Este documento establece los criterios y requisitos para el diseño de sistemas de tierra en plantas y subestaciones eléctricas. Define términos relacionados con sistemas de tierra e incluye métodos para medir la resistividad del suelo y la resistencia del sistema de tierra. Además, proporciona pautas para el diseño del sistema de tierra y mediciones posteriores a la instalación para garantizar condiciones de seguridad.
Este documento trata sobre los conceptos básicos y la filosofía de la protección por relevadores en sistemas eléctricos de potencia. Explica que la función de la protección es desconectar rápidamente cualquier elemento del sistema cuando ocurre una falla o funciona de forma anormal para evitar daños. También describe las características funcionales que debe cumplir un sistema de protección como sensibilidad, selectividad y rapidez de actuación. Finalmente, resume los diferentes tipos de perturbaciones que pueden ocurrir en instalaciones de alta tensión
Este documento habla sobre los terrenos para puesta a tierra. Explica que la conductividad eléctrica de los suelos depende de factores como la humedad, salinidad, compactación y temperatura. También describe métodos para mejorar artificialmente la conductividad del suelo mediante la adición de bentonita, gel o lignosulfato, con el fin de reducir la resistencia de la puesta a tierra. Finalmente, menciona la técnica del sondeo eléctrico vertical para medir la resistividad del terreno.
Este documento describe los diferentes tipos de subestaciones eléctricas, incluyendo subestaciones aéreas, de piso, capsuladas y subterráneas. Explica que una subestación transforma los niveles de tensión de alta, media o baja para la distribución de energía eléctrica. Detalla los componentes típicos de cada tipo de subestación y sus usos comunes. Finalmente, enfatiza la importancia crítica de las subestaciones dentro del sistema eléctrico para modificar variables de tensión y corriente y proporcion
Cuando dos inductores están en proximidad, el flujo magnético de uno induce una tensión en el otro, un fenómeno llamado inductancia mutua. La inductancia mutua se define como la capacidad de un inductor para inducir un voltaje en otro inductor cercano y depende de factores como la proximidad, el núcleo y el devanado de las bobinas. Los circuitos acoplados magnéticamente pueden almacenar energía cuya cantidad depende del coeficiente de acoplamiento entre las bobinas.
Este documento presenta el trabajo de grado de la ingeniera Mariana Gabriela Velásquez Gil para optar al título de Ingeniera Electricista en la Universidad de Oriente. El trabajo estudia la coordinación de las protecciones de distancia asociadas a la interconexión del sistema eléctrico de la isla de Margarita con la red de tierra firme, debido a modificaciones en la topología de las subestaciones y la sustitución de los relés de protección. El objetivo es proporcionar una protección segura y confiable al sistema ante posibles fallas.
Los aisladores se utilizan para aislar los conductores eléctricos de los soportes. Deben tener rigidez dieléctrica, resistencia mecánica y resistencia a variaciones de temperatura. Los materiales comunes son la porcelana, el vidrio y la esteatita. Existen aisladores fijos y en cadena, y se someten a ensayos para verificar su calidad y características eléctricas y mecánicas.
El documento describe los criterios de diseño de sistemas de puesta a tierra establecidos en el estándar IEEE 80. Explica que un sistema de puesta a tierra debe instalarse para limitar los gradientes de potencial y niveles de tensión y corriente que pongan en peligro la seguridad. También describe los parámetros críticos para el diseño como la corriente máxima a disipar, la corriente de falla simétrica, y la geometría y resistividad de la malla y el suelo. El diseño de sist
Este documento establece lineamientos para la homologación de unidades de propiedad y construcción en sistemas de distribución eléctrica subterráneos a nivel nacional. Define criterios técnicos estandarizados para identificar y especificar bancos de ductos, pozos, cámaras eléctricas, transformadores y equipos de seccionamiento. El objetivo es disponer de una identificación única y homologar materiales para mejorar la gestión técnica en las empresas eléctricas del país.
Este documento trata sobre los conceptos básicos y la filosofía de la protección por relevadores en sistemas eléctricos de potencia. Explica que la función de la protección es desconectar rápidamente cualquier elemento del sistema cuando ocurre una falla o funciona de forma anormal para evitar daños. También describe las características funcionales que debe cumplir un sistema de protección como sensibilidad, selectividad y rapidez de actuación. Finalmente, resume los diferentes tipos de perturbaciones que pueden ocurrir en instalaciones de alta tensión
Este documento habla sobre los terrenos para puesta a tierra. Explica que la conductividad eléctrica de los suelos depende de factores como la humedad, salinidad, compactación y temperatura. También describe métodos para mejorar artificialmente la conductividad del suelo mediante la adición de bentonita, gel o lignosulfato, con el fin de reducir la resistencia de la puesta a tierra. Finalmente, menciona la técnica del sondeo eléctrico vertical para medir la resistividad del terreno.
Este documento describe los diferentes tipos de subestaciones eléctricas, incluyendo subestaciones aéreas, de piso, capsuladas y subterráneas. Explica que una subestación transforma los niveles de tensión de alta, media o baja para la distribución de energía eléctrica. Detalla los componentes típicos de cada tipo de subestación y sus usos comunes. Finalmente, enfatiza la importancia crítica de las subestaciones dentro del sistema eléctrico para modificar variables de tensión y corriente y proporcion
Cuando dos inductores están en proximidad, el flujo magnético de uno induce una tensión en el otro, un fenómeno llamado inductancia mutua. La inductancia mutua se define como la capacidad de un inductor para inducir un voltaje en otro inductor cercano y depende de factores como la proximidad, el núcleo y el devanado de las bobinas. Los circuitos acoplados magnéticamente pueden almacenar energía cuya cantidad depende del coeficiente de acoplamiento entre las bobinas.
Este documento presenta el trabajo de grado de la ingeniera Mariana Gabriela Velásquez Gil para optar al título de Ingeniera Electricista en la Universidad de Oriente. El trabajo estudia la coordinación de las protecciones de distancia asociadas a la interconexión del sistema eléctrico de la isla de Margarita con la red de tierra firme, debido a modificaciones en la topología de las subestaciones y la sustitución de los relés de protección. El objetivo es proporcionar una protección segura y confiable al sistema ante posibles fallas.
Los aisladores se utilizan para aislar los conductores eléctricos de los soportes. Deben tener rigidez dieléctrica, resistencia mecánica y resistencia a variaciones de temperatura. Los materiales comunes son la porcelana, el vidrio y la esteatita. Existen aisladores fijos y en cadena, y se someten a ensayos para verificar su calidad y características eléctricas y mecánicas.
El documento describe los criterios de diseño de sistemas de puesta a tierra establecidos en el estándar IEEE 80. Explica que un sistema de puesta a tierra debe instalarse para limitar los gradientes de potencial y niveles de tensión y corriente que pongan en peligro la seguridad. También describe los parámetros críticos para el diseño como la corriente máxima a disipar, la corriente de falla simétrica, y la geometría y resistividad de la malla y el suelo. El diseño de sist
Este documento establece lineamientos para la homologación de unidades de propiedad y construcción en sistemas de distribución eléctrica subterráneos a nivel nacional. Define criterios técnicos estandarizados para identificar y especificar bancos de ductos, pozos, cámaras eléctricas, transformadores y equipos de seccionamiento. El objetivo es disponer de una identificación única y homologar materiales para mejorar la gestión técnica en las empresas eléctricas del país.
El documento proporciona información sobre transformadores eléctricos. Explica que un transformador permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna manteniendo la frecuencia, y describe sus componentes principales como el núcleo y los devanados. También resume los diferentes tipos de transformadores y sus aplicaciones, así como conceptos clave como las pérdidas, la regulación y las pruebas realizadas en transformadores.
Las cuchillas desconectadoras son dispositivos mecánicos que permiten interrumpir o restablecer la continuidad de un circuito eléctrico de forma segura. Se clasifican según su construcción, montaje, mecanismo de operación y aguante mecánico y eléctrico. Requieren pruebas de prototipo, rutina y campo para verificar su correcto diseño, fabricación e instalación. Su mantenimiento implica actividades preventivas e inspecciones periódicas.
Una subestación de potencia está conformada por tres partes principales: la casa de control, el patio de transformadores y el patio de conexiones. El transformador de potencia transfiere energía eléctrica entre circuitos a diferentes niveles de tensión y el interruptor de potencia protege equipos durante maniobras o mantenimiento desconectando rápidamente la corriente de falla. Los seccionadores permiten aislar equipos para mantenimiento o desviar circuitos ante fallas.
Fallas Simétricas Trifásicas en un Sistema Eléctrico de Potencia FrancilesRendon
Este documento trata sobre el cálculo de corrientes de cortocircuito en sistemas de potencia. Explica métodos como el voltaje detrás de la reactancia subtransitoria, el método de superposición y el uso de la matriz de impedancia de barra. También cubre temas como cortocircuitos trifásicos, causas comunes de cortocircuitos y aportes de corriente de diferentes elementos en la red.
Practica 8 lab elect i curva del bjt final...Israel Chala
En esta práctica de laboratorio, los estudiantes montaron un circuito con un transistor bipolar de unión y variaron los voltajes de base y colector para generar la curva característica del colector. midieron los valores de la corriente de colector para diferentes valores de voltaje colector-emisor y llenaron una tabla de datos. Luego graficaron los resultados para analizar el comportamiento del transistor en las diferentes regiones de operación. El objetivo era comprender el funcionamiento básico de los transistores bipolares.
Guia de interpretación de las curvas de disparo btSebastian Toloza
El documento explica las curvas de disparo de interruptores automáticos y cómo se pueden regular mediante relés electromecánicos o unidades de control electrónicas. La curva de disparo consta de dos zonas: sobrecargas (respuesta a tiempo inverso) y cortocircuitos (respuesta a tiempo constante). Las unidades de control electrónicas permiten regular parámetros como la intensidad de umbral, la temporización y el umbral instantáneo.
Este documento trata sobre la coordinación de aislamiento en subestaciones. Explica los diferentes tipos de sobretensiones que pueden ocurrir, como las temporales, de maniobra y atmosféricas. También describe los métodos de protección contra sobretensiones como pararrayos y disyuntores. Finalmente, detalla los conceptos clave de la coordinación de aislamiento como las curvas de tensión-tiempo de los aislamientos y los descargadores, así como los niveles de aislamiento normalizados para equipos de diferentes tensiones.
Este documento describe los elementos clave de una subestación eléctrica. Explica que una subestación contiene líneas eléctricas, barras, transformadores, interruptores, medidores y protecciones. También incluye servicios auxiliares, instalaciones de control y celdas para alojar el equipamiento. El diseño de una subestación depende de su función en la red eléctrica y de las características de la zona.
Este documento trata sobre el cálculo de corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos de corriente alterna. Explica que los cortocircuitos producen corrientes peligrosas que pueden dañar equipos y ser un riesgo para personas. Describe los orígenes más comunes de cortocircuitos y sus consecuencias. Luego, analiza el comportamiento de un circuito RL en cortocircuito, identificando las componentes de corriente alterna y continua. El objetivo final es calcular de forma segura las corrientes
This document is the IEEE guide for safety in AC substation grounding. It provides guidelines and recommendations for properly grounding outdoor AC substations to protect personnel from electric shock. The guide covers distribution, transmission and generating plant substations. It describes the safety concerns around electric currents and voltages in substations and defines tolerable limits. It also discusses criteria for substation grounding system design, including selection of grounding conductors and electrodes, evaluation of soil characteristics, calculation of ground resistance and fault currents, and determination of touch and step voltages. The purpose is to help ensure substation grounding systems are designed to limit hazards and provide adequate protection for personnel safety.
El documento describe cómo funcionan los reguladores de tensión que utilizan diodos Zener. Explica que los diodos Zener son diodos de silicio altamente dopados que funcionan en la zona de ruptura y se utilizan para regular la tensión de salida casi constante independientemente de las variaciones en la tensión de entrada, la resistencia de carga o la temperatura. También describe que los diodos Zener están disponibles en una amplia gama de voltajes y potencias y que se pueden usar para crear fuentes de voltaje reguladas de bajo costo que
Este documento describe diferentes tipos de transformadores de medida, incluyendo transformadores de corriente y tensión. Explica que los transformadores de medida convierten corrientes y tensiones de manera proporcional y en fase a valores medibles. También clasifica los transformadores según su construcción y aplicación, como transformadores de soporte, pasantes o unipolares/bipolares.
Este documento presenta una introducción a los conceptos fundamentales de las subestaciones eléctricas. Explica que una subestación es parte de un sistema eléctrico de potencia que permite modificar los parámetros de potencia eléctrica para controlar el flujo de energía de manera segura. Luego describe los diferentes tipos de subestaciones, equipos, niveles de tensión y esquemas de barras comúnmente utilizados.
El documento describe diferentes tipos y materiales de aisladores eléctricos. Explica que los aisladores sirven para sujetar los conductores eléctricos y aislarlos eléctricamente de otras estructuras. Se clasifican según su material (vidrio, porcelana, plástico), diseño (de soporte, de suspensión, de tipo espiga) y uso (interior/exterior). También describe los materiales comúnmente usados como vidrio, porcelana y sus ventajas, y más recientemente compuestos plásticos.
El documento describe los diferentes tipos de transformadores eléctricos, incluyendo su historia, principios de funcionamiento, componentes y aplicaciones. Explica que un transformador permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna manteniendo la potencia. También describe transformadores trifásicos, de aislamiento, elevadores de tensión y otros tipos.
Elaboracion del diagrama de la subestacion electrica y planta de emergencia d...Diego Rosales Diaz
Este documento trata sobre la elaboración del diagrama de la subestación eléctrica del Hospital General de Veracruz de Petróleos Mexicanos. Presenta conceptos generales sobre subestaciones eléctricas, sus elementos constitutivos como transformadores e interruptores, y describe el proceso de levantamiento de datos, análisis de cargas y elaboración del diagrama unifilar de dicha subestación.
Este documento describe los circuitos de disparo para tiristores utilizados en rectificadores controlados por fase. Explica que los circuitos de disparo son elementos clave para obtener la salida deseada y cumplen los objetivos del sistema de control. Luego describe los componentes típicos de un circuito de disparo como el circuito sincronizador, el circuito de base de tiempo, el circuito generador de pulsos de disparo y el circuito de aislamiento. Finalmente, analiza algunos dispositivos semiconductores comúnmente usados para generar pulsos de disparo
Este documento presenta los requisitos básicos para el diseño de una subestación eléctrica en la República Dominicana. Detalla las condiciones ambientales típicas como la temperatura y humedad, así como las características del sistema eléctrico como los diferentes niveles de tensión. Explica los requisitos de diseño para los equipos de alta, media y baja tensión. Además, presenta la configuración de los sistemas de servicios auxiliares de corriente alterna y continua requeridos para la subestación.
El documento describe los diferentes tipos de interruptores de potencia, incluyendo su principio de operación, clasificación y procesos de cierre y apertura. Explica que los interruptores se clasifican según su medio de extinción, tipo de mecanismo y ubicación de las cámaras. También cubre criterios para la selección, instalación, pruebas y mantenimiento de interruptores de potencia.
Este documento describe el funcionamiento de un transformador monofásico sometido a diferentes tipos de carga, incluyendo carga resistiva, inductiva y capacitiva. Explica los conceptos teóricos relevantes como potencia, corriente y voltaje. También describe el equipo necesario y los procedimientos para realizar las pruebas y medir las lecturas bajo cada tipo de carga.
El presente manual brinda al técnico Instalador /Reparador los lineamientos generales para poder realizar un adecuado trabajo bajo normativas generales y procedimientos actuales.
Se hace considerado miscelánea de problemas y un glosario de términos necesarios utilizados en el medio del negocio de la televisión por cable que será de utilidad diaria; además se ha tomado en cuenta la correcta utilización de las herramientas así como las consideraciones en el ámbito de la seguridad laboral.
Este documento proporciona información sobre subestaciones eléctricas. Brevemente describe que las subestaciones eléctricas juegan un papel importante en la transformación y distribución de energía eléctrica desde los sitios de generación hasta los lugares de consumo. También incluye secciones sobre la caída de tensión, seguridad eléctrica en el hogar, normas para instalaciones eléctricas residenciales, y consejos sobre tendido de cables eléctricos.
El documento proporciona información sobre transformadores eléctricos. Explica que un transformador permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna manteniendo la frecuencia, y describe sus componentes principales como el núcleo y los devanados. También resume los diferentes tipos de transformadores y sus aplicaciones, así como conceptos clave como las pérdidas, la regulación y las pruebas realizadas en transformadores.
Las cuchillas desconectadoras son dispositivos mecánicos que permiten interrumpir o restablecer la continuidad de un circuito eléctrico de forma segura. Se clasifican según su construcción, montaje, mecanismo de operación y aguante mecánico y eléctrico. Requieren pruebas de prototipo, rutina y campo para verificar su correcto diseño, fabricación e instalación. Su mantenimiento implica actividades preventivas e inspecciones periódicas.
Una subestación de potencia está conformada por tres partes principales: la casa de control, el patio de transformadores y el patio de conexiones. El transformador de potencia transfiere energía eléctrica entre circuitos a diferentes niveles de tensión y el interruptor de potencia protege equipos durante maniobras o mantenimiento desconectando rápidamente la corriente de falla. Los seccionadores permiten aislar equipos para mantenimiento o desviar circuitos ante fallas.
Fallas Simétricas Trifásicas en un Sistema Eléctrico de Potencia FrancilesRendon
Este documento trata sobre el cálculo de corrientes de cortocircuito en sistemas de potencia. Explica métodos como el voltaje detrás de la reactancia subtransitoria, el método de superposición y el uso de la matriz de impedancia de barra. También cubre temas como cortocircuitos trifásicos, causas comunes de cortocircuitos y aportes de corriente de diferentes elementos en la red.
Practica 8 lab elect i curva del bjt final...Israel Chala
En esta práctica de laboratorio, los estudiantes montaron un circuito con un transistor bipolar de unión y variaron los voltajes de base y colector para generar la curva característica del colector. midieron los valores de la corriente de colector para diferentes valores de voltaje colector-emisor y llenaron una tabla de datos. Luego graficaron los resultados para analizar el comportamiento del transistor en las diferentes regiones de operación. El objetivo era comprender el funcionamiento básico de los transistores bipolares.
Guia de interpretación de las curvas de disparo btSebastian Toloza
El documento explica las curvas de disparo de interruptores automáticos y cómo se pueden regular mediante relés electromecánicos o unidades de control electrónicas. La curva de disparo consta de dos zonas: sobrecargas (respuesta a tiempo inverso) y cortocircuitos (respuesta a tiempo constante). Las unidades de control electrónicas permiten regular parámetros como la intensidad de umbral, la temporización y el umbral instantáneo.
Este documento trata sobre la coordinación de aislamiento en subestaciones. Explica los diferentes tipos de sobretensiones que pueden ocurrir, como las temporales, de maniobra y atmosféricas. También describe los métodos de protección contra sobretensiones como pararrayos y disyuntores. Finalmente, detalla los conceptos clave de la coordinación de aislamiento como las curvas de tensión-tiempo de los aislamientos y los descargadores, así como los niveles de aislamiento normalizados para equipos de diferentes tensiones.
Este documento describe los elementos clave de una subestación eléctrica. Explica que una subestación contiene líneas eléctricas, barras, transformadores, interruptores, medidores y protecciones. También incluye servicios auxiliares, instalaciones de control y celdas para alojar el equipamiento. El diseño de una subestación depende de su función en la red eléctrica y de las características de la zona.
Este documento trata sobre el cálculo de corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos de corriente alterna. Explica que los cortocircuitos producen corrientes peligrosas que pueden dañar equipos y ser un riesgo para personas. Describe los orígenes más comunes de cortocircuitos y sus consecuencias. Luego, analiza el comportamiento de un circuito RL en cortocircuito, identificando las componentes de corriente alterna y continua. El objetivo final es calcular de forma segura las corrientes
This document is the IEEE guide for safety in AC substation grounding. It provides guidelines and recommendations for properly grounding outdoor AC substations to protect personnel from electric shock. The guide covers distribution, transmission and generating plant substations. It describes the safety concerns around electric currents and voltages in substations and defines tolerable limits. It also discusses criteria for substation grounding system design, including selection of grounding conductors and electrodes, evaluation of soil characteristics, calculation of ground resistance and fault currents, and determination of touch and step voltages. The purpose is to help ensure substation grounding systems are designed to limit hazards and provide adequate protection for personnel safety.
El documento describe cómo funcionan los reguladores de tensión que utilizan diodos Zener. Explica que los diodos Zener son diodos de silicio altamente dopados que funcionan en la zona de ruptura y se utilizan para regular la tensión de salida casi constante independientemente de las variaciones en la tensión de entrada, la resistencia de carga o la temperatura. También describe que los diodos Zener están disponibles en una amplia gama de voltajes y potencias y que se pueden usar para crear fuentes de voltaje reguladas de bajo costo que
Este documento describe diferentes tipos de transformadores de medida, incluyendo transformadores de corriente y tensión. Explica que los transformadores de medida convierten corrientes y tensiones de manera proporcional y en fase a valores medibles. También clasifica los transformadores según su construcción y aplicación, como transformadores de soporte, pasantes o unipolares/bipolares.
Este documento presenta una introducción a los conceptos fundamentales de las subestaciones eléctricas. Explica que una subestación es parte de un sistema eléctrico de potencia que permite modificar los parámetros de potencia eléctrica para controlar el flujo de energía de manera segura. Luego describe los diferentes tipos de subestaciones, equipos, niveles de tensión y esquemas de barras comúnmente utilizados.
El documento describe diferentes tipos y materiales de aisladores eléctricos. Explica que los aisladores sirven para sujetar los conductores eléctricos y aislarlos eléctricamente de otras estructuras. Se clasifican según su material (vidrio, porcelana, plástico), diseño (de soporte, de suspensión, de tipo espiga) y uso (interior/exterior). También describe los materiales comúnmente usados como vidrio, porcelana y sus ventajas, y más recientemente compuestos plásticos.
El documento describe los diferentes tipos de transformadores eléctricos, incluyendo su historia, principios de funcionamiento, componentes y aplicaciones. Explica que un transformador permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna manteniendo la potencia. También describe transformadores trifásicos, de aislamiento, elevadores de tensión y otros tipos.
Elaboracion del diagrama de la subestacion electrica y planta de emergencia d...Diego Rosales Diaz
Este documento trata sobre la elaboración del diagrama de la subestación eléctrica del Hospital General de Veracruz de Petróleos Mexicanos. Presenta conceptos generales sobre subestaciones eléctricas, sus elementos constitutivos como transformadores e interruptores, y describe el proceso de levantamiento de datos, análisis de cargas y elaboración del diagrama unifilar de dicha subestación.
Este documento describe los circuitos de disparo para tiristores utilizados en rectificadores controlados por fase. Explica que los circuitos de disparo son elementos clave para obtener la salida deseada y cumplen los objetivos del sistema de control. Luego describe los componentes típicos de un circuito de disparo como el circuito sincronizador, el circuito de base de tiempo, el circuito generador de pulsos de disparo y el circuito de aislamiento. Finalmente, analiza algunos dispositivos semiconductores comúnmente usados para generar pulsos de disparo
Este documento presenta los requisitos básicos para el diseño de una subestación eléctrica en la República Dominicana. Detalla las condiciones ambientales típicas como la temperatura y humedad, así como las características del sistema eléctrico como los diferentes niveles de tensión. Explica los requisitos de diseño para los equipos de alta, media y baja tensión. Además, presenta la configuración de los sistemas de servicios auxiliares de corriente alterna y continua requeridos para la subestación.
El documento describe los diferentes tipos de interruptores de potencia, incluyendo su principio de operación, clasificación y procesos de cierre y apertura. Explica que los interruptores se clasifican según su medio de extinción, tipo de mecanismo y ubicación de las cámaras. También cubre criterios para la selección, instalación, pruebas y mantenimiento de interruptores de potencia.
Este documento describe el funcionamiento de un transformador monofásico sometido a diferentes tipos de carga, incluyendo carga resistiva, inductiva y capacitiva. Explica los conceptos teóricos relevantes como potencia, corriente y voltaje. También describe el equipo necesario y los procedimientos para realizar las pruebas y medir las lecturas bajo cada tipo de carga.
El presente manual brinda al técnico Instalador /Reparador los lineamientos generales para poder realizar un adecuado trabajo bajo normativas generales y procedimientos actuales.
Se hace considerado miscelánea de problemas y un glosario de términos necesarios utilizados en el medio del negocio de la televisión por cable que será de utilidad diaria; además se ha tomado en cuenta la correcta utilización de las herramientas así como las consideraciones en el ámbito de la seguridad laboral.
Este documento proporciona información sobre subestaciones eléctricas. Brevemente describe que las subestaciones eléctricas juegan un papel importante en la transformación y distribución de energía eléctrica desde los sitios de generación hasta los lugares de consumo. También incluye secciones sobre la caída de tensión, seguridad eléctrica en el hogar, normas para instalaciones eléctricas residenciales, y consejos sobre tendido de cables eléctricos.
Este documento presenta información sobre la puesta a tierra de instalaciones eléctricas. Explica conceptos clave como la resistividad del terreno, la medición de la resistividad, las tensiones de paso y contacto, los efectos fisiológicos de la corriente eléctrica y los criterios de seguridad establecidos por la reglamentación española. El objetivo es aclarar los aspectos más complejos de la normativa sobre puesta a tierra para ingenieros y técnicos.
UD1 Redes de distribución - SubestacionesAlejandro G
Las subestaciones son conjuntos de equipos destinados a redistribuir y transformar la energía eléctrica. Se clasifican según su función, emplazamiento y elementos. Las subestaciones están formadas por circuitos eléctricos compuestos por interruptores, seccionadores y transformadores de medida para la protección y control del flujo de energía.
La subestación está diseñada para ser una subestación de seccionamiento y transformación con equipos de 138 kV aislados en aire y parte de 4 kV contenida en cabinas interiores. Los transformadores son de 10/12 MVA enfriados por aire forzado. El objetivo del diseño es proporcionar confiabilidad, flexibilidad, continuidad del servicio, seguridad y durabilidad. El diseño considera factores como el nivel de voltaje, capacidad de carga, limitaciones espaciales y aspectos económicos y de confiabil
El documento proporciona una introducción a los sistemas de puesta a tierra, definiendo sus componentes principales y funciones. Explica que un sistema de puesta a tierra deriva las corrientes de defecto a tierra para proteger usuarios y equipos, mientras previene sobretensiones peligrosas. Detalla los distintos tipos de electrodos de puesta a tierra y cómo calcular su resistencia dependiendo del tipo y condiciones del suelo.
Redes Hibridas De Fibra óPtica Y Cable Coaxialguest754d6ab
El documento describe los componentes de una red híbrida de fibra óptica y cable coaxial, incluyendo receptores ópticos, amplificadores de RF, fuentes de poder, cable coaxial, nodos ópticos y otros dispositivos. También describe varias arquitecturas de red como estrella, anillo y doble estrella.
El documento describe los conceptos básicos de los sistemas de puesta a tierra, incluyendo los tipos de conductores, electrodos y componentes. Explica que la puesta a tierra protege equipos y personas al proveer un camino seguro para la descarga de corrientes peligrosas. También detalla los factores que afectan la resistividad del suelo y los diferentes métodos para conectar equipos a tierra de manera efectiva.
Este documento describe la importancia y funciones de las subestaciones eléctricas. Explica que las subestaciones modifican los parámetros de la energía eléctrica como la tensión y corriente para permitir su suministro a sistemas de transmisión y distribución. También clasifica las subestaciones de acuerdo a su función y tipo de instalación e identifica los componentes clave como cuchillas, interruptores de potencia y transformadores.
El documento describe las subestaciones eléctricas, que son instalaciones que transforman la tensión de la energía eléctrica para permitir su uso y transporte. Las subestaciones se clasifican en subestaciones en plantas generadoras, receptoras primarias y secundarias. Sus principales componentes son los transformadores de potencia, interruptores de potencia, cuchillas desconectadoras, apartarrayos y transformadores para instrumentos.
Instalacion y pruebas de sistema de puesta a tierraHernan Mamani
Este documento establece el procedimiento para la instalación y pruebas del sistema de puesta a tierra en una planta industrial. Describe los pasos a seguir, incluyendo la excavación de pozos y zanjas, la colocación de varillas y cables de cobre, soldaduras y conexiones, y mediciones. También define los roles y responsabilidades del personal involucrado, como ingenieros, supervisores y trabajadores. El objetivo es garantizar la seguridad y calidad en la ejecución de este trabajo.
Este documento presenta la Norma Oficial Mexicana para Instalaciones Eléctricas. Establece los requisitos de seguridad y diseño para instalaciones eléctricas en México. Incluye definiciones, especificaciones para materiales y métodos de cableado, requisitos para equipos e instalaciones en ambientes especiales, y tablas de referencia. El objetivo es regular la construcción y operación segura de sistemas eléctricos en todo tipo de entornos.
Este documento describe los métodos para medir la resistencia de tierras en sistemas de puesta a tierra. Explica el método de caída de potencial utilizando electrodos múltiples para medir la resistencia óhmica real de una red de tierras. También describe el método del 62%, que mide la resistencia cuando el electrodo de potencial se ubica a una distancia del 62% entre el electrodo de tierra y el de corriente. El documento proporciona recomendaciones para la medición correcta de la resistencia de tierras.
El sistema respiratorio tiene las siguientes funciones: intercambiar gases, filtrar el aire, producir sonidos y reconocer sabores. Está constituido por las vías respiratorias superiores como la nariz, faringe y laringe, y las vías respiratorias inferiores como la tráquea, bronquios y pulmones con alvéolos. Los alvéolos son los sacos donde ocurre el intercambio gaseoso entre la sangre y los pulmones.
SEGURIDAD E HIGIENE SINDICATO ÚNICO DE TRABAJADORES ELECTRICISTAS(SUTERM)Anibal Garcia Velazquez
Este documento presenta el Reglamento de Seguridad e Higiene en el Trabajo de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) para trabajos en líneas de distribución. El reglamento establece las normas y procedimientos de seguridad que deben seguirse para proteger a los trabajadores. Incluye secciones sobre la planificación y supervisión del trabajo, capacitación del personal, protección del área de trabajo, manejo de materiales, equipos de protección personal y más. El objetivo es prevenir accidentes e incidentes en las labores de distribuc
Este documento presenta conceptos básicos requeridos para el diseño de subestaciones eléctricas, incluyendo niveles de aislamiento, descargas parciales, coordinación de aislamiento, corrientes de diseño y cálculo de corrientes de cortocircuito. Explica los diferentes niveles de aislamiento, el nivel básico de impulso, tipos de descargas parciales y cómo medirlas. También cubre métodos para coordinar el aislamiento y calcula corrientes de cortocircuito usando el método de
Games for Health - Robert Pratten - Imaginary Worlds for Better LivingGames for Health Europe
This document discusses using real-world data and audience interactions to personalize transmedia storytelling experiences. It describes how sensor data on air quality, temperature, and other environmental factors could influence a character's mood and actions in a game. It also outlines how prior audience interactions on social media and emails could be used to personalize a virtual reality experience. Finally, it proposes using conductive fabrics that can detect motion, temperature, and user input to further embed audiences in interactive stories across online and physical platforms.
El documento presenta información sobre diferentes riesgos laborales como el ruido, la iluminación, las vibraciones, las radiaciones, los riesgos químicos y biológicos. Explica cómo estos factores pueden afectar negativamente la salud de los trabajadores y propone medidas de prevención para controlar la exposición a dichos riesgos.
Este documento proporciona consejos y orientación sobre el transporte seguro de carga. Explica que la carga debe estar bien asegurada para evitar que se mueva o caiga durante la conducción o en caso de accidente. Resalta la importancia de cumplir con las normativas sobre el transporte seguro de carga para proteger al conductor, el vehículo y la carga. También describe pruebas de choque realizadas que demuestran la efectividad de los productos de la compañía Sortimo para asegurar la carga.
Este documento resume el proyecto de gestión del centro educativo "CRA La Manchuela" para el año 2013/14. En 3 oraciones o menos:
El documento establece los principios y órganos responsables de la autonomía de gestión económica del centro de acuerdo a la normativa aplicable. Incluye la elaboración del presupuesto anual dividido en estados de ingresos y gastos, así como los criterios para la gestión de recursos materiales y personales. El objetivo es asegurar una adecuada prestación del servicio educativo
Este documento establece los requerimientos técnicos y de calidad para transformadores de corriente con tensiones nominales de 0.6 kV a 400 kV utilizados por la Comisión Federal de Electricidad de México. Incluye secciones sobre clasificación, especificaciones, control de calidad, marcado, empaque y transporte. Además, contiene tablas y apéndices con detalles adicionales sobre pruebas, relaciones de transformación, diseño y evaluación de conformidad.
Este documento establece las normas para determinar, obtener y conservar los derechos de vía requeridos para el diseño, construcción, operación y mantenimiento de las líneas aéreas de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) en México. Define conceptos clave como derecho de vía, zona urbana y rural, y describe los parámetros que influyen en el ancho del derecho de vía, como la tensión eléctrica, el tipo de estructura y la zona. También presenta fórmulas y tablas de valores
Este documento presenta la Norma de Referencia NRF-014-CFE-2004 sobre el derecho de vía para líneas de transmisión aéreas de energía eléctrica de la Comisión Federal de Electricidad de México. Define los objetivos y características generales del derecho de vía, así como los parámetros empleados para determinar su ancho requerido como función de la tensión eléctrica, tipo de estructura, zona y condiciones del terreno. Incluye fórmulas, ejemplos y tablas para calcular el ancho del
Este documento establece los requisitos para la interconexión a la red eléctrica de baja tensión de sistemas fotovoltaicos con capacidad hasta 30 kW. Define términos como módulo fotovoltaico, generador fotovoltaico, inversor y punto de acoplamiento común. Establece normas de seguridad, límites de operación, características eléctricas, condiciones de desarrollo sustentable y control de calidad para garantizar la seguridad e integridad de la red eléctrica y
Este documento establece los requerimientos técnicos y de calidad para apartarrayos de óxidos metálicos sin explosor para su uso en líneas de subtransmisión de corriente alterna de 69 kV a 138 kV en México. Incluye definiciones, clasificaciones, características eléctricas y de materiales requeridas, y pruebas de calidad. Los apartarrayos deben cumplir con las especificaciones de tensión, corriente nominal, distancia de fuga y resistencia a la contaminación indicadas.
Este documento establece las normas técnicas para la construcción de subestaciones. Describe los diferentes tipos de subestaciones incluyendo aéreas, en piso exterior, tipo pedestal e interiores encapsuladas. También especifica los equipos requeridos como transformadores, cajas de maniobra, equipos de medida y protecciones. Por último, cubre los sistemas de puesta a tierra y plantas de emergencia.
Electrificacion rural y urbana.desbloqueadoEPOCLIN
Este documento trata sobre conceptos básicos de sistemas de distribución eléctrica y mercado eléctrico, así como cálculos eléctricos, mecánicos y de ingeniería civil relacionados a la electrificación rural y urbana. Define términos como densidad de carga, demanda máxima, diagrama de carga, factores de demanda y diversidad. Explica el mercado eléctrico y la proyección de la demanda a corto plazo. Luego, detalla cálculos eléctricos
Este documento trata sobre conceptos básicos de sistemas de distribución eléctrica y cálculos eléctricos y mecánicos relacionados. Define términos como densidad de carga, demanda máxima, diagrama de carga y factores de diversidad. Explica el mercado eléctrico y la proyección de la demanda. Luego cubre cálculos de capacidad térmica de conductores, caída de tensión, pérdidas de potencia, cortocircuitos, aislamiento, pararrayos y coordinación de
Este documento establece los criterios técnicos para proyectar y diseñar subestaciones eléctricas de distribución en bajo perfil y encapsuladas en SF6. Incluye secciones sobre características y condiciones generales, estudios previos, cimentaciones, casetas, sistemas contra incendio, drenaje pluvial y otros aspectos relevantes para el diseño de subestaciones eléctricas de distribución. El objetivo es incorporar estas subestaciones al sistema eléctrico nacional siguiendo la política de normalización de la Com
Este documento establece las especificaciones técnicas para la instalación de equipos de medición al inicio de las acometidas en redes eléctricas aéreas y subterráneas de baja tensión de forma normalizada. Describe los requisitos generales, las características de las redes aéreas y subterráneas, y los módulos de materiales necesarios para la instalación de la medición en acometidas monofásicas y trifásicas tanto aéreas como subterráneas. El objetivo es uniformizar la cal
Este documento establece los criterios para calcular los ajustes y coordinar las protecciones eléctricas de los sistemas auxiliares de las centrales generadoras. Incluye definiciones de términos relacionados con protecciones eléctricas, características generales de los sistemas auxiliares, y recomendaciones sobre protecciones y criterios de ajuste.
Este documento establece las especificaciones técnicas para turbinas hidráulicas Kaplan tipo "S" menores a 10 MW adquiridas por la Comisión Federal de Electricidad de México. Incluye definiciones, requisitos de diseño, operación, control de calidad, seguridad industrial, pruebas y normativas aplicables.
Especificaciones para construcción de subestaciones central hidroeléctrica ...Wilder Oyola Rosales
Este documento establece las normas técnicas para la construcción de subestaciones eléctricas. Detalla los diferentes tipos de subestaciones incluyendo aéreas, en piso exteriores, interiores encapsuladas y subterráneas. También describe los equipos comúnmente utilizados como transformadores, cajas de maniobra, equipos de medición y protecciones. Por último, cubre aspectos como los sistemas de puesta a tierra, plantas de emergencia y especificaciones técnicas para cada componente.
Este documento establece las especificaciones para la interconexión a la red eléctrica de baja tensión de sistemas fotovoltaicos con capacidad hasta 30 kW. Define los requisitos de diseño, instalación, inspección y operación de estos sistemas para garantizar la seguridad, calidad de energía en la red y la integridad de la red eléctrica. Incluye definiciones de términos relacionados, características generales, condiciones de operación, seguridad industrial, control de calidad y marcado requerido
Este documento establece las características técnicas, de control de calidad y seguridad que deben cumplir las plantas generadoras de emergencia y sus equipos auxiliares adquiridos por la Comisión Federal de Electricidad de México. Describe los componentes de una planta generadora típica como el motor diésel, generador síncrono, tablero de control, conductores y equipos auxiliares. También especifica las condiciones de operación, pruebas requeridas, marcado de equipos, empaque y transporte.
Este documento presenta las normas y especificaciones técnicas aplicables al diseño de subestaciones eléctricas de distribución en bajo perfil y encapsuladas en SF6. Incluye normas nacionales e internacionales sobre materiales de construcción, equipos eléctricos, instalaciones eléctricas y consideraciones de seguridad industrial. El documento proporciona los lineamientos técnicos necesarios para proyectar y construir subestaciones eléctricas de distribución que cumplan con los más altos estándares de calidad y seg
Este documento establece los requerimientos para transformadores de distribución tipo poste que adquiere la Comisión Federal de Electricidad de México. Describe especificaciones técnicas como materiales, condiciones de operación, pruebas de calidad, marcado y empaque. Incluye tablas con detalles de transformadores monofásicos, trifásicos y autoprotegidos. Se refiere a normas mexicanas e internacionales relacionadas con transformadores eléctricos.
Este documento establece las desviaciones máximas permisibles en las formas de onda de tensión y corriente en el suministro y consumo de energía eléctrica en México. Define términos como distorsión armónica total, componente armónico individual máximo, microcortes y desbalance. Establece límites para variaciones de tensión, componentes armónicos, microcortes y desbalance de tensión y corriente.
CFE-L0000-45-2005 DESVIACIONES PERMISIBLES EN LAS FORMAS DE ONDA DE TENSIÓN Y...
Sistemas de tierra para plantas y subestaciones
1. COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD
SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NRF-011-CFE-2004
2. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
P R E F A C I O
Esta norma de referencia ha sido elaborada de acuerdo a las Reglas de Operación del Comité de Normalización de
CFE (CONORCFE), habiendo participando en la aprobación de la misma las áreas de CFE y organismos miembros
del CONORCFE, indicados a continuación:
Asociación de Normalización y Certificación
Cámara Nacional de Manufacturas Eléctricas
Colegio de Ingenieros Mecánicos y Electricistas
Dirección General de Normas
Gerencia de Abastecimientos de CFE
Instituto de Investigaciones Eléctricas
Subdirección del Centro Nacional de Control de Energía de CFE
Subdirección de Construcción de CFE
Subdirección de Distribución de CFE
Subdirección de Generación de CFE
Subdirección Técnica de CFE
Subdirección de Transmisión de CFE
Universidad Nacional Autónoma de México
La presente norma de referencia será actualizada y revisada tomando como base las observaciones que se deriven
de la aplicación de la misma, en el ámbito de CFE. Dichas observaciones deben enviarse a la Gerencia de LAPEM,
quien por medio de su Departamento de Normalización y Metrología, coordinará la revisión.
Esta norma de referencia revisa y sustituye a los documentos normalizados CFE, relacionados Sistemas de Tierra
para Plantas y Subestaciones Eléctricas (CFE 00J00-01), que se hayan publicado.
La entrada en vigor de esta norma de referencia será 60 días después de la publicación de su declaratoria de
vigencia en el Diario Oficial de la Federación.
NOTA: Esta norma de referencia es vigente desde el 12 de mayo del 2005.
Publicado en el Diario Oficial de la
Federación el 14 de marzo del 2005
Primera Edición
3. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
C O N T E N I D O
1 OBJETIVO __________________________________________________________________________________ 1
2 CAMPO DE APLICACIÓN ______________________________________________________________________ 1
3 REFERENCIAS_______________________________________________________________________________ 1
4 DEFINICIONES_______________________________________________________________________________ 1
4.1 Alta Tensión_________________________________________________________________________________ 1
4.2 Aterrizamiento _______________________________________________________________________________ 1
4.3 Conductor de Puesta a Tierra __________________________________________________________________ 1
4.4 Corriente a Tierra_____________________________________________________________________________ 1
4.5 Electrodo Artificial____________________________________________________________________________ 1
4.6 Electrodo Auxiliar para Tierra __________________________________________________________________ 1
4.7 Electrodo para Tierra _________________________________________________________________________ 1
4.8 Electrodo Primario para Tierra__________________________________________________________________ 1
4.9 Elevación del Potencial de Tierra (GPR)__________________________________________________________ 1
4.10 Media Tensión _______________________________________________________________________________ 1
4.11 Rejilla para tierra _____________________________________________________________________________ 1
4.12 Resistencia Eléctrica del Cuerpo Humano ________________________________________________________ 1
4.13 Sistema de Tierra_____________________________________________________________________________ 1
4.14 Tapete para Tierra ____________________________________________________________________________ 2
4.15 Tensión de Contacto (Vc) ______________________________________________________________________ 2
4.16 Tensión de Paso (Vp) _________________________________________________________________________ 2
4.17 Tensión de Malla (Vm)_________________________________________________________________________ 2
4.18 Tensión Transferida __________________________________________________________________________ 2
4.19 Tierra_______________________________________________________________________________________ 2
5 DISEÑO DEL SISTEMA DE TIERRA______________________________________________________________ 2
5.1 Generalidades _______________________________________________________________________________ 2
5.2 Puesta a Tierra de Cercas Metálicas _____________________________________________________________ 2
5.3 Medición de la Resistividad del Terreno__________________________________________________________ 3
5.4 Procedimiento de Diseño ______________________________________________________________________ 3
6 MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA DESPUÉS DE LA INSTALACIÓN ___________________________________ 11
7 MÉTODOS DE PRUEBA ______________________________________________________________________ 11
7.1 Método de Wenner o de los Cuatro Electrodos para la Medición
de Resistividad del Terreno (ρ) ________________________________________________________________ 11
4. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
7.2 Método de Caída de Potencial para Medición de Resistencia Ohmica
en un Sistema de Tierra ______________________________________________________________________ 14
8 BIBLIOGRAFÍA______________________________________________________________________________ 16
9 EVALUACIÓN DE LA CONFORMIDAD __________________________________________________________ 16
10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES_____________________________________________ 16
TABLA 1 Constantes de materiales_____________________________________________________________________ 17
TABLA 2 Valores típicos de factor de decremento Df ______________________________________________________ 18
TABLA 3 Formato para la medición de la resistividad _____________________________________________________ 18
TABLA 4 Resultados de la medición de la resistencia de la malla de Tierra ___________________________________ 19
FIGURA 1 Coeficiente k1 de la fórmula de Schwarz _________________________________________________________ 8
FIGURA 2 Coeficiente k2 de la fórmula de Schwarz _________________________________________________________ 8
FIGURA 3 Método de Wenner para la medición de la resistividad ____________________________________________ 12
FIGURA 4 Electrodos no igualmente espaciados o arreglo de Schlumberger Palmer ____________________________ 12
FIGURA 5 Medición en campo __________________________________________________________________________ 13
FIGURA 6 Medición de resistencia a tierra, método de caída de potencial _____________________________________ 19
FIGURA 7 Curva de resultados _________________________________________________________________________ 20
APÉNDICE A SISTEMA DE TIERRA EN SUBESTACIONES
(INFORMATIVO) EN SF6 _______________________________________________________________________________ 21
5. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
1 de 24
a)
b)
1 OBJETIVO
Proporcionar los criterios y requerimientos, para dar el
servicio de realizar el diseño del sistema de tierra en plantas
y subestaciones eléctricas de corriente alterna y establecer
las bases para que la instalación guarde las condiciones de
seguridad
2 CAMPO DE APLICACIÓN
Aplica a plantas y subestaciones de corriente alterna (en
subestaciones contiguas a la planta generadora a una
distancia no mayor a 100 m, subestaciones de transmisión y
transformación, subestaciones de distribución)
convencionales o aisladas en gas. Considerando que para
los elementos y materiales a utilizar en el sistema de tierra,
están referidos a la norma correspondiente.
3 REFERENCIAS
Para la correcta utilización de esta norma de referencia, es
necesario consultar y aplicar las Normas Oficiales
Mexicanas, Normas Mexicanas y Normas de Referencia
siguientes o las que las sustituyan:
NOM-001-SEDE-1999; Instalaciones Eléctricas (Utilización).
NOM-008-SCFI-2002; Sistema General de Unidades de
Medida.
4 DEFINICIONES
4.1 Alta Tensión
Nivel subtransmisión.- valores de tensión eléctrica
mayores a 35 kV y menores a 230 kV.
Nivel transmisión.- valores de tensión eléctrica
mayores o iguales a 230 kV.
4.2 Aterrizamiento
Conector a tierra de Sistemas, circuitos o aparatos con el
propósito de establecer un circuito de retorno por el suelo y
para mantener su potencial al potencial del suelo.
4.3 Conductor de Puesta a Tierra
Conductor utilizado para conectar una estructura metálica,
un equipo o el circuito puesto a tierra (que puede ser el
neutro de un transformador o de un generador) al electrodo
para tierra.
4.4 Corriente a Tierra
Corriente que fluye hacia o fuera de la tierra o sus
equivalentes que sirven como tierra.
4.5 Electrodo Artificial
Cuerpo metálico o de material conductor de fabricación
especial que puede contener componentes químicos.
4.6 Electrodo Auxiliar para Tierra
Elemento conductor cuya función primaria es conducir la
corriente de falla a tierra, hacia el suelo.
4.7 Electrodo para Tierra
Conductor embebido en el suelo y utilizado para colectar la
corriente a tierra o para disipar la corriente de tierra hacia el
suelo.
4.8 Electrodo Primario para Tierra
Electrodo específicamente diseñado o adaptado, para
descargar las corrientes de falla a tierra, hacia el suelo,
frecuentemente en patrones de descarga específicos según
requiera el diseño del sistema de Tierra.
4.9 Elevación del Potencial de Tierra (GPR)
Es el máximo potencial eléctrico que una rejilla para tierra en
una subestación puede alcanzar con relación a un punto de
tierra distante, asumiendo que esté al potencial de la tierra
remota. Este potencial GPR es igual a la corriente máxima
de rejilla multiplicada por la resistencia de rejilla.
4.10 Media Tensión
Valores de tensión eléctrica mayores a 1 kV e iguales o
menores a 35 kV.
4.11 Rejilla para tierra
Sistema de electrodos horizontales para tierra, que consiste
de un número de conductores desnudos interconectados,
enterrados en el suelo, proporcionando una tierra común
para los dispositivos eléctricos o estructuras metálicas,
usualmente ubicados en un lugar específico.
NOTA: Las rejillas enterradas horizontalmente cerca de la
superficie del suelo, son también efectivas para controlar los
gradientes de potencial superficial. Una rejilla para tierra típica,
usualmente se complementa con un número de electrodos
vertiicales (varillas para tierra) y pueden ser conectadas
posteriormente a los electrodos auxiliares de tierra a fin de
bajar su resistencia con respecto a la tierra remota.
4.12 Resistencia Eléctrica del Cuerpo Humano
Es la resistencia eléctrica medida entre extremidades, ésto
es, entre una mano y ambos pies, entre ambos pies o entre
ambas manos.
4.13 Sistema de Tierra
Comprende a todos los dispositivos de tierra interconectados
dentro de un área específica.
6. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
2 de 24
4.14 Tapete para Tierra
Placa metálica sólida o un sistema de conductores desnudos
separados a poca distancia, conectados. Y frecuentemente
colocados a poca profundidad por encima de la rejilla para
tierra del sistema de tierra o en otra parte en la superficie del
suelo, con el propósito de obtener una medida de protección
extra para minimizar el peligro de exposición a valores
elevados de tensiones de paso o de contacto en un área de
operación crítica o en lugares utilizados frecuentemente por
la gente. Enrejados metálicos de tierra, colocado arriba de la
superficie del suelo o una malla de conductores directamente
bajo el material superficial.
4.15 Tensión de Contacto (Vc)
Es la diferencia de potencial entre la elevación del potencial
de tierra (GPR) y el potencial superficial en el punto en
donde una persona esta parada mientras al mismo tiempo
tiene una mano en contacto con una estructura metálica
aterrizada.
4.16 Tensión de Paso (Vp)
Es la diferencia de potencial superficial que puede
experimentar una persona con los pies separados a 1 metro
de distancia y sin hacer contacto con algún objeto aterrizado.
4.17 Tensión de Malla (Vm)
Es la máxima tensión de contacto dentro de una malla en
una rejilla para tierra.
4.18 Tensión Transferida
Es un caso especial de tensión de contacto en donde una
tensión es transferida hacia el interior o la parte de afuera de
la subestación desde un punto externo remoto.
4.19 Tierra
Conexión conductora, ya sea intencional o accidental, por la
cual un circuito eléctrico o equipo está conectado al suelo o
algún cuerpo conductor de gran extensión y que sirve en
lugar del suelo.
5 DISEÑO DEL SISTEMA DE TIERRA
5.1 Generalidades
Las plantas y subestaciones deben contar con un sistema de
tierra al cual se conecta a todos y cada uno de los elementos
de la instalación que requieran ser puestos a tierra para:
a) Proveer un medio seguro para proteger al
personal que se encuentre dentro o en la
proximidad del sistema de Tierra o de los equipos
conectados a tierra, de los riesgos de una
descarga eléctrica debida a condiciones de falla o
por descarga atmosférica.
b) Proporcionar un circuito de muy baja impedancia
para la circulación de las corrientes a tierra, ya
sean debidas a una falla a tierra del sistema o a la
propia operación de algunos equipos.
c) Proveer un medio para disipar las corrientes
eléctricas indeseables a tierra, sin que se excedan
los límites de operación de los equipos
d) Facilitar la operación de los dispositivos de
protección, para la eliminación de fallas a tierra.
e) Proveer un medio de descarga y desenergización
de equipos, antes de proceder a las tareas de
mantenimiento.
f) Dar mayor confiabilidad y seguridad al servicio
eléctrico.
Los elementos principales del sistema de tierra son:
a) Rejilla para tierra enterrada, a una profundidad
que usualmente varía de (0,3 – 1,5) m, sin ser
esto limitativo puesto que puede depender del tipo
de terreno.
b) Electrodos verticales (varillas para tierra)
conectados a la rejilla para tierra y clavados
verticalmente en el terreno, se recomienda al
menos una Electrodo vertical (varilla para tierra)
en cada esquina de la rejilla para tierra. La
definición de las fórmulas de cálculo especificadas
en esta norma, no considera electrodos
artificiales.
c) Conductores de puesta a tierra, a través de los
cuales se hace la conexión a tierra de las partes
de la instalación y del equipo, que deban ser
puestos a tierra incluyendo estructuras metálicas.
Las características de éstos conductores no se
establecen en esta norma de referencia.
d) Conectores aprobados de acuerdo a IEEE que
pueden ser soldables, mecánicos o a compresión.
De tal forma que la temperatura de fusión en la
unión no sea menor a la temperatura de fusión del
conductor que se conecte y que la unión no se
deteriore por el medio ambiente en que se instale.
5.2 Puesta a Tierra de Cercas Metálicas
Las cercas metálicas pueden ocupar una posición sobre la
periferia del sistema de tierra. Debido a que los gradientes
de potencial son más altos en la periferia, se deben tomar las
siguientes medidas:
a) Si la cerca se coloca dentro de la zona
correspondiente a la Rejilla para tierra tierra, debe
ser puesta a tierra, recomendando que la cerca se
instale al menos a un metro del límite exterior de
la Rejilla para tierra tierra.
7. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
3 de 24
b) Si la cerca se coloca fuera de la zona
correspondiente a la Rejilla para tierra tierra debe
colocarse por lo menos a 2 m del límite de la
Rejilla para tierra tierra.
5.3 Medición de la Resistividad del Terreno
Se deben llevar a cabo las mediciones de la resistividad del
terreno en el área donde se instalará el sistema de tierra,
determinando la resistividad de la o las capas de terreno que
deban aplicarse en los cálculos del sistema de tierra. Este
estudio deberá debe llevarse a cabo en la época del año de
menor humedad del terreno, debiéndose considerar el
procedimiento descrito en el inciso 7.1.
Se deben realizar dos mediciones: Una de resistividad cuyos
resultados permitirán establecer el diseño de la red de Tierra.
Y otra medición de resistencia posterior a la construcción del
sistema de Tierra a fin de verificar si se cumplió con los
parámetros de diseño esperados.
5.4 Procedimiento de Diseño
El flujograma de la figura 6 ilustra la secuencia de los pasos
a seguir para desarrollar el diseño del sistema de tierra. A
continuación se desarrolla cada paso del procedimiento.
Paso 1:
Se debe de tener un plano de arreglo general de la
subestación para determinar el área donde se debe instalar
el sistema de tierra. Obtener el valor de la resistividad del
suelo, con base al procedimiento descrito en el inciso 7.1,
para determinar el perfil de resistividad del suelo y el modelo
de suelo necesario (suelo homogéneo o de dos capas).
Para iniciar el diseño del sistema de tierra no debe
considerarse la inclusión en el terreno de sustancias
químicas sino que éste sea el último recurso para mejorar los
valores de resistividad en caso de requerirse.
Paso 2:
Para determinar la sección transversal del conductor de
puesta a tierra y de la rejilla para tierra tierra, la corriente de
falla 3Io debe ser la máxima corriente futura de falla
esperada que puede ser conducida por cualquier conductor
del sistema de tierra, y el tiempo tc deber ser el tiempo
máximo de liberación de la falla, incluyendo el tiempo de la
protección de respaldo.
Para calcular la sección transversal del conductor se debe
considerar la corriente de falla de fase a tierra o dos fases a
tierra la que resulte más severa. Ya que la corriente de falla
3Io debe ser la máxima corriente futura.
5.4.1 Cálculo de la sección transversal del
conductor de la rejilla para tierra tierra
Para calcular la sección transversal del conductor se debe
tener el valor de la corriente máxima de falla a tierra que
puede estar presente en el punto de la subestación.
Conocidas el coeficiente de resistividad y las constantes
características de cada material (véase tabla 1) Se aplican
en las siguientes ecuaciones:
Ecuación 1
Ecuación 2
ao
mo
rrc
mm
TK
TK
t
TCAPx
IA
+
+
=
−
ln
10
1
4
2
ρα
ao
mo
rrc
kcmil
TK
TK
t
TCAP
IA
+
+
=
ln
4.197
ρα
Donde:
A = Sección transversal del conductor en mm2
. (o
también kcmil).
I = Corriente rcm en kA (debe de considerarse el
incremento de este valor a futuro).
Tm = Temperatura máxima permisible en ° C.
Ta = Temperatura ambiente en °C.
Tr = Temperatura de referencia para las constantes del
material en °C.
αo = Coeficiente térmico de resistividad a O°C en 1/°C.
αr = Coeficiente térmico de resistividad a la
temperatura de referencia Tr en 1/°C.
ρr = Resistividad del conductor de tierra a la
temperatura de referencia Tr en µΩ-cm.
tc = Tiempo de duración de la corriente en segundos.
TCAP = Factor de capacidad térmica por unidad de
volumen (véase tabla 1) en J/(cm
3
/ °C).
Ko = 1/αo o (1/αr ) - Tr en °C.
Determinación de la Corriente máxima de rejilla IG
La corriente simétrica de rejilla es una parte de la corriente
simétrica de falla a tierra que fluye de la rejilla para tierra
hacia el terreno que la rodea, se determina con la ecuación
3:
Ecuación 3
ffg ISI *=
8. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
4 de 24
Del siguiente rango la selección de tf deberá corresponder a
un menor tiempo de liberación de falla en subestaciones de
transmisión y para subestaciones de distribución, tiempos de
liberación de falla mayores. Valores típicos de tf
Ecuación 4
0
f0
3
S3
I
I
II
g
f =∴=
Se recomiendan entre 0,25 a 1,0 s. Un valor usual es 0,5 s.
Donde:
Corriente máxima de rejilla en centrales termoeléctricas
Ig = Corriente simétrica de rejilla en A.
Para determinar el valor correcto de la corriente máxima de
rejilla IG para el cálculo del sistema de tierra de la planta y
subestación se considera lo siguiente:
If = Corriente simétrica de falla a tierra en A (valor rcm
y debe considerarse el incremento futuro de este
valor). 1.- Evaluar el tipo y localización de aquellas fallas a tierra
que producirán los mayores flujos de corriente entre la rejilla
y el terreno circundante produciendo la mayor elevación de
potencial con respecto a tierra y los mayores gradientes de
potencial en el área considerada.
Sf = Factor de división de corriente que relaciona la
magnitud de la corriente de falla con la parte de
esta corriente que fluye de la rejilla hacia el
terreno. 2.- Determinar el factor de división de la corriente de falla Sf
ecuación 4 para cada uno de los tipos de falla seleccionados
en el inciso anterior y establecer los valores
correspondientes de corriente simétrica de rejilla Ig.
I0 = Corriente de secuencia cero en A.
La corriente que puede circular en una rejilla para tierra en
casos de falla, se conoce como “corriente máxima de rejilla”,
la cual se determina con la ecuación 5:
3.- Para cada uno de los tipos de falla y basado en su tiempo
de duración tp, se determina el valor del factor de
decremento Dp para los efectos de asimetría de la onda de
la corriente de falla
Ecuación 5 4.- Seleccionar el valor mas grande del producto Dp x Ig y por
tanto la peor condición de falla y establecer el valor del factor
de protección Cp para obtener los márgenes para
crecimiento futuro del sistema.
gfG IDI *=
donde:
Ecuación 6
En caso de contar con el valor de la corriente de corto
circuito, éste se utilizará para determinar los demás
parámetros del sistema de tierra.)1(1
2
a
f
f
f T
t
T
TaD e
−
−+=
Paso 3:
Determinar las tensiones de paso y de contacto máximas
permisibles por el cuerpo humano. El tiempo de exposición
de la falla debe ser el máximo tiempo hasta que la falla se
libere, normalmente el valor se encuentra en el intervalo de
0,1 a 1,0 s.
En donde:
IG = Corriente máxima de rejilla en A.
Ig = Corriente simétrica de rejilla (valor rcm) en A.
La corriente de no-fibrilación de magnitud IB está relacionada
con la energía absorbida por cuerpo y descrita con la
siguiente ecuación 7:
Df = Factor de decremento para el tiempo de duración
de la falla (tc), que está en función del valor de la
relación de reactancia (X) y de resistencia (R) en
el punto de falla, véase tabla 2. Si el tiempo de
duración de la corriente es mayor o igual a 1 s o la
relación X/R en el punto de localización de la falla
es menor que 5, el factor de decremento puede
despreciarse, es decir Df = 1.
s
B
t
KI =
Ecuación 7
tf = Duración de la falla en segundos. Donde:
K = (SB)
1/2
Ta = Constante de tiempo subtransitoria en segundos. SB = 0,0135 Constante empírica del
impacto de energía tolerado, cuando se
X” aplica a un porciento de la población
Ta = ------ ts = tiempo máximo de liberación de la falla
WR 5.4.2 Cálculo de la tensión de paso y tensión de
contacto máximas permisibles por el cuerpo
humanoSe presenta la tabla 2 de Df para diferentes valores de X”/R.
9. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
5 de 24
Las ecuaciones para calcular la tensión de paso y la tensión
de contacto máximas permisibles por el cuerpo humano
para personas con peso aproximado de 50 kg son las
siguientes:
Ecuación 8
S
SSpaso
t
CE
116,0
)61000( ρ+= (volts)
Ecuación 9
S
SScontacto
t
CE
116,0
)5,11000( ρ+= (volts)
donde:
Cs = factor de reducción
ρs = resistividad de la capa superficial
Para calcular las tensiones correspondientes a personas con
un peso aproximado a 70 kg, se utilizan las mismas fórmulas
con la salvedad de cambiar la constante 0,116 por 0,157. El
cálculo debe considerar el peso de 50 kg, por dar resultados
más conservadores.
Fórmula para determinar el factor de reducción (Cs) debido a
la corrección realizada por la adición de la capa superficial
con resistividad ρs:
Ecuación 10
09,02
109,0
1
+
−
−=
S
S
S
h
C
ρ
ρ
Donde:
ρ = Resistividad del suelo en Ω−m.
hs = Espesor de la capa superficial en m
Paso 4:
El diseño preliminar debe incluir una Rejilla para tierra la cual
esta formada por conductores que permitan el acceso a los
conductores de puesta a tierra de los equipos y estructuras.
La separación inicial estimada de los conductores de la
Rejilla para tierra tierra, así como la ubicación de los
electrodos verticales (varillas para tierra), deben tener como
base la corriente IG y el área de la subestación que será
puesta a tierra.
En la práctica las rejillas para tierra en las Subestaciones de
Comisión Federal de Electricidad se construyen cuadradas o
rectangulares.
Se sugiere que la separación inicial de acuerdo a los niveles
de tensión del sistema (en caso de no contar con programas
de calculo de red de Tierra) sea la siguiente:
Para subestaciones convencionales nuevas con tensión de
115 kV en el lado de alta tensión :
- la cuadrícula de la rejilla para tierra será de 8 x 8
m , en toda el área del terreno y de acuerdo al
criterio adoptado para el aterrizamiento de la
cerca,
Para subestaciones convencionales nuevas con tensiones
de 230 y 400 kV en el lado de alta tensión:
- la cuadrícula de la rejilla para tierra será de 10 x
10 m , en toda el área del terreno y de acuerdo al
criterio adoptado para la puesta a tierra de la
cerca.
En un sistema de Tierra de una subestación, el
espaciamiento típico entre conductores de la rejilla para
tierra puede estar entre 3 y 7 m.
5.4.3 Disposición física
El cable que forma el perímetro exterior de la Rejilla para
tierra debe ser continuo de manera que encierre toda el área
en que se encuentra el equipo de la subestación, con ello se
evitan altas concentraciones de corriente y gradientes de
potencial en el área y en las terminales cercanas.
La rejilla para tierra estará constituida por cables colocados
paralela y perpendicularmente, con el espaciamiento
requerido conforme al cálculo de su resistencia eléctrica y de
las tensiones de paso y contacto considerados en el diseño
del sistema de tierra.
Los cables que forman la Rejilla para tierra deben colocarse
preferentemente a lo largo de las hileras de estructuras o
equipos para facilitar la puesta a tierra de los mismos.
En cada cruce de conductores de la rejilla para tierra, éstos
deben conectarse rígidamente mediante conectores y en
donde se haya determinado a electrodos verticales (varillas
para tierra).
En subestaciones tipo pedestal, se requiere que el sistema
de tierra quede confinado siempre y cuando sea parte de un
sistema de distribución multiaterrizado.
En el caso de plantas hidroeléctricas, de la Rejilla para
tierra de la zona del desfogue, subirán cables para
conectarse al cable que rodeará cada piso de la casa de
máquinas embebido en el concreto, empleando los muros,
dejando los registros correspondientes a lo largo y ancho de
la casa de máquinas, para de estos sacar derivaciones o
conexiones a cada equipo. Las conexiones en los registros
deben hacerse con conectores atornillables. Se hace de esta
manera para evitar que los cables de tierra queden
expuestos a la intemperie y los mismos puedan reaccionar
con el ambiente contaminado y a la vez protegerlos del
vandalismo.
Las estructuras metálicas de la planta y de subestaciones,
así como las partes metálicas de y equipos, deben estar
puestas a tierra conectadas a tierra para evitar accidentes
por descargas eléctricas en casos de fallas.
Los diferentes niveles de la casa de máquinas deben contar
con circuitos cerrados de cable conductor para interconexión
a equipos, sistemas o estructuras a tierra. Dichos circuitos
deben conectarse directamente al sistema de tierra principal
e interconectarse entre sí y estar embebidos en el concreto.
10. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
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En general la Rejilla para tierra del sistema de tierra debe
estar a nivel del tubo de aspiración 0,50 m bajo el concreto,
en contacto directo con la roca.
En el caso de plantas termoeléctricas, se implementa una
sistema de tierra, el cual consiste de las siguientes zonas:
Subestación, transformadores, casa de máquinas, generador
de vapor. De la rejilla se conectan cables a las áreas de
oficina, almacenes y talleres, torres de enfriamiento, obra de
la toma, tanques de almacenamiento, etc. Dejando registros
a lo largo y ancho de la rejilla de tierra y se toman
derivaciones y conexiones a cada equipo, así mismo se
implementan registros que sirven como puntos de conexión y
prueba para verificar que todas las zonas del sistema de
tierra que conforman la planta están unidas entre sí.
Los parámetros físicos del sistema de tierra se basan en
limitaciones tanto físicas como económicas presentes en la
instalación de la propia Rejilla para tierra tierra. Por
ejemplo una limitación física se encuentra en la excavación y
relleno de las cepas para enterrar el conductor, por lo que el
espaciamiento de la Rejilla para tierra puede ser de 3 m
en adelante, los espaciamientos típicos van de 3 a 15 m.
Paso 5:No existe una ecuación para determinar el número óptimo de
electrodos verticales (varillas para tierra), sin embargo para
que los electrodos verticales (varillas para tierra) tengan una
disipación efectiva de corriente, éstos pueden instalarse con
una separación mínima de 2 veces su longitud.
La estimación de la resistencia de tierra preliminar en el
sistema de Tierra, debe efectuarse tomando en
consideración los valores siguientes:
- Para subestaciones de potencia en alta tensión a
nivel de transmisión y de subtransmisión, el valor
de la resistencia de la malla de tierra debe ser
alrededor de 1 Ω o menor,
Como se mencionó, las fórmulas para el cálculo del sistema
de tierra, contemplan profundidades que van de (0,3 – 1,5
m). Es importante enterrar la malla a la profundidad de la
capa de menor resistividad y que al mismo tiempo se
encuentre dentro del intervalo antes mencionado, tomando
en cuenta aspectos económicos relacionados con el
material, excavación y relleno. Las mediciones de
resistividad del terreno deben considerar el procedimiento
descrito en el inciso 7.1.
- Para subestaciones de potencia de media tensión,
el valor de la resistencia de tierra debe ser entre
1 a 4 Ω,
- Para subestaciones de distribución de media
tensión, el valor de la resistencia de tierra debe
ser como máximo de 5 Ω-m.
En la propuesta inicial de la configuración de la rejilla para
tierra se pueden considerar arreglos de sistemas de tierra en
subestaciones y terrenos similares existentes; la longitud
total de conductor, el arreglo de la rejilla para tierra tierra, así
como la cantidad de electrodos verticales (varillas para tierra)
se verifican y en función de los resultados de los cálculos de
la resistencia eléctrica máxima y de las tensiones seguras de
paso y de contacto si es necesario se podrán modificar.
El valor de la resistencia de tierra puede estimarse mediante
las siguientes ecuaciones:
a)
b)
Para profundidades de la red menores de 0,25 m.
Ecuación 11
T
g
LA
R
ρπρ
+=
4
Para el diseño del sistema de tierra se considera únicamente
el conductor enterrado con o sin electrodos verticales
(varillas para tierra).
Rg = Resistencia de tierra en ohms.En el diseño inicial debe considerarse el colocar electrodos
verticales (varillas para tierra) en los extremos de la rejilla
para tierra y en algunos puntos de unión del perímetro.
ρ = Resistividad promedio del suelo en Ω-m.
A = Área ocupada por la rejilla para tierra en m2
.
LT = longitud total de los conductores enterrados enSe deben también colocar electrodos verticales (varillas
para tierra) en equipos como apartarrayos, interruptores y
transformadores de potencia.
m.
Para profundidades entre 0,25 y 2,5 m se requiere
una corrección por profundidad.
En suelos con alta resistividad, es conveniente utilizar
electrodos verticales (varillas para tierra) de longitud
apropiada instaladas en los puntos de unión de la rejilla para
tierra tierra.
Ecuación 12
+
++= )
201
1
1(
20
11
A
hAL
R
T
g ρDeben emplearse dos conductores de puesta a tierra en
diferentes puntos de la rejilla en donde puedan ocurrir altas
concentraciones de gradientes de potencial, como en la
conexión del neutro de tierra de los generadores y
transformadores, bancos de capacitores, interruptores y
apartarrayos.
11. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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c)
Donde:
h = profundidad de la rejilla para tierra en metros.
Considerando la rejilla para tierra con electrodos
verticales (varillas para tierra). Es decir el sistema
de Tierra consta de: conductores horizontales
(rejilla para tierra) y electrodos verticales (varillas
para tierra).
Ecuación 13
R1R2 - R12
2
Rg = --------------------
R1+R2 – 2R12
R1 = Resistencia de los conductores de la rejilla para
tierra en Ω.
R2 = Resistencia de todas las electrodos verticales
(varillas para tierra) en Ω.
R12 = Resistencia mutua entre el grupo de conductores,
R1 y el grupo de electrodos verticales (varillas para
tierra), R2 en Ω.
Donde:
R1 = (ρ1/πl1)[ln(2l1/h’)+ k1l1/ (A)
1/2
-k2].
R2 = (ρa/2nπl2)[ln(8l2/d2)-1+2k1l2/( A)
1/2
(( n)
1/2
-1)
2
].
R12 = (ρa/πl1)[ln(2l1/l2)+k1l1/ (A )
1/2
-k2+1].
Donde:
ρ1 = Resistividad del terreno con los conductores a una
profundidad h, hacia abajo en Ω-m.
ρa = Resistividad aparente del terreno vista por la el
electrodo vertical (varilla para tierra), en Ω-m.
H = Espesor de la primera capa del terreno en m.
ρ2 = Resistividad del terreno desde la profundidad H,
hacia abajo en Ω-m.
l1 = Longitud total de los conductores de la rejilla para
tierra en m.
l2 = Longitud promedio de la electrodo vertical (varilla
de tierra) en m.
h = Profundidad de la rejilla para tierra en m.
h’ = Coeficiente de la profundidad de la rejilla para
tierra.
Ecuación 14
h’ = (d1h)
1/2
Para conductores enterrados a la profundidad h en
m.
h’ = 0,5d1 Para conductores enterrados en h = 0 (en la
superficie) en m.
A = Área cubierta por la rejilla para tierra con
dimensiones “a x b” en metros.
n = Número de electrodos verticales (varillas para
tierra) localizadas en el área A.
k1,k2 = Constantes relacionadas con la geometría del
sistema de tierra (véanse figuras 1 y 2).
d1 = diámetro del conductor de la rejilla para tierra en
m.
d2 = diámetro de la electrodos verticales (varilla de
tierra) en m.
a = ancho de la rejilla para tierra en m.
b = largo de la rejilla para tierra en m.
12. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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Las ecuaciones anteriores son válidas para suelos de dos
capas, una superior de espesor H con un cierto valor de
resistividad y por donde penetran los electrodos verticales
(varillas para tierra). Y una inferior de más baja resistividad
con la cual los electrodos verticales (varillas para tierra)
quedan en contacto.
En este caso para ρ1/ ρ2, la rejilla para tierra se localiza en la
capa de resistividad ρ1, pero los electrodos verticales
(varillas para tierra) están en contacto tanto con la capa de
resistividad p1, como con la capa de resistividad p2, por lo
que R2 y R12 se calculan con una resistividad aparente ρa
vistas por los electrodos verticales (varillas para tierra):
Ecuación 15
ρa = l2ρ1ρ2/[ρ2(H-h)+ρ1(l2+h-H]
Para suelos con resistividad uniforme:
ρ1 = ρ2
Si la diferencia entre ρ1 y ρ2 no es muy grande, de
preferencia ρ2 no menor que 0,2ρ1, y el espesor de la capa
superior H es al menos 0,1b, las ecuaciones anteriores son
bastante exactas para la mayoría de los cálculos y además
fáciles de aplicar.
Los análisis computacionales basados en el modelado de las
componentes del sistema de tierra en detalle, permiten
calcular la resistencia con un alto grado de exactitud
asumiendo que el modelo del suelo se selecciona
correctamente.
FIGURA 1 – Coeficiente k1 de la fórmula de Schwarz
Paso 6:
Determinación de la corriente máxima en la rejilla para
tierra IG.
A fin de evitar un sobredimensionamiento del sistema de
tierra, para el diseño de la rejilla para tierra se utiliza
únicamente la porción de la corriente de falla 3Io que fluye a
través de la rejilla para tierra hacia la tierra remota. Sin
embargo la corriente máxima de la rejilla para tierra IG debe
considerar la peor localización y tipo de falla, el factor de
decremento y cualquier expansión futura del sistema.
El cálculo de la corriente de la rejilla para tierra IG se indica
en el paso 2.
Paso 7:
Determinación de la elevación del potencial de tierra (GPR),
mediante la siguiente ecuación:
Ecuación 16
GPR = IG x Rg
Si el valor de la máxima elevación del potencial de tierra en
el diseño preliminar se encuentra abajo de la tensión de
contacto tolerable por el cuerpo humano, ya no es necesario
análisis alguno. Únicamente se requieren conductores
adicionales para la puesta a tierra de los equipos.FIGURA 2 – Coeficiente k2 de la fórmula de Schwarz
13. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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n
ii
n
K 2
)2(
1
=
Paso 8:
Calcular las tensiones de paso y de malla para el sistema de
tierra propuesto.
Cálculo de la Tensión de Malla
Cálculo de Kh:La fórmula para calcular la tensión de malla es la siguiente:
Ecuación 19Ecuación 17
ho
h
Kh += 1
ρ Km Ki IG
Em = -----------------
Lm
Donde:
Donde:
ρ = Resistividad promedio del suelo en Ω−m.
h = Profundidad a la cual esta enterrada la rejilla para
tierra dada en metros.Km = Factor geométrico.(ecuación 18)
ho = Profundidad de referencia y es igual a 1 metro.Ki = Factor de irregularidad (ecuación 21)
Cálculo de n:IG/Lm = Relación de la corriente promedio por unidad de
longitud de conductor efectivamente enterrado en
el sistema de Tierra. (ecuación 22)
Ecuación 20
dcba nnnnn ***=
donde :Fórmula para calcular Km:
P
C
a
L
L
n
*2
=
Ecuación 18
Para rejillas para tierra cuadradas y
rectangulares( )
( )
−
+
−
+
+=
12
8
48
2
162
1
22
n
Ln
K
K
d
h
Dd
hD
hd
D
LnK
h
ii
m
ππ
Donde:
Lp = Longitud de conductores en la periferia de la rejilla
para tierra tierra, dada en metros.
Donde:
D = Espaciamiento entre conductores paralelos en
metros.
1=bn Para rejillas para tierra cuadradas.
h = Profundidad de los conductores en la rejilla para
tierra en metros.
Para cualquier otro caso.
d = Diámetro del conductor de la rejilla para tierra en
metros.
A
L
n P
b
*4
=Kh = Factor de corrección relacionado con la
profundidad de la malla. (ecuación 19)
Donde:n = Número de conductores equivalentes en cualquier
dirección.
A = Área de la rejilla para tierra en m
2
.
Cálculo de Kii:
1=Cn Para rejillas cuadradas y Rectangulares.1=iiK para rejillas para tierra con electrodos verticales
(varillas para tierra) a lo largo de su perímetro y/o en las
esquinas, así como para mallas con los electrodos
verticales (varillas para tierra) a lo largo del perímetro y
dentro del área de la rejilla para tierra.
1=dn Para rejillas cuadradas y rectangulares
Para la forma de rejilla para tierra en CFEpara rejillas para tierra sin electrodos
verticales (varillas para tierra), o con
algunos electrodos verticales (varillas
para tierra) dentro del área de la rejilla.
n = na nb
14. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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Véase significado de siglas en las ecuaciones del cálculo de
la tensión de malla.El factor de irregularidad Ki
Ecuación 21
nKi *148,0644,0 += Paso 9:
Si la tensión de malla calculada es menor que la tensión de
contacto tolerable por el cuerpo humano, el diseño puede
darse por concluido. De no ser así el diseño tiene que ser
revisado (véase paso 11).
Para rejilla para tierra con electrodos verticales (varillas para
tierra) en las esquinas, así como a lo largo del perímetro y
distribuidas en la rejilla para tierra tierra, la longitud efectiva
del conductor Lm es:
Paso 10:
Ecuación 22
Lr Si ambas, la tensión de paso y de malla calculadas con el
diseño preliminar son menores que las tensiones de paso y
contacto tolerables por el cuerpo humano, el diseño necesita
únicamente proporcionar la puesta a tierra de los equipos.
Lm = Lc+ (1,55+1,22(------------------))LR
(Lx
2
+Ly
2
)1/2
LC = Longitud total de los conductores horizontales en
la rejilla para tierra en metros. Paso 11:
Si se exceden los límites de las tensiones de paso o de
contacto, se requiere que el diseño del sistema de tierra se
revise. Estas revisiones pueden incluir el incrementar el área
para el sistema de tierra, espaciamientos adicionales más
pequeños entre conductores y varillas para tierra.
Lr = Longitud de una sola electrodos verticales varilla
de tierra en metros.
LR = Longitud total de los electrodos verticales (varillas
para tierra) conectados a la rejilla en metros.
Paso 12:LX = Longitud máxima de la rejilla para tierra en la
dirección x dada en metros.
Después de satisfacer los requerimientos de las tensiones de
paso y de malla, se pueden requerir conductores adicionales
de puesta a tierra para los equipos y algunos electrodos
verticales (varillas para tierra). Los conductores adicionales a
la rejilla para tierra se agregan cuando el diseño de la rejilla
para tierra no incluye conductores cercanos al equipo que
será puesto a tierra . Las electrodos verticales (varillas para
tierra) adicionales pueden colocarse en la base de los
apartarrayos, neutro de transformadores y otros equipos
principales. El diseño final debe revisarse con el propósito de
eliminar riesgos debido a potenciales transferidos y otros
riesgos asociados.
LY = Longitud máxima de la rejilla para tierra en la
dirección y dada en metros.
Cálculo de la Tensión de Paso
La ecuación para calcular la tensión de paso es la
siguiente:
Ecuación 23
ρ IG Ks Ki
Epaso = -----------------
Ls
5.4.4 Sistema de Tierra en ampliación de
subestacionesVéase significado de siglas en las fórmulas de la tensión de
malla, la adicional es la siguiente:
Para el caso de subestaciones existentes donde la rejilla
para tierra no cubre la totalidad del terreno, sino únicamente
una parte del área total y además no se cuenta con
información anterior de la sistema de Tierra existente. Para
determinar el sistema de tierra en la ampliación se
recomiendan los siguientes procedimientos:
Ks = Factor geométrico. (ecuación 25)
Ki = Factor de corrección. (ecuación 21)
Para mallas con o sin varillas para tierra, la longitud efectiva
Ls de conductores enterrados es: a) Realizar mediciones de resistividad en áreas
cercanas a la rejilla para tierra existente.Ecuación 24
Ls = 0,75 Lc+ 0,85 LR
b) Realizar mediciones en áreas ubicadas en sitios
alejados de la rejilla para tierra existente, pero
dentro del terreno de la subestación y
Fórmula para calcular Ks:
Para profundidades usuales de rejilla para tierra entre 0,25<
h< 2,5 m, la constante Ks se obtiene como:
c) En caso de no ser posible el inciso b), realizar las
mediciones en áreas exteriores pero colindantes
con la subestación.
Ecuación 25
( )
( )
−+
+
+= −2
501
11
2
11 n
s
DhDh
K ,
*π
d) Hacer un análisis de resultados y seleccionar el
valor de resistividad más alto, lo cual debe permitir
15. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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a)
determinar el tipo y forma de la rejilla para tierra
mas óptima a utilizar en la ampliación.
e) Si la sección transversal del conductor de la rejilla
para Tierra existente es superior al obtenido en el
inciso d) debe utilizarse un calibre 4/0 AWG como
máximo en la ampliación de la rejilla para tierra.
5.4.5 Recomendaciones generales
Donde se suponga que en el terreno pueden existir
problemas de corrosión en el material del sistema de tierra,
se deben realizar análisis físico-químicos del suelo a fin de
conocer la composición del mismo y seleccionar los
materiales adecuados para el sistema de tierra.
Todos los materiales a utilizar en el sistema de Tierra,
deberán estar certificados por un laboratorio reconocido y
cumplan con la totalidad de las normas nacionales e
internacionales
Las uniones de los electrodos verticales (varillas para tierra)
deberán hacerse con rosca y agregarse elementos
inhibidores que eliminen la corrosión.
Durante la construcción del sistema de tierra, debe cuidarse
que los moldes y cualquier material a utilizarse se sujeten a
las instrucciones de uso que el fabricante recomiende.
6 MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA DESPUÉS DE
LA INSTALACIÓN
El valor de la resistencia a tierra del sistema de tierra con sus
electrodos verticales (varillas para tierra) se debe verificar
después de su instalación, aplicando el procedimiento
descrito en el punto 7.2 de esta norma; si el valor medido es
mayor al calculado, se debe instalar adecuadamente más
conductor y más electrodos verticales (varillas para tierra),
hasta que la resistencia medida sea igual o menor a la
calculada.
7 MÉTODOS DE PRUEBA
7.1 Método de Wenner o de los Cuatro Electrodos
para la Medición de Resistividad del
Terreno (ρ)
Para efectuar la medición de resistividad del suelo es
necesario hacer circular una corriente por el mismo, el
método más usual es el de Frank-Wenner denominado
también método de los 4 electrodos, el equipo de medición
utilizado es el medidor de rigidez dieléctrica (megger).
7.1.1 Generalidades
Las estimaciones basadas en la clasificación del suelo dan
únicamente una aproximación de la resistividad. La prueba
de resistividad actual es obligada. Esta debe realizarse en
tantos lugares como sea necesario dentro del área por
construir. En tal lugar y a una considerable profundidad El
suelo raramente puede presentar resistividad uniforme.
Los suelos generalmente, tienen varias capas, cada una con
diferentes resistividades. La variación de resistividad lateral
es menor comparativamente con la variación de la
resistividad horizontal. Las pruebas de resistividad del suelo
determinarán alguna variación importante de la resistividad
con respecto a la profundidad. El número de lecturas
realizadas deberán ser tan grandes como grandes sean
estas variaciones. Especialmente si algunas de las lecturas
tomadas son tan grandes que seguramente pueden
ocasionar problemas de seguridad.
Si la resistividad varía apreciablemente con la profundidad,
es deseable el incremento en el intervalo de los
espaciamientos de prueba. La idea es que una estimación
bastante exacta para grandes espaciamientos fijos puedan
ser determinados por extrapolación. Esto es posible porque
así como el espaciamiento de la prueba es incrementado, la
fuente de corriente de la prueba penetra más y más a áreas
distantes, en las direcciones horizontal y vertical, a pesar de
la cantidad de trayectorias de corriente que se distorsionan
debido a las variaciones de las condiciones del suelo.
La investigación en campo del lugar en que se va a ubicar el
sistema de Tierra, es esencial para determinar la
composición general del suelo y obtener algunas ideas
básicas acerca de su homogeneidad. Las muestras de
campo para los estudios de Mecánica de Suelos son muy
útiles, ya que proporcionan información sobre las diferentes
capas del subsuelo y los materiales que las componen,
dándonos una idea del intervalo de su resistividad.
El valor de la resistividad del suelo que se debe utilizar en el
diseño de la red de tierra, generalmente se determina con
pruebas de campo.
Debido a que existen variaciones en el sentido horizontal y
vertical en la composición del suelo, es conveniente realizar
las pruebas de campo en varios lugares del terreno. La
mayor cantidad de datos obtenidos en las pruebas, nos
permitirá seleccionar con mayor precisión el modelo de suelo
a utilizar en el diseño de nuestro sistema de Tierra.
En caso de que se realice la medición de la resistividad del
terreno se debe utilizar el siguiente método:
7.1.2 Método de Wenner o de los 4 puntos
El método de las 4 puntos de Wenner, es la técnica más
utilizada comúnmente. Consiste básicamente en 4 electrodos
enterrados dentro del suelo a lo largo de una línea recta, a
igual distancia A de separación, enterradas a una
profundidad B. La tensión entre los dos electrodos interiores
de potencial es medido y dividido entre la corriente que fluye
a través de los otros dos electrodos externos para dar un
valor de resistencia mutua R en Ω.
Existen 2 variaciones de este método:
Electrodos igualmente espaciados o arreglo de
Wenner.
16. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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ρ π= 2 ARCon este arreglo, los electrodos están igualmente
espaciados como se muestra en la figura 3.
Con estas fórmulas se obtiene la resistividad promedio del
terreno, también conocida como resistividad aparente.
Las lecturas obtenidas en campo pueden graficarse en
función de su espaciamiento indicándonos en donde existen
capas de diferente tipo de suelo con sus resistividades y
profundidades respectivas.
b) Electrodos no igualmente espaciados o arreglo de
Schlumberger - Palmer.
Una desventaja del método de Wenner es el decremento
rápido en la magnitud de la tensión entre los 2 electrodos
interiores cuando su espaciamiento se incrementa a valores
muy grandes. Para medir la resistividad con espaciamientos
muy grandes entre los electrodos de corriente, puede
utilizarse el arreglo mostrado en la figura 4:
FIGURA 3 - Método de Wenner para la medición
de la resistividad
Donde:
A = Separación entre varillas adyacentes en m.
B = Profundidad de los electrodos en m.
C = Electrodo de corriente.
P = Electrodo de potencial.
Si la relación A/B es menor a 20 entonces se utilizará la
siguiente fórmula para calcular la resistividad del terreno.
Ecuación 26
2222
4
2
1
4
BA
A
BA
A
AR
+
−
+
+
=
π
ρ
Donde :
ρ = Resistividad aparente del suelo en Ω-m. FIGURA 4 - Electrodos no igualmente espaciados o
arreglo de Schlumberger - Palmer
A = Separación entre electrodos adyacentes en m o
en cm. La corriente tiende a fluir cerca de la superficie para
pequeños espaciamientos entre los electrodos, considerando
que la mayor parte de la corriente que penetra depende del
espaciamiento entre los electrodos. Así se asume que la
resistividad medida para un espaciamiento entre electrodos
“A” representa la resistividad aparente del suelo a una
profundidad “B”. La información de las mediciones de
resistividad puede incluir datos de temperatura e información
sobre las condiciones de humedad del suelo en el tiempo en
que se realizó la medición. Todos los datos válidos sobre los
conductores enterrados que ya se conocen o se suponen
para el estudio del área, deberán anotarse en el plano de red
de Tierra.
B = Profundidad de los electrodos en m o en cm.
R = Resistencia medida en Ω.
Si “A” y “B” se miden en cm o en m y la resistencia R en Ω, la
resistividad estará dada en Ω-cm o en Ω-m respectivamente.
Si la longitud “B” es mucho menor que la longitud “A”, es
decir cuando la relación A/B sea mayor o igual a 20, puede
suponerse B=0 y la fórmula se reduce a:
Ecuación 27
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Los conductores desnudos enterrados que se encuentren en
contacto con el suelo pueden invalidar lecturas realizadas
por el método descrito si están bastante juntos de manera
que alteren la trayectoria del flujo de la corriente. Por ésta
razón, las mediciones de resistividad del suelo son de menor
valor en un área en donde una rejilla de conductores ya ha
sido instalada, excepto, tal vez para mediciones poco
profundas dentro o cerca del centro de una gran rejilla para
tierra rectangular. En tales casos una lectura poco
aproximada deberá ser tomada a corta distancia fuera de la
rejilla para tierra, con los electrodos de prueba en tal posición
que minimicen el efecto de la rejilla para tierra sobre las
trayectorias de flujo.
Sin embargo, no es necesario hacer dichas consideraciones
dentro de la rejilla para tierra, tales anotaciones pueden ser
utilizadas por medio de una aproximación, especialmente si
hay una razón para creer que el suelo en la totalidad del área
es razonablemente homogéneo.
Los electrodos de potencial se localizan lo más cerca de los
correspondientes electrodos de corriente, esto incrementa el
potencial medido.
La fórmula empleada en éste caso se puede determinar
fácilmente. Si la profundidad de los electrodos es pequeña
comparada con la separación “d” y “c", entonces la
resistividad aparente puede calcularse como:
Ecuación 28
ρ
π
=
+c c d R
d
( )
Además, con valores grandes de d/L, las variaciones de los
valores medidos debidas a irregularidades en la superficie,
se reducen dando mediciones más exactas.
7.1.3 Material y equipo
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
Medidor de resistencia a tierra (óhmetro de tierra),
con calibración vigente.
Electrodos de prueba originales que vienen con el
equipo medidor de resistencia a tierra,
generalmente fabricados en acero templado o
acero inoxidable con diámetro de 0,475 a 0,635cm
y longitudes de 30 a 60 cm son adecuadas para
la mayoría de las mediciones de campo. Ambos
materiales pueden requerir tratamientos térmicos
para que sean lo suficientemente rígidos para ser
insertados en suelos secos o rocosos. Los
electrodos deben de estar construidos con una
manija y una terminal para conectar el cable.
Cable de cobre con aislamiento para 600 volts, de
0,8236-0,3259 mm2
. Las terminales deben de
tener buena calidad para asegurar una baja
resistencia de contacto en los electrodos y el
equipo de medición. Cuando se realicen
mediciones con espaciamientos fijos de electrodos
puede fabricarse un cable multiconductor con
terminales permanentemente localizadas en las
distancias requeridas.
Marro para clavar los electrodos.
Guantes de cuero.
7.1.4 Procedimiento de medición en campo
Se recomienda realizar las mediciones en la época de menor
humedad anual.
Como primer paso se debe de dividir el terreno en
cuadros de 10 por 10 m, cada cuadro va a formar
una sección, se deben de enumerar en un plano
las secciones que resulten.
Seleccionar aleatoriamente las secciones en
donde se van a realizar las mediciones, de
preferencia la mayor parte de los cuadros
seleccionados deben estar en la periferia del
terreno.
Trazar diagonales en cada sección que va a ser
muestreada como se indica en la figura 5,
seleccionar una diagonal para que sobre esta se
realicen las mediciones.
FIGURA 5 – Medición en campo
Partiendo del centro de la diagonal y a lo largo de
la misma colocar los cuatro electrodos de prueba
(varillas) en el suelo a una profundidad mínima de
20 cm formando una línea recta entre ellas,
evitando la existencia de huecos alrededor de las
varillas.
Las terminales de corriente del instrumento C1 y
C2 se conectan a los electrodos de prueba
(varillas) en los extremos, y las de potencial P1 y
P2 a los electrodos de prueba (varillas)
intermedias.
e)
18. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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14 de 24
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
Se energiza el instrumento (acorde a su
instructivo) y se toman las lecturas respectivas de
resistencia en Ω.
Se calcula la resistividad mediante las ecuaciones
r y s antes mencionadas. Antes de utilizar el
instrumento se debe de comprobar su ajuste con
dos o tres resistencias de diferentes valores
conocidos. Se pueden aceptar diferencias entre el
valor de la resistencia y el valor indicado por el
instrumento del orden del 10 %.
Se traza una líneas de prueba en diagonal al área
bajo análisis, y comenzando al centro de la línea
se procede a variar la separación de las puntas de
prueba a 0,5, 1, 2 y 3 metros como mínimo.
Las lecturas obtenidas se reportan en el formato
para la medición de resistividad, según tabla 3.
Se trazan las gráficas ρ vs separación A para
cada sección.
El valor de la resistividad media del terreno será el
promedio del valor promedio de resistividad
obtenido en cada sección, si la resistividad
promedio entre secciones no tiene una variación
de más del 30 %, en caso contrario se debe de
realizar un promedio con los valores más alto y
más bajo de las resistividades promedio de las
secciones.
Para realizar pruebas de resistencia eléctrica de
un sistema de tierras en una planta termoeléctrica,
se consideran los siguientes puntos de prueba.
1.- gabinetes del cuarto de control de la
subestación
2.- estructuras de la subestación
3.- registros de prueba
4.- casa de máquinas turbogerador
5.- neutro y tanque de los transformadores
principales y de arranque
6.- tanques de almacenamiento de agua y de
combustible.
7.2 Método de Caída de Potencial para Medición
de Resistencia Óhmica en un Sistema de Tierra
7.2.1 Generalidades
Para realizar la medición de la resistencia de
la malla de tierra se debe emplear el siguiente
método. En caso de que el contratista proponga
un método diferente, debe ser aprobado por CFE,
lo cual no deslindará al contratista de la
responsabilidad de sus resultados de medición:
Las mediciones de resistencia tienen por
objeto conocer el valor real de la resistencia
de tierra de la red y así determinar la
elevación de potencial durante una falla a
tierra.
Los sistemas de tierra como elementos de una
subestación deben inspeccionarse y recibir
mantenimiento.
Se recomienda que durante la vida operativa de
las instalaciones se lleven a cabo mediciones
periódicas de resistencia de la malla de tierra,
para comprobar que los valores del sistema de
tierra los valores de diseño y que se conservan las
condiciones originales a través del tiempo.
Las características de una conexión a tierra,
varían con la composición y el estado físico del
terreno, así como de la extensión y configuración
de la malla de Tierra. El terreno puede estar
formado por combinaciones de materiales
naturales de diferente resistividad, puede ser
homogéneo y en algunos casos estar formado por
granito, arena o roca; materiales de alta
resistividad. Consecuentemente, las
características de una conexión a tierra
(resistencia óhmica) varia con las estaciones del
año, las cuales se producen por cambios en la
temperatura, contenido de humedad y
composición del terreno. Debido a que el grado
de humedad del terreno influye en forma
importante en el valor de su resistividad, las
mediciones deben efectuarse dentro del periodo
del año de menor humedad, a efecto de
considerar las condiciones menos favorables de
resistencia que se refleje en una medición
confiable.
7.2.2 Material y equipo
Medidor de resistencia a tierra ( óhmetro de
tierra), con calibración vigente.
Electrodos de prueba de fábrica que vienen con el
equipo medidor de resistencia a tierra,
generalmente fabricados en acero templado o
acero inoxidable con diámetro de 0,475
a 0,635 cm y longitudes de 30 a 60 cm. Ambos
materiales pueden requerir tratamientos térmicos
para que sean lo suficientemente rígidos para ser
insertados en suelos secos o rocosos.
Los electrodos deberán de estar construidos con
una manija y una terminal para conectar el cable.
Cable de cobre con aislamiento para 600 V,
calibre 0,8236 – 0,3259 mm2
. Las terminales
deberán de tener buena calidad para asegurar
una baja resistencia de contacto en los electrodos
y el equipo de medición. Cuando se realicen
19. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
NRF-011-CFE
15 de 24
d)
e)
mediciones con espaciamientos fijos de electrodos
puede fabricarse un cable multiconductor con
terminales permanentemente localizadas en las
distancias requeridas.
l = Largo de la malla.
a = Ancho de la malla.
El área o superficie de un círculo es:
Marro para clavar los electrodos. Ecuación 30
4
2
DAc
×
=
π
Guantes de cuero.
7.2.3 Procedimiento de medición en campo
Donde:
El método que se utiliza es el de caída de potencial; este
procedimiento involucra la utilización de dos electrodos
auxiliares: uno de potencial y otro de corriente. Consiste en
hacer que circule una corriente de magnitud conocida (I)
a través de tierra o electrodo baja prueba (E) y un electrodo
de corriente (C), y medir el efecto de esta corriente en
términos de la diferencia de potencial (P); la relación V / I
dá el valor de resistencia.
Ac = Área o superficie del circulo.
D = Diámetro del círculo.
Igualando : A malla = Ac
Se obtiene:
Ecuación 31
7.2.4 Pasos para la medición:
4
2
Dal
×
=×
π
a) Seleccionar la dirección en que se van a realizar
las mediciones, evitando la influencia de líneas de
transmisión, es decir que la línea de acción sobre
la cual vamos a realizar las mediciones no este
debajo de líneas de transmisión.
De donde:
Ecuación 32
π
al
D
×
= 2b) Las dos terminales (P1 y C1) del aparato de
prueba se puentean para conectarse directamente
al electrodo de la red de Tierra que se pretende
probar (este cable debe ser de longitud corta). La
terminal de potencial (P2) se conecta al electrodo
de potencial (P2) y la terminal de corriente (C2) al
electrodo de corriente ( véase figura 6).
Donde:
D = Diámetro equivalente de la superficie que cubre la
red de Tierra de aquí se obtiene : L = 4 D.
e) Se energiza el instrumento (acorde a su
instructivo) y se toman las lecturas respectivas
de resistencia en ohms.
c) Las varillas de prueba P2 , C2 deberán clavarse a
una profundidad de 50 a 60 centímetros,
aproximadamente.
f) En la ultima medición se cortocircuita el electrodo
de potencial (varilla de potencial) con el electrodo
bajo prueba (varillas bajo prueba), el valor
obtenido en ohms se resta al valor real de la
resistencia.
La distancia (d) del electrodo bajo prueba de la
red de Tierra al electrodo de potencial (P2) se va
variando 10 metros y en cada punto se toma la
lectura de resistencia ( R de acuerdo con el
criterio de la persona que efectúa la prueba),
considerando siempre obtener los valores (d, R)
en los puntos suficientes para poder trazar su
curva adecuadamente.
g) Se debe realizar esta medición en época de
estiaje.
7.2.5 Interpretación de resultadosd) La distancia (L) a la que se debe clavar el
electrodo de corriente C2 debe ser igual a 4
veces el diámetro equivalente de la superficie de
la malla de tierra (4D) y se calcula partiendo del
circulo equivalente de la superficie que cubre la
red de tierra, generalmente la superficie es
rectangular, por lo que se tiene:
Los valores obtenidos de resistencia se grafican contra la
distancia, como se muestra en la figura 7. En esta curva, la
parte plana u horizontal, nos indica la resistencia real (Rt) de
la red de Tierra que se ha probado ( por experiencia, la
resistencia ohmica real obtenida mediante este método, se
aproxima al 62 % de la distancia total L).Ecuación 29
A malla = l x a El valor obtenido se checa contra el valor en ohms de la red
de tierra que debe tener la planta o subestación.Donde :
A malla = Superficie malla de tierra.
20. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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Es importante antes de realizar la medición de la malla de
tierra, realizar un barrido dentro de la planta o subestación
para verificar que haya continuidad y no se encuentre
fracturada la malla o red.
8 BIBLIOGRAFÍA
IEEE STd. 80 – 2000; IEEE Guide for Safety in AC
Substation Grounding (Guía para la puesta a tierra con
seguridad en subestaciones de Corriente Alterna)
Standard Test Method for Field Measurement of Soil
Resistivity Using the Wenner Four – Electrode Method.
American Society for Testing & Materials G57-95
9 EVALUACIÓN DE LA CONFORMIDAD
La evaluación de la conformidad con esta norma de
referencia es responsabilidad de CFE. Los resultados de la
evaluación deben ser expedidos por el LAPEM de CFE o por
un organismo acreditado por la autoridad competente.
10 CONCORDANCIA CON NORMAS
INTERNACIONALES
No puede establecerse concordancia con normas
internacionales por no existir referencias al momento de la
elaboración de la presente.
21. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
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TABLA 1 - Constantes de materiales
Descripción
Conductividad
del material
(%)
Factor ∝
a 20 °C
Ks al 0 °C
(0 °C)
Temperatura
de fusión
Tm
(°C)
ρr 20 °C
(µΩ⋅ cm)
Factor de capacidad
térmica por unidad
de volumen
(d) TCAP
[J/(cm3
⋅°C)]
Cobre recocido suave – inmersión 100,0 0,00393 234 1083 1,72 3,42
Cobre comercial inmersión – dura 97,0 0,00381 242 1084 1,78 3,42
Cobre revestido alambre de acero 40,0 0,00378 245 1084 4,40 3,85
Cable revestido alambre de acero 30,0 0,00378 245 1084 5,86 3,85
Cable revestido barra de acero 20,0 0,00378 245 1084 8,62 3,85
Acero 1020 10,8 0,00160 605 1510 15,90 3,28
Acero revestido barra de acero 9,8 0,00160 605 1400 17,50 4,44
Zinc bañado barra de acero 8,6 0,00320 293 419 20,10 3,93
Acero inoxidable 304 2,4 0,00130 749 1400 72,00 4,03
22. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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TABLA 2 - Valores típicos de factor de decremento Df
Duración de falla
tf
Factor de decremento Df
Segundos Ciclos A 60 Hz X/R = 10 X/R = 20 X/R = 30 X/R = 40
0,00833 0,5 1,576 1,648 1,675 1,688
0,05 3 1,232 1,378 1,462 1,515
0,10 6 1,125 1,232 1,316 1,378
0,20 12 1,064 1,125 1,181 1,232
0,30 18 1,043 1,085 1,125 1,163
0,40 24 1,033 1,064 1,095 1,125
0,50 30 1,026 1,052 1,077 1,101
0,75 45 1,018 1,035 1,052 1,068
1,00 60 1,013 1,026 1,039 1,052
TABLA 3 – Formato para la medición de la resistividad
Proyecto:
Número de Secciones:
Area las secciones:
Fecha:
Hora:
Responsable:
Equipo utilizado:
Temperatura ambiente:
Humedad Relativa %:
Enterrado de las
probetas en metros
(B)
Separación entre
electrodos en
metros (A)
Valor de
resistencia
medido
Relación
A/B
Resisitividad
calculada en
ohms-metro
0,5
1
2
3
4
…
SECCIÓN
…
Promedio
NOTA : Cuando las variaciones en los valores de resistividad no sean mayores del 30 % se podrá realizar un promedio de todas las
mediciones, sin embargo cuando exista una variación significativa entre los valores, se promediaran el valor más alto y el
mas bajo para obtener una valor de resistividad de esa sección.
23. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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TABLA 4 - Resultados de la medición de la resistencia de la malla de Tierra
Fecha:
Hora:
Lugar:
Equipo Utilizado:
Temperatura:
Humedad relativa %:
Medición
número
Resistencia
Medida en ohms
Distancia de la
medición en metros
(d)
10
20
30
..
FIGURA 6 - Medición de resistencia de tierra, método de caída de potencial
24. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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FIGURA 7 - Curva de resultados
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APÉNDICE A
(INFORMATIVO)
SISTEMA DE TIERRA EN SUBESTACIONES EN SF6
A.1 INTRODUCCIÓN
Las subestaciones en SF6 están sujetas a la misma magnitud de las corrientes de falla y requiere también de valores bajos de
impedancia de tierra como en las subestaciones convencionales.
La condición de que la subestación SF6 requiere de 10 a 25 % menos del terreno que para el equipo en una subestación
convencional, y debido a esta pequeña área, puede resultar difícil obtener el sistema de Tierra adecuado únicamente mediante
métodos convencionales. Debe ponerse atención a los puentes que unen las envolventes metálicas en el ensamble de la
subestación en SF6, los cuales conducen corrientes inducidas de magnitudes significativas, las cuales deben confinarse a
trayectorias específicas. A este respecto para aterrizarlas requieren seguirse estrictamente las recomendaciones del fabricante.
A.1 DEFINICIONES
A.1.1 Envolvente contínua
Envolvente del bus, en el cual, las secciones de la cubierta a lo largo del mismo conductor de fase están enlazados a
fin de proporcionar una trayectoria eléctrica contínua a la corriente a lo largo de la cubierta. Por medio de uniones
cruzadas se conectan las cubiertas de las otras fases, los cuales se colocan solamente en los extremos de la
instalación y en algunos puntos intermedios especificos seleccionados.
A.1.2 Corriente de la envolvente
Son corrientes que resultan a partir de los voltajes inducidos en las envolventes metálicas debido a los flujos de
corriente en los conductores encapsulados.
A.1.3 Subestación aislada en gas
Ensambles de multicomponentes compactos, encapsulados en una cubierta metálica puesta a tierra. En el cual el
medio aislante primario es un gas comprimido. Normalmente consta de buses, tableros y equipo asociado
(subensambles ).
A.1.4 Bus principal de tierra
Conductor o sistema de conductores, previstos para conectar todos las componentes metálicas asignadas en las
subestaciones aisladas en gas SF6 al sistema de tierra.
A.1.5 Envolvente no-contínua
Envolvente de bus, con las secciones consecutivas de la cubierta del mismo conductor de fase, eléctricamente
aisladas (o aisladas una con respecto a otra) de tal forma que no fluye ninguna corriente mas allá de cada sección
encapsulada.
A.1.6 Tensión transitoria de la envolvente ((TTR)
Fenómeno transitorio muy rápido, el cual se encuentra en la envolvente de los sistemas de tierra de la SF6.
Tipicamente las terminales a tierra son muy largas ( inductivas ) a la frecuencia de interés para prevenir de manera
efectiva la corriente transitoria de la envolvente. Al fenómeno también se conoce como “elevación del transitorio de
tierra” (ETT) o elevación del potencial transitorio de tierra ( EPTT ).
26. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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A.1.7 Transitorios muy rápidos ( TMR )
Clase de transitorios generados internamente dentro de la subestación aislada en gas SF6. Se caracterizan por su
corta duración del orden de nanosegundos y una muy alta frecuencia del orden de los 100 MHZ. Los Transitorios muy
rápidos ( TMR ) se generan por el rápido colapso de la tensión durante el rompimiento del gas aislante.
A.1.8 Sobrentensiones transitorias muy rápidas ( STMR )
Sobretensiones del sistema las cuales resultan de la generación de las tensiones transitorias muy rápidas ( TTMR ).
A.2 ATERRIZAMIENTO DE LAS ENVOLVENTES
Las envolventes del tipo continuo proporcionan un camino de retorno a las corrientes inducidas de tal forma que el conductor y la
envolvente forman un par concéntrico con blindaje externo efectivo de los campos en el interior de la envolvente.
Con frecuencia los puentes y el aterrizamiento de la envolvente es la mejor solución para minimizar las tensiones de paso y de
contacto peligrosas dentro del área de la Subestación aislada en gas SF6.
Medidas adicionales incluyen el uso de plataformas conductoras tapetes de tierra que son conectadas a las estructuras de la
Subestación aislada en gas SF6 y puestas a tierra.
Para limitar los efectos indeseables causados por la circulación de corrientes, deben observarse los siguientes requerimientos:
a)
b)
c)
d)
Todas las envolventes metálicas normalmente deberán operar al nivel de tensión de tierra.
Cuando se aterriza en varios y en puntos específicos, el diseño del bus de la envolvente debe asegurar que no existan
diferencias de tensión significativas entre las secciones individuales de la envolvente y que ni la estructura de soporte ni
ninguna parte de los sistemas esté adversamente influenciado por el flujo de corrientes inducidas.
Para evitar la circulación de corrientes en la envolvente mas allá de las trayectorias normales de retorno dentro del
ensamble de la Subestación aislada en gas SF6. Deben colocarse cables con pantallas para conexión al sistema de
tierra a través de conexiones que estén separadas de las envolventes de la Subestación aislada en gas SF6. Para
facilitar este aislamiento, el diseño de las terminales del cable debe estar provisto de aislamientos en aire o un
aislamiento apropiado. Los transitorios muy rápidos generados por la maniobra de interruptores o por fallas en la
Subestación aislada en gas SF6 pueden ocasionar flameo en estos aislamientos. En tales casos deben considerarse las
consecuencias de estos flameos en la distribución de corriente dentro del sistema de tierra.
No puede permitirse que las corrientes de retorno por la envolvente fluyan a través de alguno de los transformadores de
corriente montados.
A.3 COOPERACIÓN ENTRE FABRICANTE Y USUARIO DE SUBESTACIONES AISLADAS EN GAS SF6
Usualmente es el fabricante de subestaciones en SF6 quién debe definir con claridad de que consta el bus principal de tierra y
especificar que requiere del usuario para conectar el ensamble de la SF6 al sistema de Tierra de la subestación. Se requiere de una
mayor información para asegurar que ninguna de las conexiones propuestas desde el bus principal de tierra hacia la rejilla para
tierra interferirá con la trayectoria requerida para la corriente de la envolvente o con alguna otra característica operacional del
diseño de la SF6.
Esto puede resultar especialmente pertinente si el bus principal de tierra consiste de un sistema de interconexiones entre las
componentes del SF6 y las estructuras y no se requiere suministrar ningún bus por separado (anillo continuo), común del bus de
tierra.
El fabricante de subestaciones en SF6 debe proporcionar y es responsable de:
a) Proporcionar puentes (enlaces) subensamble - subensamble a fin de que se aseguren gradientes de tensón seguros en
todas las partes del ensamble de la SF6 intencionalmente aterrizadas y entre esas partes y el bus principal de tierra.
27. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
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b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Fabricar conectores accesibles de suficiente rigidez mecánica para soportar las fuerzas electromecánicas, los abusos
normales y que además sean capaces de conducir la anticipada corriente máxima de falla en alguna parte del circuito sin
sobrecalentarse.
Proporcionar placas o conectores de tierra o ambos permitiendo al menos dos caminos a tierra ya sea desde el bus
principal de tierra o desde cada envolvente metálica y las piezas del equipo auxiliar de la Subestación aislada en gasSF6
destinado a conectarse a la tierra de la subestación si el bus principal de conexión a tierra del ensamble de la
subestación no existe en el momento.
Recomendar procedimientos apropiados para hacer las conexiones entre metales no similares, típicamente entre un
cable de cobre o un conductor similar de tierra y las envolventes de aluminio.
El usuario normalmente proporcionará información sobre las fuentes de corriente de falla, las magnitudes esperadas y los tiempos
de duración que se deben considerar. Aún mas el usuario deberá asistir al fabricante de subestaciones en SF6 para revisar todas
las provisiones del aterrizamiento propuestas para asegurar una interfase apropiada de:
Las conexiones para las corrientes al neutro de los equipos o aparatos y para disipar los disturbios causados en el
interior de la SF6 debidos a descarga atmosférica o maniobra.
Dispositivos para disipar disturbios de corriente externos, debidos a descargas atmosféricas o maniobra en el ensamble
de la SF6.
Requerimientos de relés de protección y satisfacer las previsiones necesarias en los dispositivos telefónicos y de
comunicación.
Conexiones a tierra de todos los marcos y estructuras de soporte de la SF6, cubiertas (forros) metálicos y la instalación
del blindaje para terminales del cable donde resulte aplicable.
Conexiones a todas las placas o conectores manufacturados por el fabricante de Subestaciónes aisladas en gas SF6.
Tensiones de paso y de contacto seguras, bajo condiciones de operación normal externos al ensamble de la
Subestación aislada en gas SF6.
Cumplimiento con las especificaciones de Tierra, las cuales tienden a corregir prácticas de aterrizamiento cuando existen
discrepancias entre el fabricante y el usuario.
A.4 RECOMENDACIONES GENERALES
Deben tomarse precauciones para prevenir corrientes excesivas que se inducirán en marcos y estructuras para evitar así la
formación de circuitos indeseables con otros equipos de la subestación. Por lo que el sistema de tierra y el arreglo físico de la
subestación deberá revisarse cuidadosamente con el fabricante de Subestaciónes aisladas en gas SF6.
En la proximidad de discontinuidades, debe tenerse cuidado con las trayectorias a tierra de la envolvente, como son entre las
conexiones del transformador y la Subestación aislada en gas SF6, así como en los puntos de interfase con los dispositivos de
desconexión convencionales a fin de prevenir corrientes circulantes en el interruptor y en el tanque de acero del transformador.
El criterio para la tensión de contacto de la subestación SF6 es:
Ecuación 33
(Et2 + ( Eto max)1/2 ′ Econtacto
Donde:
Et2 = es la tensión máxima de contacto como se determinó para el punto bajo los pies de una persona.
Etomax = es el valor máximo (predominantemente inductivo) de la tensión metal-metal diferenciando sobre y entre las
envolventes de la SF6 o entre esas envolventes y las estructuras de soporte incluyendo cualquier elemento
horizontal o vertical para el cual está diseñada la SF6.
28. SISTEMA DE TIERRA PARA PLANTAS Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
NORMA DE REFERENCIA
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Datos de campo
A,ρ
Calibre del conductor
3Io, tc, d
paso 1
paso 2
paso 3
Criterio de contacto y de paso
Econtacto , Epaso
50 o70 kg 50 o 70 kg
Diseño inicial
D, n, Lc, LT, h
paso 4
Resistencia de rejilla
Rg, Lc, LR
paso 5
Corriente de rejilla
IG, tf
Paso 6
Paso 11
Paso 7
Modificación del
diseño
D, n, Lc, LT
siIGRg′Econtacto
no
Tensiones de malla y contacto
Em, Es, Km, Ks, Ki, Kii, Kh
paso 8
Paso 9
no
Em′Econtacto
si Paso 10
Paso 12
no
Es′Epaso
Diseño de detalle
si
Figura A.1 Flujograma del procedimiento de diseño