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PUESTAS A TIERRA EN CENTROS DE TRANSFORMACIÓN (Medidas de tensiones de paso y contacto)

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PUESTAS A TIERRA EN CENTROS DE TRANSFORMACIÓN (Medidas de tensiones de paso y contacto). Puestas a tierra en C.T Introducción.

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Presentation Transcript
puestas a tierra en c t introducci n
Puestas a tierra en C.TIntroducción
  • Para tener una visión de los fenómenos que ocurren alrededor del electrodo de puesta a tierra , cuando se produce una derivación de corriente a través del mismo, es necesario conocer el camino que recorre dicha corriente de fuga o defecto.
  • La corriente de defecto , al alcanzar los electrodos , se introduce en el terreno, buscando el neutro del transformador que alimenta el C.T. Como consecuencia de la tensión que quedan los electrodos ( Vd=Rt*Id ), se tienen en las zonas inmediatas a los mismos , en un radio de 20 o 30 m, tensiones decrecientes desde Vd hasta cero.
puestas a tierra en c t1
Puestas a tierra en C.T
  • Los objetivos de una puesta a tierra son:
    • Protección de personas y bienes.
    • Evacuación de las corrientes de defecto y descarga.
    • Reducir al mínimo las transferencias de tensión e interferencias.
puestas a tierra en c t2
Puestas a tierra en C.T
  • En los C.T , al igual que en las instalaciones eléctricas en edificios , se exige una correcta puesta a tierra.
  • El sistema de puesta a tierra junto con el dispositivo deinterrupción de corriente , deberá asegurar la eliminación del riesgo eléctrico debido a la aparición de tensiones peligrosas, en el caso de contacto con las masas puestas en tensión a causa de posibles defectos en la instalación eléctrica o en la red unida a ella.
  • El reglamento de AT , MIE RAT 13, señala las características de estas instalaciones.
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Puestas a tierra en C.T
  • En el C.T se pueden tener dos instalaciones de puesta a tierra:
    • La puesta a tierra de servicio.
    • La puesta a tierra de protección.
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Puestas a tierra en C.T
  • Puesta tierra de servicio:
    • Neutro de los transformadores que lo precisen ( TT , TN ) con neutro a tierra directo o a través de resistencia o bobina.
    • Neutro de alternadores.
    • Circuitos de baja tensión de transformadores de medida.
    • Limitadores , descargadores , autoválvulas, pararrayos para eliminación de sobretensiones o descargas atmosféricas.
    • Elementos de derivación a tierra de los seccionadores de puesta a tierra
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Puestas a tierra en C.T
  • Puesta tierra de servicio:
    • La puesta a tierra de servicio tendrá un valor tal que una intensidad de defecto transmitida a la baja tensión no origine una tensión de defecto superior a 1500 V. ( reglamento de baja tensión MIE BT 17 que fija que la tensión mínima de ensayo de las instalaciones de BT es 2U+1000 durante 1 min. , con un mínimo de 1500 V.
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Puestas a tierra en C.T
  • Puesta a tierra de protección (Se pondrán a tierra las partes metálicas de una instalación que no estén en tensión normalmente pero que puedan estarlo a consecuencia de averías , accidentes..... ):
    • Chasis, bastidores de aparatos de maniobra.
    • Envolventes de armarios metálicos.
    • Puertas, vallas y cercas metálicas.
    • Tuberías y conductos metálicos.
    • Estructuras y armaduras metálicas de edificios que contengan instalaciones de A.T
    • Carcasas de transformadores , generadores , motores...
    • Blindajes metálicos de cables
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Puestas a tierra en C.T
  • Las puestas a tierra pueden ser independientes o únicas.
  • Se pueden unir las tierras cuando la tensión de defecto
    • Vd= Rt X Id  1000 V
  • En C.T. con tierras separadas , se recomienda :
    • R.T.S  10 Ohmios y R.T.P  6 Ohmios
  • En C.T con tierras únicas , se recomienda R.T  1 Ohmio.
  • En C.T con tierras separadas , para garantizar cuando se disipe un defecto en T.P no afecte a las instalaciones de los usuarios ( mediante T.S ) debe establecerse una separación entre los electrodos más próximos de cada instalación, la cual será función de la resistividad del terreno y la intensidad de defecto.
  • La máxima diferencia de potencial entre el neutro de baja tensión y una tierra lejana no afectada no debe ser superior a 1000 V.
puestas a tierra en c t mediciones
Puestas a tierra en C.TMediciones
  • Para que el sistema pueda recibir la correspondiente autorización legal, es preciso que se superen dos cuestiones:
    • La medida de la resistencia de tierra de la instalación.
    • La comprobación que las tensiones de paso y contacto están dentro de los límites de seguridad.
puestas a tierra en c t resistencia de tierra
Puestas a tierra en C.TResistencia de tierra
  • La resistencia de tierra dependerá de:
      • Resistividad del terreno
      • Dimensiones físicas del electrodo. (forma dimensiones)
  • La resistencia de tierra está concentrada junto al electrodo y no es constante entre dos puntos a y b. (implica que mejorar la tierra es actuar sobre la superficie del electrodo )
puestas a tierra en c t resistencia de tierra1
Puestas a tierra en C.TResistencia de tierra
  • Valor de la resistencia de tierra.
    • Cuando por un electrodo se difunde una corriente I , la tensión a la que queda el electrodo , respecto al punto de referencia es Vr.
    • Si la Rt es elevada la tensión a la que queda el electrodo es elevada y se pueden producir tensiones peligrosas.
    • En baja tensión el valor de la tensión no debe superar la tensión de seguridad ( 50 V (lugares secos ) , 24 V ( locales húmedos ) ) MIE-BT-31
    • En los C.T se indican las tensiones máximas de contacto aplicada ( MIE RAT 13 )
puestas a tierra en c t resistencia de tierra2
Puestas a tierra en C.TResistencia de tierra
  • Factores a considerar :
    • Resistencia de conexión entre aparato a proteger y conductor de protección. ( despreciable )
    • Resistencia de los conductores de tierra y electrodo ( despreciable ).
    • Resistencia entre electrodo y el terreno ( la única considerable y fundamentalmente la capa de tierra más inmediata al electrodo )
    • Resistencia del terreno.( despreciable sección elevada R=  L / S )
puestas a tierra en c t resistencia de tierra3
Puestas a tierra en C.TResistencia de tierra
  • Resistencia del terreno
    • El terreno es mal conductor comparado con los metales empleados (  ( terreno medio ) = 100 .cm y el CU es 1.7 .cm ).
    • La sección de la tierra recorrida por la corriente es muy grande y en consecuencia su R es pequeña )
      • R=  * L / S
    • Todos los diferentes puntos de tierra de la instalación los podemos considerar unidos en un único punto de referencia ( potencial cero )
puestas a tierra en c t medici n de la r tierra
Puestas a tierra en C.TMedición de la R.Tierra
  • La impedancia de una toma de tierra se reduce a su resistencia.
  • La medición requiere de electrodos auxiliares , que permita la inyección de corriente en la toma de tierra que se está analizando y la medida de la elevación de potencial que experimenta.
  • Los electrodos deben estar lo suficientemente alejados para que no se produzca interacción entre ellos ( 20 veces el radio del electrodo )
  • La corriente inyectada es c.a para evitar errores debidos a diferencias de potencial de origen electrolítico.
puestas a tierra en c t valor corriente de defecto
Puestas a tierra en C.TValor corriente de defecto
  • La corriente de defecto vendrá dada por el cociente entre la tensión simple y la impedancia total del circuito ( red + puesta a tierra de la compañía + electrodos de puesta a tierra ).
  • La compañía suministradora debe indicar la intensidad máxima de defecto en el punto de conexión. ( tiempo máximo de desconexión )
  • Valores típicos entre 300 y 1000 A.
puestas a tierra en c t tensi n de paso y contacto
Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
  • Medición y vigilancia de las instalaciones de puesta a tierra (MIE RAT 13 p.8.1 )
    • El Director de Obra deberá verificar que las tensiones de paso y contacto aplicadas están dentro de los límites con un voltímetro de 1000 Ohmios de resistencia interna.
    • Los electrodos de medida para la simulación de los pies deberán tener la superficie de 200 cm2 y deberá ejercer sobre el suelo una fuerza mínima de 250 N cada uno ( 25 Kg).
puestas a tierra en c t tensi n de paso y contacto1
Puestas a tierra en C.T Tensión de paso y contacto
  • Se elegirán fuentes de alimentación de potencia adecuada para simular el defecto.
  • A menos que se emplee un sistema para eliminar la corrientes parásitas ( inversión de polaridad ) ,se procurará que la intensidad inyectada sea del orden del 1% de la intensidad para la cual ha sido dimensionada la instalación y no inferior a 5 A para C.T y 50 A para Subestaciones y Centrales.
puestas a tierra en c t tensiones de paso y contacto
Puestas a tierra en C.TTensiones de paso y contacto
  • Medidos los valores de Vp y Vc a la corriente de ensayo , por extrapolación obtendremos los valores:
    • Vc=Vc medida * I defecto / I ensayo
    • Vp=Vp medida * I defecto / I ensayo
  • Las instalaciones de tierra deberán vigilarse 1 vez cada 3 años ( MIE RAT 13 p 8.2 )
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Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
  • Toda instalación eléctrica deberá disponer de una protección o instalación de tierra diseñada en forma tal que, en cualquier punto normalmente accesible del interior o exterior de la misma donde las personas puedan circular o permanecer , éstas queden sometidas como máximo a las tensiones de paso y contacto ( durante cualquier defecto en la instalación eléctrica o en la red unida a ella ) que resulten de la aplicación de las fórmulas que se recogen a continuación ) ( MIE RAT 13 p.1.1 )
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Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
  • Tensión de paso:
    • Es la tensión a la que puede estar sometida una persona que caminase en las proximidades del electrodo de puesta a tierra , en el momento de producirse una corriente de defecto. ( distancia paso 1 metro )
  • Tensión de contacto:
    • Es la diferencia de potencial que a causa de un defecto puede resultar aplicada a una persona entre las manos y los pies, al tocar una masa o un elemento conductor, normalmente sin tensión ( distancia 1 metro )
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Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
  • La tensión máxima ( V) , que se puede aceptar se determina en función del tiempo de duración del defecto.
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Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
  • Máximas tensiones de paso y contacto , considerando todas las tensiones del circuito.
    • t en segundos
    •  resistividad superficial
  • Caso más desfavorable =0 ( contacto con masas metálicas directas )
  • MIER RAT 13 p.1.1
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Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto
  • Método de inversión de la polaridad.
    • Este método permite eliminar la influencia de la tensiones erráticas sobre las lecturas de las tensiones de paso y contacto aplicadas , autorizando inyectar valores inferiores al 1% de la corriente de defecto.
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