Puestas a tierra en CT

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PUESTAS A TIERRA EN PUESTAS A TIERRA EN CENTROS DE CENTROS DE

TRANSFORMACIÓNTRANSFORMACIÓN

(Medidas de tensiones de paso y contacto)(Medidas de tensiones de paso y contacto)

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.TIntroducciónIntroducción

• 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.

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.T

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• 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.

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• 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 de interrupción 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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• 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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• 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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• 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.TPuestas 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.TPuestas 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.

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.TMedicionesMediciones

• 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.

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.TResistencia de tierraResistencia 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 )

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• 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 )

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• 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 )

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• 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 )

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.TMedición de la R.TierraMedición 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.

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.TValor corriente de defectoValor 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.

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.TTensión de paso y contactoTensión 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).

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.T Tensión de paso y contacto 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.

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.TTensiones de paso y contactoTensiones 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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• 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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• 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.T Puestas a tierra en C.T ( Tensión de paso )( Tensión de paso )

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Puestas a tierra en C.TPuestas a tierra en C.T( Tensión de contacto )( Tensión de contacto )

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• La tensión máxima ( V) , que se puede aceptar se determina en función del tiempo de duración del defecto.

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• 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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• 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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