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SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

 

7.0 Sistemas de Puesta a tierra


7.2 Elementos del Sistema de Puesta a tierra

7.2.3 Líneas de Tierra

7.2.4 Conexión de apoyos a tierra



7.3 Dimensionamiento a frecuencia industrial de los sistemas de puesta a tierra.

7.3.2 Dimensionamiento con respecto a la corrosión y a la resistencia mecánica.

Los criterios que se mostrarán a continuación son aplicables al diseño, instalación y ensayo del sistema de puesta a Tierra de una manera eficaz y aceptable en todas las circunstancias, manteniendo las Tensiones de paso y contacto dentro de los niveles aceptables.

Tensión de Paso:
Es la diferencia de potencial existente entre dos puntos del terreno, situados a un metro de distancia entre sí, en dirección al electrodo de tierra.

Tensión de Contacto:
Es la diferencia de potencial existente entre la mano y el pie de un trabajadore que tocara en ese momento el electrodo de tierra (o cualquier conductor unido a él) y estuviera pisando el terreno a cierta distancia del mismo.
El diseño del Sistema de Puesta a Tierra, deberá cumplir cuatro requisitos:
Que resista los esfuerzos mecánicos y la corrosión.

Que resista, desde el punto de vista térmico, la corriente de falta más elevada.

Garantizar la seguridad de las personas con respecto a tensiones que aparezcan durante una falta a tierra de los sistemas de puesta a tierra.

Proteger de daños a propiedades y equipos y garantizar la fiabilidad de la línea.
Estos requisitos depende de:
Método de puesta a tierra del neutro de la red. Neutro aislado, neutro puesto a tierra mediante impedancia o neutro rígido a tierra.

Tipo de apoyo en función de su ubicación: Apoyos frecuentados y apoyos no frecuentados.

Material del apoyo, conductor o no conductor.
Apoyo frecuentado:
Son los situados en lugares de acceso público y donde la presencia de personas ajenas a la instalación eléctrica es frecuente:
Donde se espera que las personas se queden durante varias horas del día, (áreas residenciales, campos de juego, etc.)
Lugares como bosques, campo abierto, campos de labranza no están incluídos.
Apoyo no frecuentado:
Son los situados en los lugares que no son de acceso público o donde el acceso de personas es poco frecuente.
7.2 Elementos del Sistema de Puesta a tierra y condiciones de montaje.
El sistema de puesta tierra estará constituido por uno o varios electrodos de puesta a tierra enterrados en el suelo y por una línea de tierra que conecta dichos electrodos entre sí y a los elementos que deban quedar puestos a tierra.

Los electrodos deberán ser de material, diseño, dimensiones, colocación en el terreno y número de ellos, apropiados para la naturaleza y condiciones del terreno.

Estas especificaciones técnicas estarán detalladas con la inclusión de un plano que formará parte del proyecto de ejecución de la línea.

El uso de productos químicos para reducir la resistividad del terreno, aunque puede estar justificado en circunstancias especiales, plantea inconvenientes ya que incrementa la corrosión de los electrodos reduciendo así su vida útil requiriendo un mantenimiento más frecuente.


7.2.2. Electrodos de puesta a tierra


Electrodos de puesta a tierra podrán disponerse de las siguientes formas:


 

 

Son los formados por varillas, barras o cables enterrados, dispuestos en forma radial, formando una red mallada o en forma de anillo. También pueden ser placas o chapas enterradas.


Picas de tierra verticales o inclinadas hincadas en el terreno, constituidas por tubos, barras u otros perfiles, que podrán estar formados por elementos empalmables.

 


Puesta a tierra en postes de hormigón armado

 

 


Esta consiste en el juego de elementos que permite drenar a tierra la energía liberada por la descarga de un rayo sobre un cable de protección y/o cable de energía que produce un arco de descarga a tierra por efecto de esta.

Está compuesto por un cable de conexión provisto de terminales en los extremos, el cual une el apoyo tomando desde el bloque dispuesto para tal fin en la armadura del mismo, hasta la pica o electrodo que se coloca hincada en el terreno junto a la estructura. En los apoyos de hormigón, el cable de tierra generalmente pasa a través del hormigón por medio de un caño de PVC dispuesto a tal fin.

 

Todo esto se aprecia en la Figura 1.

Puesta a tierra en postes de hormigón armado.


Para el caso de estructuras dobles de hormigón la puesta a tierra se realizará en forma independiente para cada uno de los postes como se muestra en la Figura 2.

Se deberán realizar estudios geoeléctricos a fin de determinar el tipo de puesta a tierra a utilizar en cada estructura.




¿Por qué un pararrayos necesita un mantenimiento?

Está demostrado que con el tiempo, las descargas de rayos sobre un pararrayos tienden a cristalizar la tierra donde están enterradas las picas. Esto trae a consecuencia la desintegración paulatina de las picas y la pérdida de conductividad de la tierra, superando la resistencia de 10 ohmios.


Cuando la resistividad del terreno aumenta, el rayo cuenta con una alta probabilidad de caer en otro sitio como en líneas eléctricas, árboles, e instalaciones industriales con la seguridad de daños. Por eso es importante el mantenimiento del sistema de puesta a tierra.



…“Un pararrayos mal instalado, es más peligroso que no tenerlo”.

 

La verdad es que un pararrayos  no para los rayos, sino que lo atrae.


Se busca atraerlos para guiarlos para que puedan descargarse a tierra por un “camino” apropiado, protegiendo de esta manera un radio de acción determinado que dependerá de la altura del edificio o estructura y del avance de cebado y del nivel de protección elegida.

Es por ello, que si queremos proteger a nuestro sistema de antenas de recepción de televisión, o bien antenas de un servicio de telecomunicaciones, debemos montar nuestro pararrayos  a no menos de 2 metros  altura por encima de las antenas.

Instalación de electrodos horizontales de puesta a tierra:
Es recomendable que el electrodo esté enterrado a una profundidad entre medio metro a un metro, esta medida garantiza una cierta protección mecánica y evita la congelación de agua ocluída en el terreno.

Los electrodos horizontales de puesta a tierra se colocan en el fondo de una zanja o en la excavación de la cimentación de forma que se rodeen con tierra ligeramente apisonada libre de piedras o grava que estén en contacto con el electrodo. En el caso que el suelo sea corrosivo, se reemplazará por un relleno adecuado.

 

Instalación de electrodos verticales o inclinados.


Son particularmente ventajosas cuando la resistividad del suelo decrece mucho con la profundidad. Se clavarán en el suelo con las herramientas apropiadas evitando que se dañen los electrodos mediante su hincado.
Cuando se instalen varios en paralelo, la distancia entre ellos será de 1,5 veces la longitud de la pica.
La parte superior de la pica quedará siempre bajo tierra.
Unión de los electrodos de puesta a tierra


Las uniones empleadas para la unión de los electrodos de puesta a tierra, deberán ser apropiados en cuanto a dimensiones, soporte de esfuerzos mecánicos y térmicos equivalente a los propios electrodos para garantizar así la conducción eléctrica.

Deberán ser resistentes a la corrosión y no deberán ser susceptibles a crear pares galvánicos.
Instalación de las líneas de tierra


Los conductores de éstas líneas deberán instalarse procurando que su recorrido sea lo más corto posible, evitando trazados tortuosos y curvas de poco rado.


En el caso de instalarse conductores desnudos se deberá tener en cuenta cuando estos entran en el suelo o en contacto directo con el hormigón a fin de evitar puntos de corrosión. Cuando exista macizo de hormigón, el conductor no debe montarse por encima del mismo, sino atravesarlo.


En las líneas de tierra no deben insertarse fusibles ni interruptores.
Se aprecia el tipo de conexiones utilizados para el montaje de las mallas de puesta a tierra. Conviene que sea imposible desmontar las uniones sin herramientas.

 

 

Preparación de las zanjas para el tendido de los electrodos horizontales .

 


Montajes utilizando uniones por compresión para los empalmes.

 

 


7.2.3.2 Conexiones de las líneas de tierra

Todos los apoyos conductores (incluídos los de Hormigón) deberán conectarse a tierra mediante una conexión específica:
En caso de Hormigón Armado:
Conectando a tierra los herrajes o armaduras metálicas a las que estén conectadas los aisladores o bien, conectando a tierra la armadura de hormigón, siempre que reúna condiciones que exigen para los conductores que constituyan las líneas de tierra, teniendo en cuenta que no se admitirá para apoyos de hormigón pretensado.


7.2.4 Conexión de los apoyos de tierra


En los apoyos de hormigón pretensado se deberán conectar específicamente a tierra, mediante un conductor de conexión, las armaduras metálicas que formen puente conductor entre los puntos de fijación de los herrajes de los diversos aisladores.
La conexión a tierra de los pararrayos instalados en apoyos no se realizará ni a través de la estructura del apoyo metálico ni de las armaduras, el el caso de los apoyos de hormigón armado. Los chasis de los aparatos de maniobra y los envolventes de los transformadores podrán ponerse a tierra a través de la estructura del apoyo metálico.


7.2.5. Transferencias de potencial


Las transferencias de potencial pueden aparecer a causa de tuberías y vallas metálicas, cables de baja tensión, etc. Y es difícil proponer pautas generales, ya que las circunstancias varían de un caso a otro.
Las pautas para casos individuales podrán ser establecidas por la compañía eléctrica que explota la línea cuando esta sea de su propiedad.

7.3 Dimensionamiento a frecuencia industrial de los sist. de puesta a tierra


Los parámetros pertinentes son:

1) Valor de la corriente de falta.
2) Duración de la falta.

Estos 2 parámetros dependen principalmente del método de puesta a tierra del neutro.

3) Características del suelo.
 


7.3.2.2. Líneas de tierra


Por razones mecánicas, las secciones mínimas de los conductores de las líneas de tierra deberán ser:
Cobre : 25 mm²
Aluminio: 35 mm²
Acero: 50 mm²

 

 

 

 

 

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