LA 400 DE CODENSA:
El sistema de puesta a tierra tiene por finalidad proteger la vida de las personas, evitar daños
en los equipos por sobretensiones y mejorar la efectividad de las protecciones eléctricas, al
proporcionar una adecuada conducción de la corriente de falla a tierra.
De acuerdo a lo anterior, en una instalación de una puesta a tierra es importante el valor de la
resistencia que se tenga con respecto a tierra; independiente del número de electrodos y
elementos que haya necesidad de utilizar para lograr éste propósito. Por ello, siempre que se
instala un sistema de puesta a tierra, se debe medir el valor de la resistencia a tierra y
confrontarlo con los límites establecidos, para garantizar una buena puesta a tierra del sistema
eléctrico.
En las redes de distribución, el sistema de tierra se compone de las puestas a tierra
instaladas en los pararrayos, transformadores, condensadores, reguladores, equipos de
maniobra, neutros y elementos metálicos, cuyos electrodos de puesta a tierra están
generalmente constituidos por varillas enterradas.
Con la interconexión de las puestas a tierra (a través del neutro) se logra disminuir el valor de
la resistencia entre neutro y tierra, que asegura la operación correcta de las protecciones y
limita la tensión a tierra que puede aparecer entre las fases no falladas cuando ocurre una falla
a tierra.
El sistema de distribución en M.T., es sólidamente puesto a tierra en las subestaciones y en
B.T. es efectivamente puesto a tierra a lo largo de su recorrido.
Se utiliza como electrodo para puesta a tierra una varilla cobrizada de 5/8" x 2,44 m , con su
respectivo conector y como medio de conexión hasta tierra se utiliza alambre de cobre o
cobrizado (copperweld) No.4 AWG.
La ventaja de utilizar las varillas como electrodos de tierra es su facilidad de instalación, no
necesita excavación y su economía con respecto a otras soluciones.
Instalación de puestas a tierra
Para la instalación de las puestas a tierra de los circuitos de distribución en M.T., B.T. y
equipos conectados del sistema, se deben tener en cuenta los siguientes casos:
En los pararrayos, los puntos de tierra de cada uno de ellos, se deben conectar entre sí
mediante alambre de cobre o cobrizado (copperweld) No.4 AWG, y se lleva a tierra evitando
dobleces agudos en el alambre, hasta la varilla previamente enterrada utilizando para la unión
a la varilla un conector apropiado.
En los transformadores de distribución se deben conectar entre sí el neutro y la carcasa,
mediante alambre de cobre o cobrizado (copperweld) No. 4 AWG y desde allí hasta la
varilla de puesta a tierra. Se realiza una sola bajante para puesta a tierra de los pararrayos
y del transformador.
· El neutro de la red de B.T. se debe poner a tierra cada tres postes, igualmente los puntos
finales de los neutros del circuito. Ver normas LA 403/404.
· En los postes de concreto que tengan tubo PVC incorporado en su interior para la puesta a
tierra se recomienda el uso del cable de cobre No. 4 AWG a cambio del alambre
cobrizado, ver Norma LA 401. Cuando los postes no tengan tubo PVC en su interior el
conductor deberá protegerse con un tubo metálico y galvanizado de 1/2" x 3,00 m . Ver
Norma LA 402.
· En los bancos de condensadores, la puesta a tierra se debe hacer mediante cable de
cobre No.2/0 AWG, conectado a una o varias varillas de 5/8" x 2,44 m interconectadas
previamente enterradas, hasta alcanzar el valor de 5 W. En casos con resistividades altas
del terreno se deben realizar tratamiento para bajar su resistividad.
· En las transiciones de los cables subterráneos de M.T., los alambres de la pantalla
metálica del blindaje del conductor en los terminales deben conectarse a tierra a través de
la puesta a tierra de los pararrayos, ver norma LA117/LA118/LA119/
LA120/LA121/LA218/LA219/LA220 y LA221. La pantalla del terminal del cable de M.T
solo debe aterrizarse en uno de los extremos del cable, con el fin de evitar circulación de
corriente a través de la pantalla.
Medida de resistencia de puesta a tierra
La resistencia de cualquier electrodo de puesta a tierra debe ser menor de 25 W. (Norma
ICONTEC 2050 Sección 250-84). La resistencia combinada de las puestas a tierra de los
circuitos de B.T. y M.T., debe ser menor de 10 W en época de invierno y menor de 25 W en
época de verano.
La medida de la resistencia de puesta a tierra debe efectuarse con un medidor de tierras
(Megger), utilizando preferiblemente el método de los tres puntos o "Caída de Tensión", que
se describe a continuación con la ayuda de la figura 1 y el formato presentado en la Norma LA
400 página 6.
Los bornes de los extremos marcados como JC y JXC son los terminales de corriente y los
bornes centrales marcados como JT y JXT son los terminales de tensión
Se utilizan para medir la resistencia de tierra, dos varillas como electrodos auxiliares, que se
clavan en el terreno, alineados con el punto de puesta a tierra a medir.
Primero se unen los bornes JXC y JXT y se conectan a la varilla de tierra (o malla de tierra) cuya
resistencia se requiere medir. La varilla más lejana conectada al borne JC, actúa como
electrodo de corriente, la otra varilla conectada al borne JT (localizada entre la varilla de
corriente y la puesta a tierra a medir) actúa como electrodo de tensión.
De acuerdo a la figura 1 de la norma LA 400 página 6, midiendo desde la varilla de puesta
tierra (o malla de tierra) D1 , es la distancia hasta la varilla de corriente y D2 es la distancia
hasta la varilla de tensión.
Al circular la corriente generada por el Medidor de tierras (Megger), se producen gradientes
de potencial alrededor de los electrodos, pero existen zonas entre ellos donde el potencial es
constante. Se ha determinado que a una distancia del 62% de D1, no se producen
perturbaciones y allí debe instalarse el electrodo de tensión.
Se realizan tres mediciones con las siguientes distancias:
1- D1 = 25 m D 2 = 15 m
2- D1 = 30 m D2 = 18 m
3- D1 = 36 m D2 = 22 m
Si los valores no difieren en ± 5 % del valor promedio (Obtenido de la suma de las tres
mediciones y dividiendo por 3) debe considerarse que este valor promedio es el valor
verdadero.
Si el error es mayor, existe superposición de los gradientes de tensión y debe aumentarse D1
y D2, manteniendo su relación D2=0,62D1 y repitiendo el procedimiento hasta cumplir la
condición que el error sea <5%.
Todas las medidas deben realizarse sin tensión, ni circulación de corriente, es decir, la varilla
de tierra debe estar desconectada de bajantes de pararrayos, neutros, tierras de equipos en
funcionamiento, igual sucede si se miden mallas de tierra.
Medida de resistividad del terreno
Es de gran importancia conocer las características del terreno donde se va a instalar una
varilla de tierra o electrodo de tierra para predecir el número de varillas que se deben instalar
o la configuración de los electrodos. La resistividad varia con el tipo de suelo, la temperatura,
la humedad, la homogeneidad y acidez del terreno.
El método más empleado para medir la resistividad del terreno (W*m) es el de los cuatro
puntos (o método de Wenner). Se instalan cuatro varillas alineadas e igualmente espaciadas a
una distancia D. Los bornes de los extremos del aparato marcados como JC y JXC son los
terminales de corriente y los bornes centrales bornes JT y JXT son los terminales de tensión,
que se instalan a las varillas como se muestra en la fig. 2 de la norma LA 400 página 6.
Para obtener el valor de la resistividad se deben realizar varias medidas con diferentes
distancias D. Se sugiere hacer medidas con D=1m, D=2m, D=5m, D=10m, D=20m y D=30m.
Las varillas de prueba deben ser enterradas a una profundidad no mayor de 10% de la
distancia entre varillas y firmemente enterradas. Una vez realizadas todas las conexiones, se
lee la resistencia en el aparato y la resistividad se calcula mediante la expresión r=2PDR.
Los resultados deben consignarse en una tabla como se muestra en la norma LA 400 página
6 con las observaciones y condiciones del medio ambiente. Además se debe realizar una
curva de resistividad contra distancia para determinar el valor promedio y descartar valores
por errores de mediciones.
Mejoramiento de la resistencia de puesta a tierra
Cuando la resistividad del terreno sea menor de 63 W*m solo se necesita enterrar una varilla
como electrodo de tierra para cumplir con los requisitos de resistencia a tierra.
Para terrenos con resistividades hasta de 110 W*m se debe colocar dos varillas como
electrodos de tierra y hasta 150 W*m se debe colocar tres varillas, para resistividades
mayores de 150 W*m se debe aplicar los métodos presentados a continuación hasta lograr
valores adecuados de resistencia en el electrodo de tierra (menores de 25 W).
· Colocar o reforzar con más electrodos.
En la generalidad de los casos se utiliza como electrodo de puesta a tierra una varilla, pero
cuando el valor medido de resistencia es alto, se pueden colocar dos a tres varillas unidas
entre sí y separadas a una distancia de al menos dos longitudes de la varilla. En casos
especiales para lograr bajar la resistencia se pueden utilizar varillas más largas tratando de
conseguir a mayor profundidad, menor resistividad o alcanzar el nivel freático del terreno.
· Realizar tratamiento del suelo.
El tratamiento del suelo se efectúa realizando una excavación para instalar la varilla y
rellenando el hueco con tierra negra, carbón, sales y compuestos con menor resistividad
(concreto, bentonita y gel).
El tratamiento del suelo se basa en el uso de materiales de relleno con menor resistividad,
tales como tierra negra (50 W*m), concreto (40 W*m), bentonita (2.5 W*m) y gel (<1 W*m).
La selección de una de las alternativas dependerá de la resistividad del terreno y del valor que
se quiere alcanzar, ya que el tratamiento del terreno (a excepción del concreto, la bentonita y el
gel) se deteriora con el transcurso del tiempo, si no se toman las precauciones para que
permanezca dicho tratamiento.
MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA
MÉTODO DE LA CAIDA DE TENSIÓN
Lugar de medición: _________________ Punto significativo: _______
Dirección: ____________________________________________________
Estado superficial del terreno Húmedo ___ Seco____
Equipo utilizado: _______________________________________________
RESULTADO DE LAS MEDICIONES
| D1(m) | D2(m) | R(Ohmios) | D1(m) | D2(m) | R(Ohmios) | OBSERVACIONES |
| 25 | 15 | 36 | 22 | |||
| 30 | 18 | 42 | 25 | |||
| 36 | 22 | 50 | 30 | |||
| PROMEDIO | ||||||
MEDIDA DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO
MÉTODO DE LOS 4 PUNTOS
Lugar de medición: _____________________ Punto significativo: _______
Dirección: ____________________________________________________
Estado superficial del terreno Húmedo____ Seco____
Equipo utilizado: _______________________________________________
| D(m) | R(Ohmios) | Rho=2 Pi DR (Ohmios x m) | OBSERVACIONES |
| 2 | |||
| 5 | |||
| 10 | |||
| 20 | |||
| 36 |
ESTA ES LA TABLA EN LA CUAL SE PONEN LOS DIFERENTES VALORES DE LOS CALCULOS DE EL TELUROMETRO
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