probar.
  5. 5. Ejemplo: En una instalación, para garantizar la seguridad de las personas, los dispositivos de protección deben actuar en cuanto circule por la instalación una "tensión de defecto“ que supera la tensión límite aceptada por el cuerpo humano. Los estudios realizados por un grupo de trabajo, compuesto por médicos y expertos en seguridad, han llevado a la fijación de una tensión de contacto permanente admitida como no peligrosa para las personas del orden de 50 VAC para los locales secos (este límite puede ser más débil para medios húmedos o sumergidos). Digamos para esta caso que en las instalaciones domésticas, el dispositivo de corte diferencial asociado a la toma de tierra acepta una elevación de corriente de 500 mA. Entonces : Mediante la ley de Ohm: Se obtiene: R = 50 V / 0,5 A = 100 Ω Por lo tanto:Para garantizar la seguridad de las personas y de los bienes, la resistencia de la toma de tierratiene que ser por lo tanto inferior a 100 Ω.El cálculo a continuación refleja perfectamente que el valor depende de la corriente nominal deldispositivo de protección diferencial de cabecera de la instalación.
  6. 6. ¿De qué está compuesta una puesta a tierra? La toma de tierra se aplica en función de los países, del tipo de construcción o de las exigencias normativas, existen distintos métodos para realizar una toma de tierra. Generalmente, los tipos de construcción son los siguientes: Bucle en el fondo de la excavación Fleje o cable enterrado en el hormigón de limpieza  Placas Picas o tubos Cintas o cables La naturaleza de la toma de tierra El conductor de tierra Sea cual sea el tipo de toma de tierra elegido, su papel La naturaleza y la resistividad del terreno, de radica en estar en estrecho contacto con la tierra paraahí la importancia de realizar medidas de proporcionar una conexión con el terreno y que circulenresistividad antes de la implantación de las corrientes de defecto. La realización de una correctanuevas tomas de tierra. toma de tierra dependerá entonces de tres elementos esenciales como:
  7. 7. La resistividad de los terrenos La resistividad (ρ) de un terreno se expresa en óhm-metro (Ω.m). Esto corresponde a la resistencia teórica en Ohmios de un cilindro de tierra de 1 m2 de sección y de 1 m de longitud. Su medida permite conocer la capacidad del terreno para conducir la corriente eléctrica. Por lo tanto, cuanto más débil sea la resistividad, más débil será la resistencia de la toma de tierra construida en este lugar. La resistividad es muy variable según las regiones y lanaturaleza de los terrenos. Depende del índice de humedad y de la temperatura (las heladas o la sequía la aumentan).Por ello una resistencia de tierra puede variar según las estaciones y las condiciones de medida.Dado que la temperatura y la humedad son más estables al alejarse de la superficie de la tierra, cuanto más profundo esté el sistema de puesta a tierra menos sensible será el mismo a los cambios medioambientales. Es importante resaltar que siempre se recomienda realizar la toma de tierra lo más profundo posible.
  8. 8. Utilidad de la medida de resistividadLa medida de resistividad permitirá:  Elegir la ubicación y la forma de las tomas de tierra y de las redes de tierra antes de construirlas.  Prever las características eléctricas de las tomas de tierra y de las redes de tierra.  Reducir los costes de construcción de las tomas de tierra y de las redes de tierra (ahorro de tiempo para conseguir la resistencia de tierra deseada).
  9. 9. MÉTODO DE LA TIERRA CONOCIDA. MÉTODO DE LA TIERRA CONOCIDA Este método consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo a probar y uno de resistencia despreciable. En este método se hace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, esta corriente se distribuye en forma similar a las líneas de fuerza entre polos magnéticos. El inconveniente de este método es encontrar los electrodos de resistencia conocida y los de resistencia despreciable.
  10. 10. MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD POR EL MÉTODO DE LOS DOS PUNTOS Tanto el instrumento de Shepard como otros métodos semejantes de dos puntos, permiten efectuar una estimación rápida del valor de la resistividad de los suelos naturales, además de ser fácilmente transportable y permitir mediciones en volúmenes reducidos de suelos, como por ejemplo en el fondo de excavaciones. El aparato consta de dos electrodos, uno mas pequeño que el otro, que se conectan a sendas pértigas aislantes. El borne positivo de una batería se conecta a través de un miliamperímetro al electrodo mas pequeño y el borne negativo al otro electrodo. El instrumento puede ser calibrado para expresar las mediciones directamente en Ohm- centímetro a la tensión nominal de la batería. Cabe acotar que se han desarrollado una gran variedad de instrumentos digitales y analógicos que utilizannumerosas variantes de los métodos descriptos anteriormente, brindando lecturas directas. Por ejemplo, existe un gran parque de óhmetros marca Megger que utilizan un instrumento de bobinas cruzadas que opera como cocientímetro y posee un generador de CA accionado a manivela. También hay equipos que utilizangeneradores electrónicos de alta frecuencia para efectuar mediciones de puesta a tierra en torres de alta tensión sin desconectar el hilo de guardia, considerando que a esas frecuencias dicho hilo presenta una reactanciainductiva suficientemente elevada como para considerarlo un circuito abierto. Además hay que tener en cuenta que las descargas atmosféricas contienen componentes de alta frecuencia.
  11. 11. MÉTODO DE LOS TRES PUNTOS O TRIANGULACIÓN Consiste en enterrar tres electrodos (A, B, X), se disponen en forma de triángulo, tal como se muestra en la figura 2, y medir la resistenciacombinada de cada par: X+A, X+B, A+B, siendo X la resistencia de puesta a tierra buscada y A y B lasresistencias de los otros dos electrodos conocidas. Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el triángulo sera determinada por la medida de voltaje y corriente a través de la resistencia. Así quedan determinadas las siguientes ecuaciones: Este método es conveniente para medidas de resistencias de las bases de las torres, tierras aisladas con varilla o puesta a tierra de pequeñas R1= X+A instalaciones. No es conveniente para medidas de resistencia bajas R2= X+B como las de mallas de puesta a tierra de subestaciones grandes. El R3= A+B principal problema de este metodo es que A y B pueden ser De donde demasiado grandes comparadas con X (A y B no pueden superar a 5X), resultando poco confiable el calculo. X= (R1+R2-R3)/2
  12. 12. MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD POR EL MÉTODO DE LOS CUATRO PUNTOSGeneralmente la resistividad del terreno se mide por el método universalde cuatro puntos desarrollado por F. Wenner en 1915. El mismo resulta el La teoría indica que la mas seguro en la práctica para medir la resistividad promedio de resistividad promedio del volúmenes extensos de suelos naturales. suelo “ρ” a una profundidad igual a En este método se clavan en el suelo 4 electrodos pequeños (jabalinas) la distancia "a" vale dispuestos en línea recta con la misma distancia "a" entre ellos y a una aproximadamente: profundidad "b" que no supere 1/10 de "a" (preferentemente 1/20 de "a").Entonces se inyecta una corriente de medición "I" que pasa por el terreno a través de los dos electrodos extremos y simultáneamente semide la caída de tensión "U" entre los dos electrodos interiores, utilizando un potenciómetro o un voltímetro de alta impedancia interna. Si se efectúan una serie de mediciones realizadas a diferentes distancias "a" se puede construir un diagrama de resistividades del suelo en función de la profundidad, que permite detectar la existencia de distintas capas geológicas en el terreno. Cabe acotar que en los emplazamientos donde el terreno presenta diferentes valores de resistividad en función de la profundidad, la experiencia indica que el valor mas adecuado para el diseño del dispersor a tierra es el que se obtiene a una profundidad mayor.
  13. 13. La resistencia LA CAIDA DE POTENCIAL.MÉTODO DEde los electrodos auxiliares se desprecia, porque la resistencia del electrodo C no tiene determinación de la caída de potencial V. La corriente I una vez determinada se MÉTODO DE LA CAIDA DE POTENCIAL Es el método mas empleado, los electrodos son dispuestos como lo muestra la figura; E es el electrodo de tierra con resistencia desconocida; P y C son los electrodos auxiliares colocados a una distancia adecuada (). Una corriente (I) conocida se hace circular a través de la tierra, entrando por el electrodo E y saliendo por el electrodo C. La medida de potencial entre los electrodos E y P se toma como el voltaje V para hallar la resistencia desconocida por medio de la relación V/I . La resistencia de los electrodos auxiliares se desprecia, porque la resistencia del electrodo C no tiene determinación de la caída de potencial V. La corriente I una vez determinada se comporta como contante. La resistencia del electrodo P, hace parte de un circuito de alta impedancia y su efecto se puede despreciar.

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