Mediciones Eléctricas II - Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica - Facultad de Ingeniería - UNMdP Agosto de 2017 Mediciones Eléctricas II (3D2) Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica – Facultad de Ingeniería – UNMdP (Cursada 2018) Puesta a Tierra de Sistemas Eléctricos
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PUESTA A TIERRA DE SISTEMAS ELECTRICOS - fi.mdp.edu.ar · Resistencia de puesta a tierra. Mide la eficiencia de un sistema de electrodos enterrados en términos de resistencia. Ohms
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Mediciones Eléctricas II - Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica - Facultad de Ingeniería - UNMdP
Agosto de 2017
Mediciones Eléctricas II (3D2)
Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica – Facultad de Ingeniería – UNMdP
(Cursada 2018)
Puesta a Tierra de Sistemas Eléctricos
Mediciones Eléctricas II - Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica - Facultad de Ingeniería - UNMdP
2 2018
Introducción
• ¿Que es una puesta a tierra?
Una puesta a tierra (p.a.t.) es una 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 al suelo.
Electrodo (3)
Conductor (1)
Unión (2)
Carcaza de motor
Ejemplo:
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3 2018
Introducción
• Ejemplos de disposiciones de puestas a tierra
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Introducción
• 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.
Esquema global de p.a.t. en edificios
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Función Dinámica de una PAT:
• Disipa descargas eléctricas de origen atmosférico en líneas de transmisión.
Introducción
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Ejemplo sistema TT
Introducción
• Descarga a tierra corrientes de defecto.
Función Dinámica de una PAT:
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Tiene 3 componentes:
1. Resistencia propia del electrodo
y sus conexiones.
2. Resistencia de contacto entre el
electrodo y el suelo adyacente
3. Resistencia del terreno alrededor
del electrodo
Resistencia de puesta a tierra (RPAT) : Es la resistencia eléctrica de un electrodo o
sistema de electrodos de puesta a tierra entre su borne de conexión y el suelo
eléctricamente neutro (teóricamente un punto en el infinito). Se mide en Ω.
Resistencia de un Sistema de Puesta a Tierra vs Resistividad de terreno
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Resistividad de suelo (ρ): Es una propiedad del terreno. Es la resistencia eléctrica de
un cubo de suelo de un metro de arista entre dos caras paralelas. Se mide en Ωm.
Depende de los sig. factores :
Composición del terreno
Concentración de sales disueltas
Contenido de humedad
Temperatura
s
lR
ml
sR
Resistencia de un Sistema de Puesta a Tierra vs Resistividad de terreno
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Resistividad de suelo . Propiedad eléctrica del suelo. Ohms x mts.
Sirve para: Cálculo de la puesta a tierra.
Cálculo del gradiente de potencial. Tensión de contacto y paso
Cáculo 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 contacto y las tensiones de paso
Diseñar protecciones para el personal y circuitos.
Resistencia de un Sistema de Puesta a Tierra vs Resistividad de terreno
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Superficie equipotencial
Gradiente de potencial alrededor de un electrodo de puesta a tierra:
Modelo:
• Electrodo semiesférico de radio “a”
• Suelo isotropo (mismas características
físicas en cualquier dirección) y homogéneo
(misma composición en cualquier dirección)
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*rE
drr
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1
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1
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21
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2 rr
IV
Si R2 y r1 = a (radio del electrodo)
Ley de Ohm microscópica
La diferencia de potencial será:
22 r
I
Densidad de Corriente
Resistividad
V
a
IV
1
2
El potencial
del electrodo
será:
aRPATI
V 1
2
El valor de
la Resistencia
de Tierra será:
Gradiente de potencial alrededor de un electrodo de puesta a tierra:
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2221 r
drR
I
Vrr
21
12
21 2
11
2 rr
rrI
rr
IV
Potencial Grad.2
2 1
2
2
r
I
dr
r
drI
dr
dV
Gradiente de potencial alrededor de un electrodo de puesta a tierra:
De aquí se observa que la corriente “I” va atravesando sucesivamente capas o conos cuyas
resistencias decrecen con el cuadrado de la distancia. Por ello las capas de mayor radio
contribuyen poco en la resistencia total, que dependerá esencialmente de las capas más próximas
al electrodo.
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Conclusión:
La resistencia de tierra queda definida fundamentalmente por las primeras
superficie equipotencial que
envuelve al electrodo.
El 93% de la caída de tensión se produce en un radio de 1,8 m. alrededor del
electrodo. El 80% de la caída de tensión se produce en un radio de 0,3 m.
Es peligroso pisar en las proximidades de los electrodos.
Gradiente de potencial alrededor de un electrodo de puesta a tierra:
Tensión de paso
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Agosto de 2017
Mediciones Eléctricas II (3D2)
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(Cursada 2018)
Teoría de la Medición de Puesta a Tierra y
Resistividad de Suelo
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Teoría de la Medición de Resistencia de Puesta a Tierra
I ' = - I
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1.
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2
1.
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Teoría de la Medición de Resistencia de Puesta a Tierra
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PATd..2
Si P1 se conecta con C1
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Si hacemos DX .2 Siendo 1
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Ecuación de 2º
grado
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12
KK
1 1
2 0,707
5 0,643
10 0,629
1000 0,618
∞ 0,618
a
DK
D
X 2Método del 62%
(ó método de la
caída de
potencial)
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