Escuela superior politécnica de Chimborazo ILUMINACIÓN E INSTALACIONES ELÉCTRICAS TEMA: INTEGRANTES: Acero Oscar 563.

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1 escuela superior politécnica de Chimborazo ILUMINACIÓN E INSTALACIONES ELÉCTRICAS TEMA: INTEGRANTES: Acero Oscar 563

2 DEFINICIÓN Es uno de los más importantes métodos tecnológicos de protección contra descargas eléctricas cuando se trabaja con aparatos eléctricos. En esta depende la seguridad de la persona y el funcionamiento normal del equipo. En la figura 1 se muestra una vivienda con puesta a tierra. Figura 1. Vivienda con puesta a tierra Fuente: https://www.electricaplicada.com/conexion-correcta-de-sistemas-de-puesta-a-tierra/

3 NORMATIVA DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA En el Ecuador la norma vigente es NON-001-SEDE-1999(1.3) que en el artículo: 2.1.3 Equipo fijo específico {250 -43} establece que “Todas las partes metálicas no conductoras de corriente de varias clases de equipos, no importando voltajes, deben ser puestas a tierra”. ¿PARA QUE SIRVE LA PUESTA A TIERRA?  Proteger al usuario  Proteger la instalación y el equipo  Facilitar la operación de los dispositivos de protección contra sobre corriente y sobre tensión  Mantener potencial de referencia

4 COMPONENTES DE UN SISTEMA PUESTA A TIERRA En la figura 2 se muestra los componentes necesarios para un sistema puesta a tierra con pozo vertical. 1. Acabado exterior 2. Electrodo principal 3. Grapa 4. Conductor de conexión 5. Auxiliar de electrodo 6. Empalme múltiple soldado 7. Pozo vertical 8. Relleno conductor 9. Lechos de sal 10. Niveles de impregnación Figura 2. Componentes de un sistema puesta a tierra con pozo vertical 10. Niveles de impregnación Fuente: https://es.slideshare.net/jhonmakey/pozos-atierra

5 En la figura 2 se muestra los componentes necesarios para un sistema puesta a tierra con pozo horizontal. 1. Acabado exterior 2. Electrodo principal 3. Grapa 4. Conductor de conexión 5. Auxiliar de electrodo 6. Empalme múltiple soldado 7. Pozo horizontal 8. Relleno conductor Figura 3. Componentes de un sistema puesta a tierra con pozo horizontal Fuente: https://es.slideshare.net/jhonmakey/pozos-atierra 9. Lechos de sal 10. Niveles de impregnación

6 TIPOS DE ELECTRODOS El tipo de electrodo o pica que se instale dependerá de las características del edificio o residencia, del circuito eléctrico y del suelo. En la figura 4 se muestra diferentes modelos que se adecuan a cada necesidad. 1. Placa horizontal 2. Conductor en anillo 3. Pica sencilla 4. Conductores radiales 5. Placa 6. Pica empalmada Figura 4. Modelos de electrodos Fuente: https://intensity.mx/es/blog/%C2%BFqu%C3%A9-es-y-para-qu%C3%A9- sirve-la-puesta-tierra

7  Idealmente una conexión a tierra física debe tener una resistencia de cero ohms (0 Ω). No existe un valor normalizado de resistencia de conexión a tierra física  La NFPA (Asociación Nacional de Protección contra el Fuego) ha recomendado un valor de resistencia de conexión a tierra física de 5,0 ohms o menos. (Instalaciones con equipo sensible.)  La práctica recomendada IEEE 142 (1991) “Prácticas recomendadas para la conexión a tierra de sistemas eléctricos industriales y comerciales” sugiere una resistencia de la toma de tierra entre 1 y 5 ohms ¿ DE QUÉ DEPENDE LA RESISTENCIA DEL ELECTRODO? o De sus dimensiones o De su forma o Resistividad del terreno en el que se establece. La resistividad varía frecuentemente de un punto a otro del terreno, La resistividad varía también con la profundidad. La tabla 1 muestra unos valores de la resistividad para un cierto número de terrenos.

8 Tabla 1. Resistividad para distintos tipos de suelo. Fuente: https://intensity.mx/es/blog/%C2%BFqu%C3%A9-es-y-para-qu%C3%A9-sirve-la-puesta-tierra

9 Una primera aproximación de la resistencia a tierra, los cálculos pueden efectuarse utilizando los valores medios indicados en la tabla 2. Tabla 2. Valores medios aproximados de la resistividad del terreno Fuente: https://intensity.mx/es/blog/%C2%BFqu%C3%A9-es-y-para-qu%C3%A9-sirve-la-puesta-tierra

10 La medida de resistencia de tierra de este electrodo puede permitir, aplicando las fórmulas dadas en la tabla 3, estimar el valor medio local de la resistividad del terreno. Tabla 3. Fórmula para estudiar la resistencia de tierra en función de la resistividad del terreno y las características del electrodo Fuente: https://intensity.mx/es/blog/%C2%BFqu%C3%A9-es-y-para-qu%C3%A9-sirve-la-puesta-tierra

11 INSTALACIÓN DE PUESTA A TIERRA RESIDENCIAL Significa conectar eléctricamente por medio del conductor de tierra a la tierra física, esta conexión se lleva a cabo a través de un electrodo enterrado el cual es llamado electrodo de puesta a tierra. En la figura 5 se muestra la conexión del electrodo a la tierra física. Fuente: https://es.slideshare.net/jhonmakey/pozos-atierra Figura 5. Conexión del electrodo a tierra física

12 En la figura 6 se muestra las dimensiones aproximadas de un pozo vertical para un sistema puesta a tierra. Fuente: https://es.slideshare.net/jhonmakey/pozos-atierra Figura 6. Dimensiones de un pozo vertical para puesta a tierra

13  El cable de puesta a tierra debe conectarse en la base del medidor en la misma terminal del neutro ver figura 7 y de ahí llevarse junto con la fase y el neutro a la caja de fusibles ver figura 8. Figura 7. Cable de puesta a tierra en base de medidor Figura 8. Cable de puesta a tierra junto con fase y neutro https://core.ac.uk/download/pdf/41461809.pdf Fuente: https://core.ac.uk/download/pdf/41461809.pdf

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15 En la figura 8 se muestra un esquema indicativo de un sistema puesta a tierra desde el medidor hasta el centro de carga Figura 9. Cable de puesta a tierra verde - amarillo Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Puesta_a_tierra Figura 8. Esquema indicativo puesta a tierra desde el medidor hasta el centro de carga Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Puesta_a_tierra

16 En la figura 10 se muestra un esquema indicativo completo de un sistema puesta a tierra desde el cable de puesta a tierra hasta el equipo

17 NORMA ECUATORIANA DE CONSTRUCCIÓN  15.1.3.1.2. Obra Eléctrica 15.1.3.1.2.1. Malla de tierra (……). El mínimo conductor a utilizarse será calibre # 1/0 AWG (53,5 mm²) cableado con 19 hilos.

18 CÓDIGO ELÉCTRICO ECUATORIANO  35.15 Cuando se construya una malla de tierra alejada de la instalación o cuando se interconecten dos mallas alejadas, la unión deberá hacerse mediante dos conductores independiente.  35.16 En general se empleará la misma malla de tierra con fines de protección y de servicio. Cuando se empleen mallas diferentes deberá verificarse que no haya peligro para las instalaciones o las personas, para las corrientes máximas que puedan circular en las mallas.  35.17 Por resistencia de paso a tierra se entiende el cociente de la tensión entre un punto de la malla y la tierra propiamente dicha y la corriente que circula por la malla.  35.26 Los electrodos de tierras separadas como asi mismo las conexiones a estos electrodos deberán establecerse de manera de influenciarse lo menos posible con otras mallas de tierra  39.6 Cuando se trata de evitar que la elevación de potencial de la rna lia de tierra de la instalación, sea cíe protección o de servicio, afecte a las partes de la red situadas fuera de su zona eficaz,, se emplearán mallas de tierra separadas para la conexión a tierra de dicha red.

19 Mallas de tierra  Es un reticulado formado por la unión de conductores horizontales, normalmente según direcciones perpendiculares y uniformemente espaciados, incluyendo eventualmente conductores verticales ( barras ). Se utiliza especialmente cuando el objetivo principal de la puesta a tierra es mantener un control de potenciales en la superficie del terreno, con un bajo valor de resistencia. Fig.1 Mallas de Protección

20 CONDUCTORES ENMALLADOS Dispositivos conformados por arreglos cuadrados o rectangulares de conductores desnudo de cobre, lo que se disponen en posición horizontal. Con ellos se logra resistencias bastantes bajas comparativamente con las obtenidas al utilizar electrodos verticales. ELECTRODOS ENMALLADOS Consiste en utilizar en forma combinada electrodos verticales y conductores enmallados con el fin de obtener resistencias menores a las que se obtendría ala utilizar cada uno por separado Fig.2 Electrodo Enmallado Fig.1 Conductor enmallado

21 RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR ENMALLADO METODO DE LAURENT Este método considera como parámetro fundamentales de la malla, los concernientes a la longitud del conductor que la conforma, y el radio equivalente de la misma. Debido a esto se le conoce como el método aproximado de Laurent.

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23 Método de Schwarz Este método de calculo a diferencia de anterior, considera tanto las características del terreno, como las concernientes a la malla, debido a esto, al método se le llama “exacto”.

24 RESISTENCIA DE UN ELECTRODO ENMALLADO Si la resistencia de la malla determinada por Schwarz la denotamos como Rms, y la resistencia de los electrodos asociados al sistema en conjunto como Rel, tendremos que las expresiones que permiten la resistencia total de un electrodo enmallado son las siguientes:

25 Ejemplo:  Calcular la resistencia puesta a tierra Rpt de una malla de protección usando el método de LAURENT. Los datos de la malla son : Electrodo de 4 x 4 mt Sección cable de cobre desnudo : 35 mm2 Profundidad de la malla he : 0,6 mt Resistividad del terreno : 43 ohm x mt

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27 CONCLUSIONES  Los sistemas de puestas a tierras son específicos a emplearse según el área (residencial o industrial) y la potencia eléctrica de trabajo.  Al instalar un sistema de puesta a tierra se debe realizar mediciones del terreno a utilizar para implementarle, puesto que no todos los terrenos son iguales.  Los sistemas de puestas a tierra pueden actuar como las tierras aisladas, desviando la energía electrostática a tierra, pero no son necesariamente lo mismo.  Durante la construcción de la puesta a tierra deberán adoptarse las disposiciones necesarias como para que su resistencia pueda medirse sin dificultades según normativa eléctrica vigente.

28 Bibliografía [1]J. Roldán. [2]C. A. O. Gutierres, SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA, Argentina, 2012. [3]I. G. Rojas, MANUAL DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA, Mexico, 2011. [4]J. S. R. CASTAÑO, SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA:, Colombia, 2010.