INTRODUCCIÓN

A LA PUESTA A TIERRA

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CONTENIDO

1. Definición y funciones del Sistema de puesta a tierra;2. Principales requisitos del Sistema de puesta a tierra;3. Principales componentes del Sistema de puesta a tierra de uso final;4. Componentes relevantes;5. Problemas y errores en sistemas de puesta a tierra.

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PRESENTADOR

Ingeniero Eléctrico Universidad Francisco José de Caldas. Experiencia en diseño y construcción de instalaciones eléctricas de uso final

tipo residencial, comercial, educativas y militar. Diseño y desarrollo de productos para instalaciones eléctricas.

Ingeniero de Aplicaciones de producto

Ing. Andrés Blanco.

CONCEPTO Definición y funciones del Sistema

de puesta a tierra

Conexión conductora, intencionada o accidental, entre uncircuito o equipo eléctrico y el suelo tierra o con algún cuerpoconductor que pueda servir en lugar del suelo.

Potencial de equipo

Potencial de tierra

TIERRA

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA (SPT)

Conjunto de elementos conductores Continuos de un sistema eléctricoespecífico, sin interrupciones, que conectan los equipos eléctricos con el terrenoo una masa metálica. Comprende la puesta a tierra y la red equipotencial decables que normalmente no conducen corriente.

Puesta a Tierra

RED EQUIPOTENCIAL

Grupo de elementos conductores equipotenciales, en contacto eléctrico con el suelo ouna masa metálica de referencia común, que distribuye las corrientes eléctricas de falla enel suelo o en la masa. Comprende electrodos, conexiones y cables enterrados.

PUESTA A TIERRA

Conjunto de conductores del sistema depuesta a tierra que no están en contacto conel suelo o terreno y que conectan sistemaseléctricos, equipos o instalaciones con lapuesta a tierra.

RED EQUIPOTENCIAL

La seguridad de las personas.

La protección de las instalaciones.

La compatibilidad electromagnética.

PRINCIPALES OBJETIVOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

a. Garantizar condiciones de seguridad a los seres vivos. b. Permitir a los equipos de protección despejar rápidamente las fallas. c. Servir de referencia común al sistema eléctrico. d. Conducir y disipar con suficiente capacidad las corrientes de falla,

electrostática y de rayo. e. Realizar una conexión de baja resistencia con la tierra y con puntos de

referencia de los equipos.

ALGUNAS FUNCIONES DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

Un ejemplo que demuestra las funciones degarantizar condiciones de seguridad a losseres vivos y permitir a los equipos deprotección despejar rápidamente las fallas,es la conexión de puesta a tierra en losequipos como la lavadora. Esta previene elcontacto indirecto.

Contacto indirecto: Es el contacto depersonas o animales con elementos opartes conductivas que normalmente nose encuentran energizadas. Encondiciones de falla de los aislamientos sepueden energizar.

EJEMPLO DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Un ejemplo de la función de conducir ydisipar con suficiente capacidad lascorrientes de falla, electrostática y de rayoes el uso de dispositivos de proteccióncontra sobretensiones transitorias.

DPS: Dispositivo diseñado para limitar lassobretensiones transitorias y conducir lascorrientes de impulso. Contiene al menos unelemento no lineal.

EJEMPLO DE LAS FUNCIONES DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Conducir y disipar con suficiente capacidad las corrientes de falla, electrostática y de rayo.

FUNCIONES DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

CONCEPTO Principales requisitos del Sistema

de puesta a tierra

Control de las tensiones de paso y contacto (resistencia de puesta a tierra). Se requieren cálculos basados en normas tales como IEEE80.

El sistema de puesta a tierra debe ser inspeccionable.• Se hacen exigencias como cajas de inspección en los puntos de conexionado.

El sistema de puesta a tierra debe ser durable.• Exigencias a los materiales como corrosión en cámara salina, confiabilidad de los

conectores.

Si en una instalación existen varias puestas a tierra, todas ellas deben estar interconectadas eléctricamente

PRINCIPALES REQUISITOS DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

PRINCIPALES REQUISITOS DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

Tensión de contacto: Diferencia depotencial que durante una falla sepresenta entre una estructura metálicapuesta a tierra y un punto de lasuperficie del terreno a una distancia deun metro. Esta distancia horizontal esequivalente a la máxima que se puedealcanzar al extender un brazo.

Tensión de paso: Diferencia depotencial que durante una falla sepresenta entre dos puntos de lasuperficie del terreno, separados poruna distancia de un paso(aproximadamente un metro).

TENSIONES DE PASO Y CONTACTO

La resistencia de puesta a tierra da una referencia sobre su capacidad de controlar de lastensiones de paso, de contacto y transferidas. Sin embargo este valor no exonera de larealización de los estudios que garanticen el control de las tensiones de paso, contacto ytransferidas.

APLICACIÓN VALORES MÁXIMOS DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

Estructuras y torrecillas metálicas de líneas o redes con cable de guarda

20 Ω

Subestaciones de alta y extra alta tensión 1 Ω

Subestaciones de media tensión 10 Ω

Protección contra rayos 10 Ω

Punto neutro de acometida en baja tensión 25 Ω

Redes para equipos electrónicos o sensibles 10 Ω

VALORES DE REFERENCIA PARA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

Los componentes del sistema de puesta a tierra tienden a perder su efectividad después de unosaños, debido a corrosión, fallas eléctricas, daños mecánicos e impactos de rayos. Los trabajos deinspección y mantenimiento deben garantizar una continua actualización del SPT.

Los intervalos de la tabla pueden variar, según condiciones climáticas locales, fallas quecomprometan la integridad del SPT, normas de seguridad industrial, exigencias de compañías deseguros, procedimientos o regulaciones técnicas de empresa.

VALORES DE REFERENCIA PARA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

Nivel de tensión de la instalación

Inspección visual(años)

Inspección visual y mediciones

(años)

Sistemas críticosInspección visual y

mediciones(años)

Baja 1 5 1Media 3 6 1

Alta y extra alta 2 4 1

La inspección del SPT debe documentar y evidenciar mediante registros, como mínimo lasiguiente información.a. Condiciones generales de los conductores del sistema.

b. Nivel de corrosión.

c. Estado de las uniones de los conductores y componentes.

d. Valores de resistencia.

e. Desviaciones de los requisitos Reglamentarios o normativos.

f. Documentar todos los cambios frente a la última inspección.

g. Resultados de las pruebas realizadas.

h. Registro fotográfico

i. Rediseño o propuesta de mejoras del SPT si se requieren

MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

Principales componentes del Sistema de puesta a tierra de uso final

Tablero principal de la instalación.

Conductor del electrodo.

Conductor de tierra de equipos.

Electrodo de puesta a tierra.

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA USO FINAL

Es el conductor o conjunto de conductores enterrados que sirven para establecer una conexión con el suelo.

• Varilla o jabalina

• Tubo

• Fleje o cinta sólida

• Cable trenzado

• Alambre Redondo

• Placa sólida

ELECTRODOS

Es el conductor que une el electrodo o mallade la puesta a tierra con el barraje principalde puesta a tierra.

La selección del conductor del electrododepende de la reglamentación local y lasnormas internacionales.

Ej: Ecuación de IEC 60364-5-54.

Ej: Tabla 250-94 NTC 2050

CONDUCTOR DEL ELECTRODO

El conductor de puesta a tierrade equipos, debe acompañarlos conductores activos durantetodo su recorrido y por la mismacanalización.

Ej: Tabla 250-94 NTC 2050

CONDUCTOR DE PROTECCIÓN O DE PUESTA A TIERRA DE EQUIPOS

CONCEPTO Problemas y errores en sistemas de

puesta a tierra

ERRORES CONCEPTUALES

CORROSIÓN EN CONDUCTORES DE ELECTRODO Y ELECTRODOS

CORROSIÓN EN BARRAJES

CORROSIÓN EN CONDUCTORES DE ALUMINIO

CONEXIÓN INAPROPIADA

ERROR DE CONEXIÓN

USO DE MATERIALES INADECUADOS O INCOMPATIBLES

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