Mitos del sistema de puesta a tierra
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ConsumoFuente de suministro
L
N
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Generación
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OTROS USOSSISTEMASDE POTENCIA
NECIEEE 80 de 2000IEEE 80 de 2000
ó
NEC
ó
NEC
IEC
IEC
NEC
NEC
IEEE
IEC
NFPA
NFPA
Mitos y realidades sobre los Sistemas de Puesta a Tierra
Ing. Alberto Braulio Alzate Duque. México, D.F. 09 de septiembre de 2015
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ICA –PROCOBRE
2
Aviso Importante: Esta presentación ha sido preparada por el Ingeniero Braulio Alzate Duque en colaboración con Procobre Centro Mexicano de Promoción del cobre A.C. con el propósito de difundir y diseminar diferentes aspectos relacionados con ventajas y beneficios para quienes adopten o implementen las recomendaciones aquí expuestas. Ha sido preparado y revisado por personas conocedoras del tema, sin embargo, el Procobre Centro Mexicano de Promoción del Cobre, A.C. y otros organismos participantes no se responsabilizan de su aplicación ni de la profundidad en relación al contenido aquí expuesto, ni por cualquier daño directo, incidental o consecuencial que pueda derivarse del uso de la información o de los datos aquí contenidos.
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ICA –PROCOBRE
• ICA-Procobre México, red de instituciones latinoamericanas cuya misión es promover el uso y consumo de aplicaciones de cobre mediante una adecuada gestión de información, impulsando la investigación, el desarrollo de nuevas aplicaciones, el mejoramiento de la calidad de vida y el progreso de la sociedad.
3
LATINO AMERICA - México - Brasil - Perú - Chile - Argentina
NORTE AMERICA - Canadá - EEUU
EUROPA - Reino Unido - Italia - Francia - Alemania - Polonia - Hungría - Suecia - España - Benelux - Grecia - Rusia AFRICA
Sud Africa
ASIA - S.E. Asia - Singapur - Australia - China - India - Japón
ICA
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Proviene del griego µυϑoς = fábula
Explicación pre-‐lógica, simplista e incompa<ble con la ciencia y pensamiento modernos.
Persona o cosa a las que se atribuyen cualidades o excelencias que no 3enen.
MITO
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REALIDAD
Del la<n «realis» = La desinencia de abstracción. El modo de ser de las cosas en cuanto existen fuera de la mente humana independiente de ella.
Contraposición de lo fantás<co e ilusorio.
La búsqueda de una buena “TIERRA” es similar a la búsqueda del Santo Cáliz o Grial Sagrado, en muchos aspectos. Según la leyenda se disipa y desaparece cuando se acerca a él alguno que no es puro y santo.
Warren H. Lewis.
«La picardía y osadía de muchos es impresionante en relación a los temas de Tierras y Rayos: todos son expertos cuando se trata de ganar dinero, pero nadie es responsable cuando se trata de ver qué pasó con lo que se suponía protegería».
Dr. Horacio Torres
CIENCIAS QUE INTERVIENEN
• ELECTRICIDAD • ELECTROMAGNETISMO • ELECTROQUÍMICA • ÉTICA • FÍSICA • GEOELECTRICIDAD • GEOFÍSICA • GEOLOGÍA • GEOMAGNETISMO
• GEOQUÍMICA • GEOTECNIA
• GEOTERMIA • GRAVIMETRÍA • HIDROGEOLOGÍA • INFORMÁTICA • MATEMÁTICAS APLICADAS • METALIZACIÓN O GALVANOTECNIA • METROLOGÍA • MINERALOGÍA • QUÍMICA • SALUD OCUPACIONAL
• GENERACIÓN: IEEE 665
• TRANSMISIÓN: IEEE 1243
• SUBESTACIONES: IEEE 80 / IEEE 837/ IEEE 998
• DISTRIBUCIÓN: ANSI C2 / IEEE 1410
• BAJA TENSIÓN: NEC / NTC 2050 / RETIE / IEC 60364/IEEE 142
• PROTECCIÓN CONTRA RAYOS: IEC 62305 / NTC 4552/NFPA 780
• TELECOMUNICACIONES: UIT / EIA / TIA / MOTOROLA R-‐56
• EQUIPO ELECTRÓNICO: IEEE 1100 / IEC 61000-‐5-‐2/ NFPA 77
• MEDICIONES: IEEE 81 / IEC 61557
• TIERRAS TEMPORALES: IEC 61230 / IEEE 1048
PRINCIPALES NORMAS QUE APLICAN EN SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
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ÁMBITO DE APLICACIÓN
ConsumoFuente de suministro
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Generación
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OTROS USOSSISTEMASDE POTENCIA
NECIEEE 80 de 2000IEEE 80 de 2000
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NEC
ó
NEC
IEC
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NEC
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IEC
NFPA
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DIÁMETRO
ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DE PARÁMETROS DE UN ELECTRODO
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LONGITUD
ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DE PARÁMETROS DE UN ELECTRODO
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PARALELO
ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DE PARÁMETROS DE UN ELECTRODO
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CORRIENTE DE DESBALANCE
Ver Artículo 250.6 del NEC 2014
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CORTOCIRCUITO
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CORTOCIRCUITO
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FALLA A TIERRA
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FALLA A TIERRA
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EXTRACCIÓN DEL IEEE 142
¡ Grave error en la comprensión de la funcionalidad de los
conductores de neutro y tierra por parte de los fabricantes, ha llevado
a especificar instalaciones que incumplen el NEC !
(5.5.3.1 IEEE 142 de 2007)
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PROBLEMAS
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PROBLEMAS
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OBRA DE LADRONES !
?
Si r0 =L R = 94%
r1
r0
L
Cílindro crítico
Electrodo
ÁREA DE INFLUENCIA DE LOS ELECTRODOS TIPO VARILLA
2:31:38 pm
2:31:38 pm
EL ÁREA INMEDIATAMENTE ALREDEDOR DE UNA VARILLA ES EL MÁS IMPORTANTE
PARA REDUCIR SU RESISTENCIA.
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ASPECTOS QUE INFLUYEN PROFUNDIDAD IDEAL
• Resistividad de la capa superficial artificial • Resistividad aparente del terreno en los diferentes
estratos. • Tensión máxima de paso y contacto • Duración de la falla • Magnitud de la corriente de falla • Distribución geométrica de la malla • Conexión equipotencial a nivel de superficie
2:31:38 pm
L
R1 R2
Rm = R1 + R2 Para que Rm = R1; R2 debe tender a cero
Rm
O cuando menos deberíamos conocer R2 para tener dos de las tres variables
Nota: Rm se podría considerar casi igual a R1 si R2 tiende a un valor al menos 20 veces menor a R1, Por ejemplo en instalaciones con neutro múltiplemente puesto a tierra
RESISTIVIDAD APARENTE; UNA CARACTERÍSTICA DEL TERRENO
RESISTENCIA: UN PARÁMETRO DE UNA PUESTA A TIERRA
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MÉTODOS PARA MEDIR RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA
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• POR TOMA DE MUESTRAS • DE CUATRO ELECTRODOS • DE SCHLUMBERGER O DE GRADIENTE • DE SCHLUMBERGER MODIFICADO • DE A.L. KINYON • DE WENNER O DE POTENCIAL • DE PALMER • DE LEE • DIPOLARES (6) • DE DOS ELECTROS • POR MEDIDA DE RESISTENCIA
MÉTODOS PARA MEDIR RESISTIVIDAD APARENTE DEL TERRENO
MÉTODO DE CAIDA DE POTENCIAL
IMPEDANCIA Y RESISTENCIA
USO PARA VALOR MÁXIMO DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA
Estructuras de líneas de transmisión. 20 Ω Subestaciones de alta y extra alta tensión. 1 Ω Subestaciones de media tensión en poste. 10 Ω Subestaciones de media tensión de uso interior. 10 Ω Protección contra rayos. 10 Ω Neutro de acometida en baja tensión. 25 Ω Descargas electrostáticas. 25 Ω
Equipos electrónicos sensibles. 5 Ω
VALORES DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA
-10 -5 0 5 1010 5 0-5 -1014042
10532
7021
3511
0105
0-5
-10
-1 0-5
0
51 0
14042
10532
7021
3511
1170210643958585267468640953504292323321751116
COMPORTAMIENTO DE LA TENSIÓN EN UNA PUESTA A TIERRA A TRAVÉS DE LA CUAL
CIRCULA CORRIENTE
V apl
V TH
V TH
GPR
Vs
Malla de cerramiento
Cuerpo Superficie
GPR
Soportable
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QUÉ VALOR DE RESISTENCIA EXIGE EL IEC 62305-3
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2:31:39 pm
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EL SÍMBOLO CORRECTO
R <<<<
R << R
EL SÍMBOLO CORRECTO
Tierra de protección Tierra aislada
¡Gracias! Escriba a : Ing. Alberto Braulio Alzate Duque. [email protected] Tel. (044) 55 3898 2766 / (+52) 55 6269 8840
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PREGUNTAS Y RESPUESTAS
Pregunta 1. ¿Las mallas del transformador son diferentes?
Si, espero que tu pregunta haya quedado resuelta Marco, en caso de que requieras más información por favor me avisas y lo podemos ver particularmente por Skype o por teléfono.
Pregunta 2. Buenos días, ¿para el diseño de una puesta a tierra de una subestación MT/BT, se debe usar la corriente de falla a tierra en el primario o en el secundario? media tensión / baja tensión, por ejemplo 13200 / 480 V
La corriente de falla que se usa es la corriente de falla monofásica a tierra en la MT, ya que las fallas en BT deben regresar a la fuente a través de los conductores de puesta a tierra para equipos y no a través del terreno.
Recuerda el mito de confundir la corriente de falla a tierra con la corriente de cortocircuito.
A continuación se enlistan las preguntas que no pudieron ser respondidas durante la sesión.