1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR
UNIVERSIDAD EXPERIMENTAL POLITECNICA DEL ESTADO BOLIVAR
PNF EN ELECTRICIDAD
ELEC- 08 -T
SISTEMA PUESTO A TIERRA
PROFESORA:
MARIA ARENAS INTEGRANTES:
- NUÑEZ OLIVER C.I: 18.947.809
2. CIUDAD BOLIVAR, DICIEMBRE DEL 2009
INDICE Pág.
INTRODUCCION…………………………………………………………………. 3
SISTEMA DE PUESTO A TIERRA…………………………………………….. 4
IMPORTANCIA DE SISTEMA DE PUESTA A TIERRA…………...….....…4,5
COMPONENTES QUE INTEGRAN UNA PUESTA A TIERRA….....5, 6, 7, 8,9
PROTECCION CONTRA FALLAS A TIERRA…………...………….…………9
CONCLUSION……………………………………………………………………10
INFOGRAFIA………………………………………….………………………….11
3. INTRODUCCION
La puesta a tierra se basa en la propiedad de que las cargas eléctricas
(electrones) siempre intentarán alcanzar valores energéticos mínimos para
estar en equilibrio. La tierra es el punto de potencial cero, masa o energía
mínima que mejor se adapta a los requisitos de las instalaciones eléctricas,
siendo utilizada como tensión de referencia o tensión neutra. No obstante, el
valor de este potencial no es constante en todos los terrenos, viéndose
influenciada por corrientes telúricas u otras anomalías del substrato. Tampoco
la resistividad del terreno es igual y uniforme para los distintos terrenos,
dependiendo de los materiales que lo forman. Ni tan siquiera para un mismo
tipo de terreno, los valores de la resistividad se mantendrán constantes a lo
largo del año, variando desde valores mínimos en épocas lluviosas y húmedas,
a valores máximos durante los periodos secos.
4. 1) SISTEMA DE PUESTO A TIERRA
Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos
eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen nuestros equipos en
caso de una corriente transitoria peligrosa.
El objetivo de un sistema de puesta a tierra es:
E El de brindar seguridad a las personas.
E Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y
garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.
g Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la
tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación.
2) IMPORTANCIA DE SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
La importancia de realizar una conexión a tierra en un edificio inteligente
es mucha, ya que en estos edificios hay una gran cantidad de equipos
electrónicos y una corriente indeseable o sobré tensión podría causar una
pérdida muy costosa en estos equipos.
Los fenómenos fisiológicos que produce la corriente eléctrica en el
organismo humano dependen del valor de la intensidad de la corriente, tiempo
de duración del contacto, callosidad, sexo, estado de epidermis, peso, altura,
estado de animo, estado del punto de contacto a tierra.
La resistividad del terreno se define como la resistencia que presenta 1 m3
de tierra, y resulta de un interés importante para determinar en donde se puede
construir un sistema de puesta a tierra.
En la resistividad del terreno influyen varios factores que pueden variarla,
entre los más importantes se encuentran: Naturaleza del Terreno, Humedad,
5. Temperatura, Salinidad, Estratigrafía, Compactación y las Variaciones
estaciónales.
Es la resistencia que nos ofrece el terreno hacia la corriente en un sistema
de puesta a tierra, esta resistencia depende de la resistividad del terreno y área
de los conductores
Para realizar un sistema de puesta a tierra se necesitan electrodos de
tierra, los cuales existen de muchos tipos, algunos mejores que otros en ciertas
características como el costo, entre otras.
Los electrodos pueden ser artificiales o naturales. Se entiende por
electrodos artificiales los establecidos con el exclusivo objeto de obtener la
puesta a tierra, y por electrodos naturales las masas metálicas que puedan
existir enterradas.
De acuerdo con la norma oficial mexicana NOM-001-SEDE-1999 (250-81),
el sistema de electrodos de puesta a tierra se forma interconectando los
siguientes tipos de electrodos:
• Tubería metálica de agua enterrada.
• Estructura metálica del inmueble.
• Electrodo empotrado en concreto.
• Anillo de tierra.
Algunos de los métodos que se pueden utilizar para realizar la medición
de la resistencia a tierra son los siguientes: método de los dos puntos, método
del 62 %, método de caída de potencial, método de los cuatro puntos, etc.
Para medir la resistencia se utiliza un instrumento denominado telurómetro.
Este aparato se basa en el método de compensación y funciona con un
generador magneto de c.a., que lleva un transformador en serie de relación
exacta, es decir, que la intensidad por el primario es siempre igual a la del
secundario.
6. La medición de resistencia a tierra de electrodos es una técnica que
requiere conocer aparte del método de medición, algunos factores que afectan
los resultados de las mediciones, y que son:
• El tipo de prueba.
• El tipo de aparato empleado.
• El lugar físico de las puntas de prueba.
3) COMPONENTES QUE INTEGRAN UNA PUESTA A TIERRA
El sistema de puesta a tierra consta básicamente de:
• Electrodos de puesta a tierra.
• Barrajes o conductores equipotenciales.
• Conductores de enlace.
• Puentes de conexión equipotencial.
• Conectores y/o soldaduras.
Para el caso de las instalaciones eléctricas los principales equipos y áreas que
se deben dotar de barrajes equipotenciales son:
• El equipo de acometida.
• Los centros de control de motores.
• Las subestaciones.
• Las salas de equipos eléctricos
• Las salas de equipos de telecomunicaciones
• Los cuartos eléctricos
• Los cuartos de telecomunicaciones.
CONDUCTORES DE ENLACES:
Los conductores de enlace entre los electrodos de puesta a tierra, los
barrajes equipotenciales y los elementos o puntos conectados a tierra,
constituyen la manera de transmitir a cualquier lugar o equipo de la instalación
7. el potencial de seguridad y referencia existente en la tierra física o suelo.
Únicamente mediante un correcto dimensionamiento de dichos conductores se
puede esperar que la seguridad y estabilidad que pueda brindar el contacto de
los electrodos de puesta a tierra con la tierra física o suelo pueda ser extendido
a un equipo o componente localizado en puntos remotos con respecto a dichos
electrodos.
LOS CONDUCTORES DE ENLACES SON LOS SIGUIENTES:
• El conductor del electrodo de puesta a tierra
• El conductor de puesta a tierra del sistema
• Los conductores de puesta a tierra de equipos
CONDUCTOR DE ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA:
El conductor del electrodo de puesta a tierra es el conductor utilizado para
enlazar el electrodo de puesta a tierra con el conductor de puesta a tierra del
sistema a través del primer barraje equipotencial asociado a la instalación.
La sección transversal del conductor del electrodo de puesta a tierra se
determina según la Tabla 250-94. De la NTC 2050. Para el caso particular de
instalaciones servidas por acometidas o alimentadores de cobre y conductores
del electrodo de puesta a tierra en cobre la Tabla 250-94 de la NTC 2050 se
sintetiza en la Tabla 11.1 de la página siguiente
4) MEDIDAS DE LA RESISTENCIA DE TIERRA
• Puesto a Tierra (Grounded): Toda conexión intencional o accidental del
sistema eléctrico con un elemento considerado como una puesta a
tierra. Se aplica a todo equipo o parte de una instalación eléctrica
(neutro, centro de estrella de transformadores o generadores, carcazas,
incluso una fase para sistemas en delta, entre otros), que posee una
conexión intencional o accidental con un elemento considerado como
puesta a tierra.
8. • Tierra (Ground o Earth): Para sistemas eléctricos, es una expresión
que generaliza todo lo referente a sistemas de puesta a tierra. En temas
eléctricos se asocia a suelo, terreno, tierra, masa, chasis, carcaza,
armazón, estructura o tubería de agua. El término “masa” solo debe
utilizarse para aquellos casos en que no es el suelo, como en los
aviones, los barcos, los carros y otros.
• Conductor del Electrodo de Puesta Tierra (Grounding Electrode
Conductor): Conductor que es intencionalmente conectado a una
puesta a tierra, sólidamente para distribuir la tierra a diferentes sitios de
una instalación.
• Resistividad del Suelo: Representa la resistencia específica del suelo a
cierta profundidad, o de un estrato del suelo; se obtiene indirectamente
al procesar un grupo de medidas de campo; su magnitud se expresa en
(Ohm-m) o (Ohm-cm), es inversa a la conductividad. La resistividad
eléctrica (ρ): Es la relación entre la diferencia de potencial en un material
y la densidad de corriente que resulta en el mismo. Es la resistencia
específica de una sustancia. Numéricamente es la resistencia ofrecida
por un cubo de 1m x 1m x 1m, medida entre dos caras opuestas.
• Resistividad Aparente: Es la resistividad obtenida con una medida
directa en el suelo natural, bajo el esquema geométrico especificado por
el método de cuatro (4) electrodos, aplicado con circuitos independientes
de corriente y potencial, sólo es representativo para un punto de la
característica del suelo estratificado.
• Resistencia Mutua de Electrodos: Fenómeno resistivo que aparece
entre electrodos de puesta a tierra o puntos próximos en el suelo,
mediante el cual, la corriente que se dispersa a través de uno de ellos,
modifica el potencial del otro. Su unidad es el (Ohm).
9. • Potencial Eléctrico: Es la diferencia de voltaje entre un punto y alguna
superficie equipotencial que generalmente es la superficie del suelo, la
cual es seleccionada arbitrariamente como de potencial cero o tierra
remota. Un punto el cual tiene un potencial más alto que el cero se llama
potencial positivo y en caso contrario potencial negativo.
• Tierra Remota: También denominada Tierra de Referencia, es el lugar o
la zona de mínima resistencia, más próxima del suelo subyacente a una
instalación eléctrica o a una puesta a tierra, respecto de las cuales se le
atribuye por convención el Potencial cero.
• Acero inoxidable Austenístico: Aceros al cromo-níquel (16% a 30% Cr
y 6% a 22% Ni) con bajo contenido de carbón (0.20% máximo).
Presentan elevada resistencia a la corrosión, ductilidad y gran facilidad
de limpieza; se endurecen por trabajo en frío y no son magnéticos.
• Resistividad del suelo
La resistividad del suelo varía con la profundidad, el tipo y concentración
de sales solubles, el contenido de humedad y la temperatura del suelo. La
presencia de agua superficial no necesariamente indica baja resistividad. Dado
el impacto de éste parámetro en el valor final de la RPT, es necesario que la
resistividad del suelo en el sitio donde será ubicado el sistema de puesta a
tierra, sea medida en forma precisa. El procedimiento básico de medición y
modelación del suelo puede consultarse en la norma RA6-014.
• Valores recomendados de Resistencia de Puesta a Tierra
Un buen diseño de puesta a tierra debe reflejarse en el control de las
tensiones de paso, de contacto y transferidas; sin embargo, la limitación de las
tensiones transferidas principalmente en subestaciones de media y alta tensión
es igualmente importante.
10. • Método de caída de potencial
La resistencia de puesta a tierra debe ser medida antes de la puesta en
funcionamiento de un sistema eléctrico, como parte de la rutina de
mantenimiento o excepcionalmente como parte de la verificación de un sistema
de puesta a tierra. Para su medición se debe aplicar el método de Caída de
Potencial.
• Gradientes de Potencial
La medición de la RPT por el método de Caída de Potencial genera
gradientes de potencial en el terreno producto de la inyección de corriente por
tierra a través del electrodo de corriente. Por ello, si el electrodo de corriente, el
de potencial y el sistema de puesta a tierra se encuentran muy cercanos entre
si, ocurrirá un solapamiento de los gradientes de potencial generados por cada
electrodo: resultando una curva en la cual el valor de resistencia medida se
incrementará con respecto a la distancia
5) PROTECCION CONTRA FALLAS A TIERRA
Los accidentes eléctricos más comunes ocurren cuando una persona se
hace parte del camino por donde fluirá la corriente a tierra, a este flujo se le
Llama "falla a tierra". Esta situación se presenta en instalaciones deterioradas y
de poco mantenimiento, cuando una persona trabajando con instrumentos
eléctricos entra en contacto con las partes metálicas del equipo, estando a su
vez en un área húmeda.
Una exposición prolongada de esta clase de fuga eléctrica por pequeña
que sea, puede ser fatal para el individuo. Pensando en ello fueron fabricados,
tanto bajo normas americanas como bajo normas europeas "Interruptores
automáticos con protección personal contra fallas a tierra incorporada".
La forma en la cual operan los dispositivos con falla a tierra se explicará a
continuación, haciendo un resumen del funcionamiento del interruptor
automático convencional.
11. Estos dispositivos son diseñados para la protección del equipo contra
sobrecargas, cortocircuitos y para prevenir el fuego.
La protección contra sobrecarga se logra mediante el uso de un elemento
bimetálico calentado por la corriente de carga. Durante una sobrecarga
prolongada, éste se doblará actuando sobre el mecanismo de operación para
lograr así la apertura del interruptor.
La protección contra cortocircuitos: Las fallas de fase a fase o fallas a
tierra sólida causan elevados flujos de corriente en tiempos extremadamente
cortos, por lo que no pueden ser manejados por el bimetálico; la protección
contra tales magnitudes de corrientes es provista por un electro magneto en
serie con la corriente de carga. El flujo magnético producido por estas elevadas
corrientes, activan el electro-imán y en consecuencia originan la acción de
desenganche que abre el circuito en forma casi instantánea.
Sin embargo, estos interruptores no están capacitados para proteger
contra fallas de bajo nivel de fase a tierra, las cuales pueden ser causadas por
una alta resistencia de contacto, entre una fase y tierra. Este tipo de falla es
muy peligrosa para el ser humano, debido a que elevan el potencial en las
partes metálicas del equipo expuestas al exterior y que podrían ser tocadas por
una persona. Como por ejemplo la carcasa de un motor o las puertas o
contornos de la nevera.
Los interruptores con fallas a tierra fueron desarrollados para proveer
protección contra este tipo de falla. Básicamente, estos dispositivos consisten
de un transformador diferencial que detecta alguna corriente fluyendo a tierra y
componentes de estado sólido que amplifican esta corriente suficientemente,
para activar el voltaje de operación de una bobina de disparo.
Debido a que corrientes relativamente pequeñas a través del cuerpo
pueden ser fatales, los interruptores con falla a tierra deben operar rápidamente
a un nivel predeterminado de corriente. Y su operación la produce una corriente
directamente ligada a una bobina de disparo.
12. CONCLUSION
Un sistema de puesta a tierra con La definición que realiza el reglamento
eléctrico de baja tensión (REBT) sobre puesta a tierra es: “la denominación
puesta a tierra comprende toda la ligazón metálica directa, sin fusible ni
protección alguna, de sección suficiente, entre determinados elementos o
partes de una instalación y un electrodo ó grupo de electrodos enterrados en el
suelo, con objetivo de conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y
superficie próxima del terreno no existan diferencias de potencial peligrosas y
que al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de falta o de las
descargas de origen atmosférico”.
Este sistema de protección se basa en impedir que se produzcan tensiones o
diferencias de potencial superiores a los 24 V, mediante la colocación de
conductores paralelos a los conductores de fase, capaces de enviar a tierra
cualquier corriente de fuga, de derivación, o las debidas a descargas
atmosféricas.
La importancia de realizar una conexión a tierra en un edificio inteligente
es mucha, ya que en estos edificios hay una gran cantidad de equipos
electrónicos y una corriente indeseable o sobré tensión podría causar una
pérdida muy costosa en estos equipos.
Los fenómenos fisiológicos que produce la corriente eléctrica en el
organismo humano dependen del valor de la intensidad de la corriente, tiempo
de duración del contacto, callosidad, sexo, estado de epidermis, peso, altura,
estado de animo, estado del punto de contacto a tierra.
La resistividad del terreno se define como la resistencia que presenta 1
m3 de tierra, y resulta de un interés importante para determinar en donde se
puede construir un sistema de puesta a tierra.
En la resistividad del terreno influyen varios factores que pueden variarla,
entre los más importantes se encuentran: Naturaleza del Terreno, Humedad,
Temperatura, Salinidad, Estratigrafía, Compactación y las Variaciones
estaciónales.
