MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

Propósito:

- Verificación del proyecto de la puesta a tierra de una instalación eléctrica.

- Conocimiento de las características de una puesta a tierra sin antecedentes de su proyecto y diseño.

- Verificación periódica de puestas a tierra por posibles cambios de las condiciones con que fue proyectada.

- Comprobación de los métodos especiales de mejoramiento de puestas a tierra en terrenos de alta resistividad.

La recomendación es utilizar un instrumento adecuado (geóhmetro) para tal efecto.

Los geóhmetros de tres electrodos son más económicos que los de cuatro, sin embargo solo pueden usarse en la medición de resistencias, en tanto los de cuatro electrodos sirven indistintamente para medir resistividades y resistencias.

Método de 3 electrodos

Procedimiento de medición

a) La tierra de referencia ( electrodo de corriente) se ubica en un punto fuera de la zona de influencia de la puesta a tierra por medir; entre seis y diez veces

el alcance vertical de la puesta a tierra y o la longitud de su diagonal mayor.

b) La corriente se inyecta al suelo a través de la puesta a tierra por medir y la tierra de referencia, (puntos C1 y C2 del instrumento) y el potencial se mide entre la puesta a tierra por medir y una sonda de posición variable,( puntos P1 y P2 del instrumento);

el circuito de corriente y de potencial tienen un punto común en la puesta a tierra (representado por la unión C1-P1 en el instrumento).

c) La sonda de potencial se desplaza tramos uniformes, recomendándose un espaciamiento de aproximadamente un 20avo de la distancia entre la puesta a tierra y la tierra de referencia.

d) La serie de valores obtenidos se llevará a un gráfico con las distancias de enterramiento de la sonda de medición de potencial respecto de la puesta a tierra en abscisas y los valores de resistencia obtenidos en cada medición en ordenadas.

Malla

a medir Sonda de voltajeElectrodo de corriente

e) Si el electrodo auxiliar de corriente se ubica a una distancia suficientemente alejada de la puesta a tierra a medir, en el gráfico se obtendrá una zona intermedia plana de potencial, correspondiente un potencial de suelo nulo ø = 0.

Si (x) es el voltaje medido para una distancia x del electrodo de potencial al centro eléctrico de la puesta a tierra a medir, entonces :

(x) PT - S(x)

R(x) = ------ = --------------

Io Io

En la zona aproximadamente plana del gráfico de S(x) se tiene que S(x’) = 0.

PT

R(x') = ----- = RPT

Io

Con el método clásico, esta zona plana debe ubicarse con sucesivas mediciones de diferencia de potencial entre la puesta a tierra a medir y el electrodo auxiliar de corriente

Zonas de influencia con electrodo de corriente en tierra remota

Zonas de influencia con electrodo de corriente demasiado cerca

Si la parte plana esperada de la curva de valores de resistencia no se obtiene, significa que no se ha logrado ubicar la tierra de referencia fuera de la zona de influencia de la puesta a tierra

Seguridad durante la Medición de Resistencia de electrodos de tierra

Una persona a cargo del trabajo.

Comunicación entre todas las personas que participan en la prueba.

Uso de guantes de goma y calzado adecuado.

Uso de doble interruptor con aislación de voltaje apropiada para conectar los cables al instrumento.

 Uso de placa metálica para asegurar equipotencial en la posición de trabajo; incluye instrumento, interruptor y operador.

Con un terminal para conectarse al electrodo.

Suspender la prueba durante una tormenta eléctrica u otras condiciones severas de tiempo.

Medición en instalaciones energizadas o con voltajes residuales externos de 50 Hz

Voltaje residual: diferencia de potencial entre la puesta a tierra a medir y puntos del terreno circundante, sin que se haya

inyectado una corriente de medición

Forma de minimizar el efecto de los voltajes residuales:

A) Inyectar corriente de frecuencia diferente a la fundamental o a sus armónicas y discriminar en la medida de corriente, sólo las corrientes de dicha frecuencia

Es la opción utilizada por los instrumentos portátiles que inyectan pequeñas corrientes a través de la puesta a tierra.

Tiene la ventaja de una mayor simplicidad y rapidez en la medición.

Lo reducido de las corrientes inyectadas y de los voltajes medidos, hacen que estas mediciones sean muy afectadas por los voltajes residuales.

B) Inyección de altas corrientes, de modo de superar voltajes residuales

Las medidas se realizan con los instrumentos tradicionales: voltímetro y amperímetroSu implementación es más compleja y exige mayor tiempo de medición.

PROCEDIMIENTO DE MEDIDA

SEGÚN MÉTODO DE “CAÍDA DE POTENCIAL”

Placa metálica en posición desde donde se dirige la prueba.

Operador, Instrumento, interruptor y fusibles se ubican sobre la placa.

Terminales C1 y P1 del instrumento se conectan al electrodo en prueba y además a la placa.

Electrodo de corriente se ubica en tierra remota.

Electrodo de voltaje se ubica al 61,8% de distancia al de corriente.

Con interruptor múltiple abierto, se conectan los cables al interruptor y luego éste se conecta a los respectivos terminales P2 y C2 del instrumento.

El operador debe pararse con ambos pies sobre la placa.

Comunicando a las otras personas involucradas, el interruptor múltiple se cierra, se opera el instrumento y se toma la lectura.

Se abre nuevamente el interruptor.

El procedimiento se repite, desplazando la estaca de voltaje primero acercándose 2 metros hacia el electrodo en prueba y luego acercándose 2 metros hacia la estaca de corriente.

Si estas tres lecturas se diferencian por menos de 5% puede aceptarse la lectura a la distancia del 61,8% como valor representativo.

Si las lecturas se diferencian por más de 5%, el procedimiento debe repetirse, desplazando la estaca de corriente a una nueva posición, normalmente más retirada que la posición de la prueba anterior

Criterio de bondad

MEDIDA DE ELECTRODOS DE GRAN ÁREA o en zonas de alta resistividad

Método de la caída de potencial normalmente no es práctico

Alternativa al método de caída de potencial:

Desplazamiento de estaca de voltaje en 90º o 180º con respecto a la dirección malla - estaca de corriente:

La distancia de la estaca de voltaje a la malla se aumenta progresivamente hasta que el valor medido apenas cambie.

Este valor debe ser el valor de impedancia real de la malla.

Medida de resistencia de puesta a tierra de un único electrodo en sistemas con múltiples puestas a tierra

Problema de desconexión de una toma de tierra en sistemas en operación

Con varias tomas de tierras en paralelo: 

1 1 1 1 1 ---- = ----- + ----- + ----- + ------ + . . . .

RPT R1 R2 R3 R4

Voltaje medido: V(x) = R1 I1 = R2 I2 = R3 I3 = R4 I4 = .....

Corriente inyectada: I0 = I1 + I2 + I3 + I4 + .....

Si se conoce I1 : øo I0

R1 = ------ = R0 ------ I1 I1

PROTOCOLO DE MEDIDA DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

A.- Identificación de la Instalación

Proyecto :_______________________________________________

Fecha :_______________

Ubicación:_____________________________________________________

Características del terreno:

_____________________________________________________________

Condiciones climáticas: _________________________________________

Instrumento utilizado : __________________________________________

Realizado por : ______________________________________________

B.- Esquema de medición

_________________________________________________________________

________________________________________________________________

C.- Resultados de la mediciónC-1 Ubicación eje de medida:_______________________________________

Númeromedida

Distancia(m)

Resistencia(Ohms)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Comentarios: ____________________________________________________________________________________________________________________

D.- ConclusiónValor de Resistencia de puesta a tierra: Ohms

Criterio usado: ________________________________________________

Caso práctico

Eje malla- electrodo de corriente paralelo a línea de transmisión

Primera Medida con método clásico

Segunda Medida con método clásico

Medida con sonda de voltaje en 90º

Medida con sonda de voltaje en 90º