Diferencia entre : neutro: Retorno de la línea de alimentación tierra:
Conexión que se usa para derivar corrientes no deseadas
PUESTA A TIERRA Ligazón o enlace metálico directo, sin fusibles ni protección, entre partes de una instalación eléctrica y uno o varios electrodos enterrados en el suelo con el objeto de eliminar diferencias de potencial peligrosas y derivar corrientes de defectos o atmosféricas.
Carcaza de motor conductor unión
Electrodo
La puesta a tierra tiene doble misión: ESTATICA: Fijar un potencial de referencia para máquinas y equipos DINAMICA: Dirigir a tierra corrientes pequeñas o elevadas para protección de personas expuestas al peligro de contacto.
Función Estatica: por ejemplo maquinas / computadoras etc
Función Dinámica
Objetivos: Seguridad. Protección de instalaciones. Potencial de referencia. Disipar desc. Atmosf. Dispersar cargas estáticas.
RESISTIVIDAD Y RESISTENCIA Resistividad . Propiedades eléctricas del suelo. Ohms x mts. Sirve para: Calculo de la puesta a tierra. Calculo del gradiente de potencial. Tensión de toque y paso Calculo de acoplamiento inductivo entre circ. Elec. y comunicaciones
Resistencia de puesta a tierra. Mide la eficiencia de un sistema de electrodos enterrados en términos de resistencia. Ohms ( barra, jabalina, malla etc.) Sirve para: Determinar la resistencia actual de las conexiones a tierra Verificar la necesidad de cambios o un nuevo sistema de puesta a tierra. Determinar las tensiones de toque y paso Diseñar protecciones para el personal y circuitos.
RESISTIVIDAD DEL TERRENO
Depende de los sig. factores : Composición del terreno Concentración de sales disueltas Contenido de humedad Temperatura
l R s s R l
m
Algunos valores de Resistividad RESISTIVIDAD EN OHM*M
NATURALEZA DEL TERRENO Terrenos pantanosos
de algunas unidades a 30
Limo
20 a 100
Humus
10 a 150
Turba húmeda
5 a 100
Arcilla plástica
50
Margas y arcillas compactas
100 a 200
Margas del jurásico
30 a 40
Naturaleza del terreno
Valor medio de la resistividad en Ohm*m
Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes compactos y húmedos
50
Terraplenes cultivables poco fértiles y terraplenes
V dr Rr1r2 2 I 2 r I dr dV 2 r 2 I 1 Grad. Potencial 2 dr dr 2 r
dV I 1 EMax. 2 Grad.Max. dr 2 a
RESISTENCIA DE TIERRA La resistencia de tierra esta compuesta por tres factores 1) Resistencia del electrodo. 2) Resistencia de contacto del electrodo y la tierra. 3) Resistencia del suelo desde la superficie del electrodo hacia afuera por donde circula la corriente.
U1 a una distancia r1 será U1 = (ρ.I) / 2π * 1 / r1
Superficies equipotenciales en un electrodo de puesta a tierra
U2 a una distancia r2 será U2 = (ρ.I) / 2π * 1 / r2 R = (U1-U2) / I = ρ * (r1 –r2) / 2π * r1 * r2 R = ρ * dr / 2π * r2
CARACTERISTICAS DE LA CORRIENTE DE TIERRA La resistencia de tierra queda definida por la primera superficie equipotencial que envuelve al electrodo. El 93% de la caída de tensión se produce en un radio de 1,8 mts. alrededor del electrodo. El 80% de la caída de tensión se produce en un radio de 0,3 mts. Es peligroso pisar en las proximidades de los electrodos. Tipos de sistemas de puesta a tierra
Valores de Resistencia Los valores recomendados son los siguientes: • Para grandes subestaciones, líneas de transmisión y estaciones de generación: menor a 1 Ohm. • Para Subestaciones de plantas industriales, edificios y grandes instalaciones comerciales: entre 1y 5 Ohm. • Para un electrodo simple: menor a 10 Ohm
TIPOS DE PUESTA A TIERRA Porcentaje de disminución de R en función de la configuración de electrodos
Varilla Copperweld
Numero de electrodos
Valor original
Un solo electrodo
100%
El valor original se reduce al
Dos electrodos en línea
55%
Tres electrodos en línea
38%
Tres electrodos en triángulo
35%
Cuatro electrodos en simetría
28%
Ocho electrodos en simetría
16%
TIPOS DE PUESTA A TIERRA
Malla
Pica o jabalina.(T)
4m
Conductor desnudo 4m
Unión pernos
Punto de inspección
Otras
Placa. En estrella. En anillos.
con
250 200 150
Líne as 1
100 50
30 0
20 0
10 0
25
0
Profundidad cm
R = /2L[In(4L/a)-1] R = resistencia en = resistividad del terreno .cm L = longitud del electrodo a = radio del electrodo en cm
Resistencia ohm
Resistencia ohm
VARIACION DE LA RESISTENCIA EN FUNCION DE LA PROFUNDIDAD,DIAMETRO Y TEMPERATURA 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1
4
7
10
13
16
Radio cm
R = /2L[In(4L/a)-1]
TEORIA DE LA MEDICION DE RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD DE LOS SUELOS
I'=-I
.I 1 U P1 . 2. X 1
.I ´ 1 U ´P1 . 2. X ´1
.I 1 . 2. X 2
.I ´ 1 U ´P2 . 2. X ´2
U P2
U T P1
.I 1 1 U P1 U ´P1 . 2. X 1 X ´1
U T P2
.I 1 1 U P2 U ´P2 . 2. X 2 X ´2
TEORIA DE LA MEDICION DE RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD DE LOS SUELOS
I'=-I
U T P1 U P1 U ´P1
U T P2
.I 1 1 . 2. X 1 X ´1
.I 1 1 U P2 U ´P2 . 2. X 2 X ´2
U P1P2 U12 UT P1 UT P2 .I 1 1 1 1 U12 . 2. X 1 X `1 X 2 X `2
TEORIA DE LA MEDICION DE RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD DE LOS SUELOS
.I 1 1 1 1 U12 . 2. X 1 X `1 X 2 X `2
Rd R PAT
Ua I 2. .a
Si P1 se conecta con C1
X1 a X ´1 D X 1 D a
Se tiene U12
.I 1 1 1 1 . 2. a D a .D D .D
X ´2 D X 2 Si hacemos Siendo
X 2 .D
1
U12
.I 1 . ( ) 2. a
TEORIA DE LA MEDICION DE RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD DE LOS SUELOS
TEORIA DE LA MEDICION DE RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD DE LOS SUELOS
2 1
K
Teoría del 62%
D a
1
1
2
0,707
5
0,643
10
0,629
1000
0,618
∞
0,618
2 1 1 0 K K
X2 D
MEDICION DE LA RESISTIVIDAD. METODO DE WENNER Haciendo que:
X1 d
X ´1 D X1 2.d
X 2 2.d
X ´2 D X 2 d
D 3.d Se tiene .
.I 1 1 1 1 U12 . 2. d 2.d 2.d d
.I 1 U12 . 2. d Donde
La resistividad Será:
Rm
U12 2. .d . 2. .d .Rm I
es la resistencia medida
MEDICION DE RESISTIVIDAD Metodo de Wenner
1)Los electrodos se colocan en linea recta 2)Las distancias seran iguales a a 3)La profundidad sera b y esta será mucho menor que 1/10 de a 4)Se inyecta corriente por C y se mide tensión por P. 5)Luego se calcula R y por lo tanto la Resistividad
= Resistividad promedio a la profundidad b (Ohms * mts)
2 * a* R
a = Distancia entre electrodos (cm) R = Resistencia medida por el instrumento (Ohms)
MEDICION DE RESISTENCIA Mide la resistencia del electrodo en estudio mas una auxiliar muy pequeña. Sirve para sistemas céntricos donde existe suministro de agua por red.(aprox. 1 Ohms) La resistencia del electrodo no será superior a 25 Ohms. El método da una idea aproximada de la R del sistema.
METODO DE LOS TRES PUNTOS Rx = (R1 + R2 - R3) / 2
• Se utilizan dos electrodos auxiliares con Ry y Rx. • Los electrodos forman un triangulo y se miden resistencias entre ellos. • Se obtienen mejores resultados cuando las resistencias son parecidas. • Distancia recomendada 8 mts. • Buen método cuando no se pueden poner los electrodos en línea recta. • El método da resultado cuando el suelo el completamente homogéneo.
METODO DE LA CAIDA DE POTENCIAL Método del 62% •C1 y P1 están conectados mediante un puente. •Se inyecta una corriente y se mide la tensión. •Mediante la ley de Ohm se determina R.
•1) Desconectar del sistema todos los componentes • 2) Determinar la distancia del electrodo de corriente • 3) Realizar varias determinaciones de resistencia para distintas ubicaciones del electrodo de potencial. • 4) Todos los electrodos se ubicaran en línea recta. • 5) Graficar la curva de tensión hasta obtener una porción plana bien demarcada.
GRADIENTE DE POTENCIAL
En este caso los electrodos se encuentran muy cercanos entre si. Existe un solapamiento de los gradientes generados por cada electrodo. La resistencia se incrementa como consecuencia de ello.
La distancia entre electrodos es suficiente como para no producir solapamiento de los gradientes. El valor de la R asociada al sector plano es el correcto. Se lo denomina zona de equilibrio
INTENSIDAD
EFECTOS FISIOLOGICOS DE LA CORRIENTE
1 a 3 mA
Prácticamente imperceptibles. No hay riesgo
De 5 a 10 mA
Contracciones involuntarias de músculos y pequeñas alteraciones del sistema nervioso
De 10 a 15 mA
Principio de tetanización muscular, contracciones violentas e incluso permanentes de las extremidades
De 15 a 30 mA
Contracciones violentas e incluso permanentes de la caja toráxica.
Mayor de 30 mA
Fibrilación ventricular cardiaca
EFECTOS FISIOLOGICOSDE LA CORRIENTE
zona 1 – Normalmente sin reacción. Por debajo de 0,5 mA la corriente eléctrica no se percibe. zona 2 - Sin efectos fisiológicos. La corriente eléctrica se percibe sin efecto dañino. zona 3 – Contracciones musculares. Dificultad en la respiración, alteraciones reversibles en el ritmo cardíaco. Paros cardiacos transitorios sin fibrilación ventricular se incrementan con la corriente y el tiempo. Aumento de la presión sanguínea. zona 4 – Paros cardiacos, respiratorios y quemaduras. Pueden ocurrir con el incremento de la corriente y el tiempo.
FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL ACCIDENTE ELECTRICO 1)Valor de la intensidad de la corriente eléctrica. 2)Valor de la tensión. 3)Tiempo de paso de la corriente eléctrica. 4)Valor de la resistencia ohmica que presenta el organismo 5)La trayectoria que siga la corriente por el organismo. 6)Naturaleza de la corriente 7)Valor de la frecuencia en el caso de c.a. 8)Capacidad de reacción del organismo.
