Instituto Politécnico Nacional
Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos
“Cuauhtémoc”
Academia de Instalaciones y Mantenimiento Eléctrico
Mantenimiento a Subestaciones
Sistemas de Puesta a Tierra
Prof.: José Jorge García Jiménez
Castillo Lozano Julio Cesar
Cedillo Baltazar Adoración Soledad
Martínez Aburto Yoan
Sistemas
de tierras.
El NEC 100 define tierra eléctrica “ground” como una conexión
entre el circuito eléctrico y tierra (puesta a tierra del sistema) o entre el
equipo y tierra (puesta a
tierra del equipo), en caso de que la tierra no esté disponible, la unión
es con algún otro elemento conductor que sustituya a la tierra (en el caso de
un automóvil la “tierra” es el chasis). Conviene distinguir entre la puesta a
tierra del sistema de alimentación y la puesta a tierra del equipo.
La puesta a tierra del
sistema de alimentación eléctrica consiste en unir al sistema de electrodos
uno de los conductores de la acometida o uno de los conductores que salen del
secundario de un transformador; a este conductor se le conoce como conductor
puesto a tierra.
La tierra y la resistividad.
La resistividad del suelo es
la propiedad que tiene éste, para conducir electricidad, es conocida
además como la resistencia específica del terreno. En su medición, se promedian
los efectos de las diferentes capas que componen el terreno bajo estudio, ya
que éstos no suelen ser uniformes en cuanto a su composición, obteniéndose lo
que se denomina "Resistividad Aparente" que para el
interés de este trabajo, será conocida simplemente como "Resistividad del
Terreno".
En la NOM-022-STPS-1999 se define el término resistividad, como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un cubo de terreno de un metro por lado.
De acuerdo con la
NOM-008-SCFI-1993, Su representación dimensional debe estar expresada en Ohm-m,
cuya acepción es utilizada internacional-mente.
La resistividad del terreno
varía ampliamente a lo largo y ancho del globo terrestre, estando determinada
por:
- Sales
solubles
- Composición
propia del terreno
- Estratigrafía
- Granulometría
- Estado
higrométrico
- Temperatura
- Compactación
COMPOSICIÓN DEL TERRENO
La composición del terreno depende de la naturaleza
del mismo. Por ejemplo, el suelo de arcilla normal tiene una resistividad
de 40-500 ohm-m por lo que una varilla electrodo enterrada 3 m tendrá una
resistencia a tierra de 15 a 200 ohms respectivamente. En cambio, la
resistividad de un terreno rocoso es de 5000 ohm-m o más alta, y tratar de
conseguir una resistencia a tierra de unos 100 ohm o menos con una sola varilla
electrodo es virtualmente imposible.
TUBERÍA METÁLICA DE AGUA ENTERRADA
Para que una tubería de agua pueda usarse como electrodo
de puesta a tierra, debe reunir los siguientes requisitos:
- Por lo menos tener 3 m en
contacto directo con la tierra.
- Eléctricamente continua
hasta el punto de conexión, puenteando el medidor del agua, si está
colocado en una posición intermedia.
La
única desventaja de su uso es que debe complementarse con un electrodo
adicional, de cualquiera de los tipos mencionados arriba.
Por otro lado, la American Wáter Works Asociación
está propugnando por eliminar las tuberías de agua como electrodos principales,
debido a que con el uso cada vez mayor de equipos electrónicos, la corriente de
fuga a tierra es en parte corriente continua, lo que provoca corrosión
galvánica en las tuberías.
No confundir este tipo de electrodo,
con el requerimiento, casi siempre olvidado, del artículo (250-80a) de la norma
oficial mexicana , de conectar los sistemas interiores de tuberías para
agua al puente de unión principal o a los electrodos de puesta a tierra, de
acuerdo con la tabla 250-94 de la misma norma, con el fin de igualar
potenciales en caso de una falla.
ELECTRODOS DE VARILLA O TUBERÍA
De acuerdo con la NOM (250-83c) los electrodos de varilla
y tubo, no deben tener menos de 2,40 m de largo y deben instalarse de tal modo
que por lo menos 2,40 m de su longitud esté en contacto con la tierra.
Las varillas de metales no ferrosos deben estar aprobadas y tener un diámetro
no inferior a 13 mm de diámetro, y las demás de por lo menos 16 mm. Las
tuberías deben tener un diámetro no inferior a 19 mm, y si son de hierro,
deben tener una protección contra corrosión en su superficie.
Hay que notar que la varilla de 5/8" comercial mide
14,7 mm de diámetro y que la varilla con protocolos de CFE 16 mm.
Las varillas de acero con un recubrimiento de cobre (copperweld)
de 10 milésimas dura un promedio de 35 años en un suelo promedio; si tiene un
recubrimiento de 13 milésimas dura hasta 45 años. En cambio, una varilla de
acero galvanizado tiene una vida estimada de 15 años.
Estos electrodos se aplican al suelo mediante percusión
hasta que alcanzan la profundidad adecuada. En caso de terrenos rocosos o de
tepetate, las varillas no pueden meterse de esa manera; se doblan o solamente
no pueden entrar. Ocasionalmente se ha sabido de casos donde las varillas han
sido regresadas hacia la superficie después de haber tratado de clavarlas en terrenos
rocosos.
Cuando la roca está a menos de 2,40 m,
estos electrodos pueden meterse en diagonal hasta con un ángulo de 45 grados de
la vertical. Pero, si no es este el caso, se deben enterrar horizontales en una
trinchera abierta para el caso a 800 mm de profundidad por lo menos.
ELECTRODOS DE
PLACA
Los electrodos de placa no deberán
tener menos de 0,2 metros cuadrados de superficie en contacto con el suelo. Y
las placas de acero o fierro deberán tener por lo menos 6,4 mm de espesor. Si
son de material no ferroso deberán tener por lo menos 1,52 mm de espesor.
EJEMPLOS DE LISTADOS DE MATERIALES PARA PUESTA
A TIERRA.
150
|
m
|
Cable
de cobre temple suave de 19 hilos, calibre 4/0 AWG. Marca Conductores
Monterrey Viakon.
|
9
|
Pza
|
Varilla
electrodo de puesta a tierra de tipo Copperweld de 5/8" de diámetro, y 3
m de longitud. Con 0.010" de revestimiento.
|
1
|
Pza
|
Molde
para conector exotérmico en "X" de cable de paso calibre 4/0
AWG a cable de paso calibre 4/0 AWG, marca Cadweld modelo XBM-2Q2Q
|
1
|
Pza
|
Molde
para conector exotérmico en "T" de cable de paso calibre 4/0 AWG
a cable de derivación a tope calibre 4/0 AWG, marca Cadweld modelo XAC-2Q2Q
|
1
|
Pza
|
Molde
para conector exotérmico de cable de paso calibre 4/0 AWG a varilla
electrodo de 5/8", marca Cadweld modelo GTC-162Q
|
1
|
Pza
|
Conector mecánico para cable 4/0 de paso
a varilla 5/8", marca Burndy modelo GAR6429
|
16
|
Pza
|
Carga
para soldadura exotérmica marca Cadweld modelo 250
|
6
|
Pza
|
Carga
para soldadura exotérmica marca Cadweld modelo 200
|
9
|
Pza
|
Carga
para soldadura exotérmica marca Cadweld modelo 115
|
1
|
Pza
|
Registro
de PVC de 10" de diámetro y 24" de profundidad. Tapa de acero.
Marca Harger Modelo 362PBS
|
entrada de MANTENIMIENTO A SUBESTACIONES ELÉCTRICAS @ 0:10
1 comentarios
