Sistema de Puesta Tierra

Sistema de Puesta Tierra

PUESTA TIERRA

En los sistemas eléctricos, todas las partes de la instalación que no reciben potencia son conectadas a la tierra mediante conductores. Esto se llama “conexión a tierra”.
La conexión a tierra se realiza para minimizar o eliminar el contacto indeseado con posibles peligros en una falla de aislamiento con el objeto de reducir la posibilidad de lesiones al personal.

Criterios de Diseño para Sistemas de Puesta a Tierra

En primer lugar, se debe medir la resistencia de la tierra (p) en el sitio donde se llevará a cabo la conexión. El mecanismo de conexión se escoge de acuerdo al valor de (p) y debe ser apropiado según el tipo de suelo de manera tal que la corriente de la falla pueda pasar fácilmente hacia la tierra. Los siguientes son los sistemas de conexión a tierra utilizados con mayor frecuencia.

Electrodos Profundos

Los electrodos deben ser extendidos con la mayor profundidad posible y separados por una distancia de al menos el doble de la profundidad en la cual están instalados.

Electrodos Horizontales Bajo Tierra

El cable conductor debe ser colocado en la misma dirección o a una distancia de al menos 60 grados y 40 cm. de profundidad bajo la superficie de la tierra. La sección media debe ser de un mínimo de 3×20 mm. Cu,3,5×30 como acero galvanizado. Generalmente se utilizan en suelos rocosos.

Electrodos de Placas Tectónicas

Esta clase de electrodos no suele ser la preferida. Se aplican en forma vertical debido a la amplia superficie en contacto con el suelo, y son económicos. Normalmente se escogen electrodos de malla prefabricada en lugar de electrodos de placas tectónicas.

Cálculo de Sección Transversal para Conductores de Conexiones a Tierra

Cuando existe una corriente de falla, la sección transversal del conducto se calcula siguiendo la fórmula de ONDERDONK para el cobre.
(IEEE.80)

I: Corriente de falla en A
A: Sección transversal de cobre en mil cúbicos (1 milC= 1.974 mm2)
S:Tiempo de corriente de falla en s
Tm: Temperatura máxima permitida en oC
Ta: Temperatura del ambiente en oC
Para cobre Tm:1083oC, Esta ecuación se transforma en;

I=A/(6,95.√S)
Para realizar pruebas, cuando la temperatura máxima permitida es de 1083 oC para soldaduras de conexión exotérmicas, se aplica la misma ecuación.
I=A/(6,96.√S)
El límite de temperatura de 450 oC es un valor razonable para soldaduras de conexión en plata, según la fórmula de Onderdonk (IEEE.80),
I=A/(9,12.√S)
Se sugiere un límite de 250 oC para conexiones con perno o a presión (IEEE.80)
I=A/(11,54.√S)

Selección de Materiales

El cobre es el metal más utilizado como conductor subterráneo. La aleación de cobre y acero suele ser utilizada para vástagos subterráneos, y a veces para conductores. Existen cuatro razones por las cuales el cobre se utiliza principalmente como conductor subterráneo:
• La familiaridad de las características eléctricas del cobre cuando se lo utiliza como conductor subterráneo.
• Mayor conductividad (comparado con el acero), lo cual lo hace apropiado para instalaciones con altas corrientes de falla.
• Buena fuerza mecánica, y, sobre todo, • Libre de corrosión subterránea. La integridad de los cables no se ve comprometida si los conductores son correctamente calibrados y no poseen ninguna lesión mecánica.

El acero no suele utilizarse debido al poco conocimiento, la falta de datos, la falta de cualquier norma o guía de diseño y la posibilidad de corrosión del cableado subterráneo. Además, la norma IEEE brinda información muy limitada acerca del procedimiento de diseño del sistema de conexión a tierra con materiales diferentes al cobre.
La selección de materiales utilizada en el diseño del sistema de puesta a tierra depende principalmente de los siguientes factores:
• Características de fusión y capacidades actuales de carga,
• Resistencia del conductor,
• Corrosión,
• Fuerza mecánica,
• Disponibilidad, y
• Costo del material conductor.
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