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

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

2. 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.

3. Puestas a tierra en C.T

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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

8. 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.

9. 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

10. 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.

11. 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.

12. 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 )

13. 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 )

14. 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 )

15. 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 )

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19. 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.

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21. 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.

22. 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).

23. 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.

24. 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 )

25. 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 )

26. 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 )

27. Puestas a tierra en C.T ( Tensión de paso )

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

29. 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.

30. 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

31. Puestas a tierra en C.TTensión de paso y contacto

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33. 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.