Puesta a Tierra - Clase I

CURSO DE CAPACITACION VIRTUAL “PUESTA A TIERRA EN INSTALACIONES ELECTRICAS”  ING . WALTER FILIZZOLA

RESEÑA HISTÓRICA DE LAS PUESTAS A TIERRA 1720 Gray y G Wheeler realizan los primeros estudios sobre resistividad de las rocas.

1746 Watson descubre que el suelo es buen conductor 1883 Brown patento un sistema de prospección eléctrica con dos electrodos 1883 Carl August Steinheil comprueba que la tierra conduce electricidad en telegrafía por hilo.

1891 Maxwell publica sus ecuaciones 1892 El New York Board of Fire Underwritters ( NYBFU) determina que la práctica de las conexiones a tierra son peligrosas y deben ser retiradas para el 01/10/1892. Se basaron en los estudios del profesor Henry Morton.

1900 La Revista Electrical World and Engineer informó sobre la resolución de permitir la conexión a tierra en sistemas de menos de 550V.

1901 El National Electric Code permitió un sistema de corriente alterna con el punto neutro del transformador conectado a tierra.

1904 VDE publica las primeras recomendaciones sobre sistemas de puesta a tierra en Alemania.

1905 La National Conference on Standard Electrical Rules ( NCSER) publicó una resolución para que el sistema de corriente alterna , en la entrada de la edificaciones , se conectara a tierra mediante al tubería de agua.

1909 El American Institute of Electrical Engineers (AIEE) y el NYBFU divulgaron la obligatoriedad de la conexión a tierra para sistemas de 150V o menos y opcional para los que operaban a más de 250V fase-tierra.

1915 Schlumberger y Wenner independientemente idean los arreglos tetraelectródicos para medida de la resistividad aparente.

1915 Invención de los electrodos marca Copperweld 1918 CS Peters desarrolló el metodo de los tres electrodos para medir resistencia de puesta a tierra.

1924 Primera Normalización para dimensionar sistemas de puesta a tierra según VDE. 1925 El 25 de Septiembre los heramanos Conrad y Marcel Schlumberger , solicitaron patente de su invención.

1936 Charles Cadwell y F Neff realizan con éxito una soldadura , mediante una reacción de óxido de cobre y aluminio.

1961 Primera versión de la norma IEEE 80 " Guide for Safety in AC Substation Grounding.

1962 Primera versión de la norma AIEE81 Recomended Guide for measuring ground resistance and potential gradients in the earth..

1964 G.F Tagg desarrolló el metodo de la regla del 62% para medir resistencia de puesta a tierra.

1970 HP y IBM iniciaron el uso del cable aislado de tierras para equipos electrónicos.

1980 El EPRI y la universidad de Ohio construyeron modelos a escala para terrenos de dos capas..

2000 La IEEE reafirma la norma IEEE -80 el 30/01/2000.

2002 Última actulización del NEC aprobada en Septiembre del 20001.

2002 Se publica la norma IEC 60364-5-54 Selection and erection of electrical equipment-Earthing arrangements, protective conductors and protective bonding conductors

ABREVIATURAS Y SIGLAS UTILIZADAS • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

ANSI: American National Standars Institute.

AWG: American Wire Gage (Galga Americana para cables).

BE: Barraje equipotencial BIL: Basic Insulation Level (Aislamiento Básico al Impulso). c.a: Corriente Alterna. c.c: Corriente Continua.

CIC: Capacidad de Intercambio Catiónico.

CIGRE: Conseil International des Grands Résaux Electriques. dI/dt: Tasa de variación de la corriente con respecto al tiempo.

DPS: Dispositivo de Protección contra Sobretensiones Transitorias.

EMC: Electromagnetic Compatibility ( Compatibilidad Electromagnética) GFCI: Ground Fault Circuit Interrupters( Interruptor de falla a tierra).

GFPE: Ground Fault Protection of Equipment (Interruptor de Falla a Tierra de Equipos).

GPR: Ground Potential Rise: (Máximo Potencial de Tierra).

IEC: International Electrotechnical Commission.

IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

NEC: National Electrical Code ( Código Eléctrico Americano).

PT: Puesta a Tierra.

PTPR: Puesta a Tierra de Protección contra Rayos.

SIPRA: Sistema Integral de Protección contra Rayos.

SPT: Sistema de Puesta a Tierra.

Que es un aterramiento eléctrico ?

El término aterramiento se refiere a la tierra propiamente dicha o a una gran masa que se utiliza en su lugar.

Cuando decimos que algo esta “aterrado” , queremos decir que por lo menos, uno de sus elementos está a propósito unido a tierra.

En los sistemas eléctricos cuando designamos las tensiones , ellas están referidas a tierra.

La tierra representa un punto de referencia (Potencial cero).

SISTEMA DE ATERRAMIENTO

ATERRAMIENTO EN UNA EMBARCACIÓN

ATERRAMIENTO DE UNA AEREONAVE

OBJETIVOS DEL ATERRAMIENTO • Controlar la tensión en relación a la tierra dentro de límites

previsibles.

• Camino para la circulación de la corriente para una conexión indeseada entre los conductores vivos y tierra.

• Disminuye las interferencias electromagnéticas • Reducción de riesgo de electrocución que pueden entrar en contacto con los conductores vivos.

POR QUE SE PREFIEREN LOS SISTEMAS ATERRADOS ?  Se tiene protección a las personas

 Protección del patrimonio ( Caso de cortocircuito)  Camino seguro para las corrientes de fallas (Descargas

atmosféricas, maniobras)

FUNCIONES BÁSICAS DE LOS SISTEMAS DE ATERRAMIENTO  1. Seguridad personal:

La conexión a tierra de los equipos eléctricos permite que en caso de una falla de aislación , la corriente vaya por el conductor de aterramiento a tierra en vez del cuerpo de una persona.

2.Desconexión automática: El sistema aterrado debe ofrecer un camino de baja impedancia, para el retorno a tierra de la corriente de falla, permitiendo de esta manera la actuación automática, rápida y segura del sistema de protección.

 3.Control de Tensiones:

El aterramiento permite un control de tensiones inducidas en el suelo, cuando un cortocircuito fase-tierra retorna por la tierra para la fuente más próxima o cuando ocurre una descarga atmosférica.

 4. Transitorios:

El sistema de aterramiento estabiliza la tensión durante los transitorios en el sistema eléctrico, por fallas a tierra.

Evitando la aparición de sobretensiones que puedan dañar a los equipos.

 5. Cargas estáticas:  El aterramiento debe drenar

a tierra las cargas eléctricas acumuladas en estructuras, soportes y carcazas de equipos en general.

 6. Equipos electrónicos:

Específicamente para los equipos electrónicos, el aterramiento debe proveer un plano de referencia quieto sin perturbaciones, de tal modo que ellos puedan operar satisfactoriamente en diferentes frecuencias.

REQUSITOS MÍNIMOS DE UNA PUESTA A TIERRA

 El valor de la resistencia de puesta a tierra debe ser el adecuado 

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para cada tipo de instalación .

La variación de la resistencia debida a cambios ambientales debe ser mínima.

Su vida útil debe ser mayor a 20 años.

Debe ser resistente a la corrosión Su costo debe ser el más bajo posible, sin que se comprometa la seguridad.

Debe permitir su mantenimiento periódico.

Cumplir los requerimientos de las normas y especificaciones.