Medida de la resistencia de puesta a tierraTweet13Resumen:Se analizan los principales factores que deben considerarse a fin de obtener una precisa medicin de la resistencia de puesta a tierra en sistemas elctricos, especialmente el sistema de medicin de la geometra, incluidas las distancias mnimas que deben tenerse en cuenta.1. Introduccin2. Naturaleza fsica de la resistencia de la tierra3. Mtodo de medicin4. Mtodo de Cada de Potencial5. Equipos de medicion de resistencia de puesta a tierra6. Figuras del documentoIntroduccin:El sistema de tierra es un elemento esencial para el sistema elctrico de seguridad y es necesario para: Permitir la activacin de los dispositivos de proteccin cuando hay un defecto de aislamiento elctrico. Ecualizar el potencial de las piezas conductoras que se puede acceder de manera simultnea, con el potencial de la tierra circundante, a fin de evitar que las personas sean expuestas a voltajes peligrosos. Permitir que el rayo de energa se disipe en condiciones de seguridad. Reducir las interferencias electromagnticas.Debido al hecho de que se trata de un sistema diseado para garantizar la seguridad, su eficacia debera ser verificada. La difusin del valor de resistencia es el parmetro ms relevante para poner a prueba un sistema de suelo de calidad y la capacidad para llevar a cabo su funcin. Sin embargo, la correcta medicin de este parmetro necesita cumplir varios requisitos, que sern analizados en este documento.subir Naturaleza fsica de la resistencia de la tierra:La comprensin de la tierra, la resistencia fsica natural nos ayudar a evaluar las condiciones que deben cumplirse para obtener una correcta medicin.Segn su definicin, las resistencias de dos terminales y su resistencia se define como el cociente de la tensin aplicada sobre los terminales y la circulacin actual entre ellos como consecuencia de esa tensin. El valor de la resistencia (Eq.1 Ecuacin 1) (R=p.L/A) depende del tipo de material (resistividad) y sus dimensiones fsicas (superficie y longitud de la resistencia), como se muestra en la figura 1. Slo uno de los terminales es evidente en la resistencia de la tierra. Con el fin de encontrar el segundo terminal se debe recurrir a su definicin: la Resistencia de la Tierra es la resistencia que existe entre la electricidad accesible por un electrodo enterrado y otro punto de la tierra, que est muy lejos (Figura 2).La idea es que alrededor del volumen de la tierra cerca de un electrodo enterrado, a travs de una corriente inyectada, todo el planeta es el volumen equipotencial relacionado con la corriente. Cualquier punto de volumen equipotencial (Figura 3) puede ser considerado como el segundo electrodo de la resistencia de tierra.Con el fin de justificar la declaracin anterior, vamos a analizar geomtricamente la resistencia en la zona del electrodo enterrado que, en el siguiente ejemplo, se supone es semiesfrica (Figura 4).La corriente que se inyecta en la tierra a travs de los electrodos enterrados sale en todas direcciones, con una densidad uniforme (suponiendo que el terreno sea homogneo elctricamente), y posteriormente debe pasar a travs de las distintas capas que se ilustran en la figura 4. Cada capa ofrece una resistencia al paso actual, que es proporcional a la resistividad del terreno y la capa de espesor (longitud de la resistencia en la Figura 1), e, inversamente proporcional a la capa de la zona, de acuerdo con eq.1. A continuacin, la resistencia total es la suma de muchas pequeas resistencias en serie. El espesor se define arbitrariamente como lo suficientemente delgado como para examinar tanto las superficies de la capa de la misma zona (requisito necesario para aplicar eq. 1).Realmente, el espesor es infinitesimal y la suma de las resistencias es un integrante como se indica en la eq. 2, donde r0 es el radio del hemisferio enterrado.Con el fin de permitir una ms fcil visualizacin fsica del fenmeno, nos podemos imaginar la estructura de una cebolla, formada por un gran nmero de capas muy delgadas, cada una de las cuales representa una de las resistencias de la serie.El concepto importante que se observa es que, desde el terreno de resistividad se supona que iba a ser homognea y el espesor de las capas es el mismo, el nico elemento que se modifica (aumenta), a medida que desaparece el electrodo de la superficie, es de la capa. En la figura 4, se puede observar que la superficie S3 es mucho ms grande que la superficie S1. Cuando la superficie aumenta, la resistencia disminuye en la misma proporcin y, por tanto, la contribucin hecha por las capas remotas a la resistencia total tiende a ser insignificante.Clculos de un electrodo hemisfrico muestran que en la regin ms cercana, a una distancia equivalente a 10 veces el radio del electrodo, en el 90% del total se concentra la resistencia. En otras palabras, la resistencia de las capas situadas fuera de este mbito no es significativa. Y como no hay resistencia, no hay cada de potencial. Bien. En consecuencia, fuera de la regin ms cercana al electrodo (llamado zona de resistencia), toda la tierra est en el mismo potencial.subir Mtodo de medicin:Con el fin de medir la resistencia de puesta a tierra, tenemos que aplicar un voltaje entre sus terminales que provoca la circulacin de una corriente a travs de l. Uno de los terminales es el sistema de acceso a tierra en contacto con E. La segunda, de acuerdo con la definicin, es cualquier otro punto de la tierra, que realmente est muy lejos de la primera. Con el fin de llevar a cabo la medicin, debemos clavar un electrodo auxiliar H en ese punto. El segundo electrodo tendr inevitablemente su propia tierra, la resistencia y la zona de resistencia.Si nos fijamos en la figura 5, veremos que:1. Nuestro objetivo es medir la resistencia de la tierra del electrodo E. Sin embargo, si una resistencia de medicin convencional entre los puntos E y H se lleva a cabo mediante la medicin de la tensin y la corriente circulante, se obtiene la suma de la resistencia de la tierra de ambos electrodos y no la resistencia de tierra del electrodo E. La diferencia puede ser muy importante puesto que, debido a su propia condicin de auxiliar de electrodos, las dimensiones de H son muy pequeas en comparacin con E, por lo que su contribucin a la resistencia total puede ser muy importante y la probabilidad de un error es considerable.2. El concepto de "lejos", utilizado anteriormente sin hacer ms precisiones, es ahora aclarado. De hecho, se puede considerar que el electrodo auxiliar H est lo suficientemente lejos del sistema de resistencia de la tierra que se mide cuando sus respectivas zonas de resistencia no se solapan. En tal caso, todo el volumen que queda fuera de las zonas de resistencia est, muy aproximadamente, en el mismo potencial, lo que hace posible el desarrollo del siguiente mtodo de medicin.subir Mtodo de Cada de PotencialUn tercer electrodo S se utiliza con el fin de evitar el error introducido por la resistencia de tierra del electrodo de H, la vara S se ubic en cualquier punto fuera de las zonas de influencia de E y H, dando como resultado una geometra similar a la mostrada en la Figura 6.Este acuerdo se conoce como cada de Potencial y el mtodo es el ms comnmente utilizado para la medicin de la resistencia de la tierra, en la que la separacin de las zonas de resistencia se obtiene con un grado razonable de distancias entre los electrodos. La corriente circula a travs del sistema terrestre E y el electrodo auxiliar H, y la tensin se mide entre E y el tercer electrodo S. Esta tensin es la cada de potencial que la corriente de prueba produce en la resistencia del sistema terrestre, Rx, que en esta forma se puede medir sin ser afectada por la tierra, la resistencia de la varilla H.subir La regla 62%Muchas publicaciones que hacen referencia al Mtodo de cada de potencial indican que, con el fin de obtener una medida correcta, los tres electrodos deben estar bien alineados y la distancia entre E y S debe ser el 61,8% de la distancia entre E y H (Figura 7). Este concepto proviene de un cuidadoso desarrollo matemtico para el caso particular de un electrodo hemisfrico.Sin embargo, esta configuracin no es fcil de aplicar en la vida real. El primer problema al que se enfrenta es que la geometra de la tierra real es compleja y difcil de asimilar con un hemisferio con el fin de determinar con precisin su centro, a partir del cual las distancias se pueden medir con precisin suficiente. Adems, en las zonas urbanas es difcil encontrar lugares donde colocar las barras, y es raro que haya lugares disponibles que coincidan en su posicin con los requisitos de la regla del 62% (en relacin a la alineacin y las distancias).Afortunadamente, usando los mismos clculos del mtodo anterior podemos derivar otra geometra, que es ms fcil de aplicar. Considere la posibilidad de unir E y H con la lnea recta que cruza ese segmento en su punto medio y que es perpendicular al segmento mencionado. Al colocar el electrodo en cualquier punto de la lnea recta los valores medidos de la resistencia se sitan entre 0,85 y 0,95 del valor real de la resistencia de la tierra del electrodo. Luego, multiplicando el valor medido por 1,11 de la resistencia a tierra correcta se obtiene el valor, con un error inferior a 5%. Tambin se observ que a medida que el voltaje del electrodo se aleja del segmento de EH, la zona en la que el valor medido se encuentra dentro del rango indicado de la tolerancia pasa a ser ms amplio, con lo que el mtodo pasa a ser ms tolerante a los cambios en la posicin de la tensin en el electrodo.Tal vez el error de la propuesta pueda parecer demasiado alto. Con el fin de evaluar este punto, vamos a citar al Dr Tagg: "... tengamos en cuenta que no es necesario un alto grado de precisin. Errores de 5-10% [en la medicin de la resistencia a tierra] se pueden tolerar ... Esto se debe a que una resistencia de tierra puede variar con los cambios de clima o temperatura, y, ya que tales cambios pueden ser considerables, no tiene sentido esforzarse en conseguir mucha precision." subir Equipos de medicion de resistencia de puesta a tierra

Los telurometros MRU-100/MRU-101 son equipos porttiles que miden la resistencia de puesta a tierra y la resistividad por el mtodo de Wenner. El instrumento puede medir resistencia y resistividad con 2, 3 4 electrodos. El equipo puede alimentarse con pilas estndar tipo C o con bateras. Las medidas pueden simplificarse usando pinzas de corriente.Condiciones normales de operacin: Corrientes errticas durante la medida AC+DC: max. 24V. Corriente de prueba: max. 225mA. Medida de tensin: max. 40V. Frecuencia de la corriente de prueba: 128Hz. Temperatura de trabajo: 0..40C. Tensin de alimentacin (para recargar la batera): 230V.Sepa ms sobre la medida de resistencia de puesta a tierra con Telurometros en la seccin Telurometrossubir Figuras del documento subir subir subir subir subir subir subir

Mtodo de la cada de potencial

El mtodo de la cada de potencial se emplea para medir la capacidad que tiene un sistema de conexin a tierra o un electrodo individual de disipar energa de una instalacin.Cmo funciona el mtodo de cada de potencial?En primer lugar, se debe desconectar el electrodo de tierra en cuestin, de su conexin a la instalacin. En segundo lugar, se conecta el comprobador al electrodo de tierra. A continuacin, para realizar la comprobacin por el mtodo de cada de potencial de 3 hilos, se colocan dos picas en el terreno en lnea recta alejadas del electrodo de tierra. Habitualmente, una separacin de 20 metros es suficiente. Para obtener ms informacin sobre cmo colocar las picas, consulte la seccin siguiente.

El Fluke 1625 genera una corriente conocida entre la pica exterior (pica auxiliar) y el electrodo de tierra y, mide, de forma simultnea, la cada de potencial entre la pica interior y el electrodo de tierra. Mediante la Ley de Ohm (V = IR), el medidor calcula de forma automtica la resistencia del electrodo de tierra.Conecte el comprobador de resistencia de tierra tal y como se muestra en la imagen. Pulse START (Iniciar) y lea el valor de RE (resistencia). se es el valor real del electrodo de conexin a tierra que se est comprobando. Si este electrodo de conexin a tierra est conectado en paralelo o en serie con otras varillas de toma de tierra, el valor de RE es el valor total de todas las resistencias.Profundidad del electrodo de tierra DistanciaA la pica interior distanciaA la pica exterior distancia

2 m 15 m 25 m

3 m20 m30 m

6 m 25 m 40 m

10 m 30 m 50 m

Cmo se colocan las picas?Para conseguir el mayor nivel de exactitud al realizar la comprobacin de resistencia con el mtodo de cada de potencial de 3 hilos, es fundamental que la sonda se coloque fuera del rea de influencia del electrodo de conexin a tierra que se est comprobando y la toma de tierra auxiliar. Si no se coloca fuera del rea de influencia, las zonas eficaces de resistencia se superponen e invalidan cualquier medicin que est realizando. La tabla es un gua para conocer la configuracin apropiada de la sonda (pica interna) y la toma de tierra auxiliar (pica exterior).Para comprobar la exactitud de los resultados y garantizar que las picas estn situadas fuera del rea de influencia, vuelva a colocar la pica interna (sonda) movindola 1 metro en cada direccin y vuelva a realizar la medicin. Si se produce un cambio importante en la lectura (30%), debe aumentar la distancia entre la varilla de toma de tierra que se est midiendo, la pica interior (sonda) y la pica exterior (toma de tierra auxiliar) hasta que los valores medidos sean lo suficientemente constantes al volver a colocar la pica interior (sonda).