MEMORIA DE CALCULO DE MALLA DE TIERRA

MEMORIA DE CALCULO DE MALLA DE TIERRA

CABI OUTLET PUEBLA SA DE CV (CENTRO DE ESPECTACULOS)

San Francisco Ocotlán No. 15 Santiago Momoxpan

San Pedro Cholula, Pue.

Objetivo

Una malla de tierra consiste en un arreglo de conductores perpendiculares formando una retícula a la cual se conectan las terminales a tierra de los equipos. Este sistema es el más eficiente ya que se limitan los potenciales originados por la circulación de la corriente de malla.

El procedimiento para el diseño de la malla de tierra está basado en el estándar IEEE Std 80-2000 (Guide for Safety in AC Substation Grounding) así como en la NOM-001- SEDE-2012 (Norma Oficial Mexicana de Instalaciones Eléctricas).

Datos de la compañía suministradora (CFE)

Para el cálculo de la malla de tierra, se requiere obtener la corriente de falla a tierra. Esta corriente se determina por el tipo de falla que puede ser de línea a tierra o de doble línea a tierra, dependiendo de la que produzca mayor corriente de falla. Los datos de cortocircuito en el punto de acometida proporcionados por CFE son los siguientes:

Procedimiento para el diseño de una malla de tierra

Los pasos para calcular una malla de tierra se muestran a continuación:

1. Calcular la corriente máxima de malla.
2. Obtener el tamaño mínimo del conductor requerido.
3. Especificar el tamaño, forma y características de la malla.
4. Obtener la resistencia de malla.
5. Calcular los potenciales tolerables por el cuerpo humano.
6. Calcular el potencial de contacto y paso de la malla.
7. Si los potenciales de la malla no son tolerables, empezar desde el punto 3.
8. Si los valores son aceptables, finalizar el cálculo.

Corriente de falla a tierra

Con base al PEC (Procedimiento para la Evaluación de la Conformidad), las fallas que se deben calcular para el diseño de la malla de tierra son la falla de línea a tierra y la falla de doble línea a tierra. En base a los datos proporcionados por CFE, se tiene el valor de potencia de cortocircuito de línea a tierra por lo que se utilizará este para el cálculo.[pic 1]

[pic 2]

[pic 3][pic 4]

Arreglo en MVA para una falla de línea a tierra

𝐼𝐼𝐿𝐿−𝑇𝑇

= 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝐿𝐿−𝑇𝑇  ∙ 1000 = 4,593𝑀𝑀

√3 ∙ 𝐾𝐾𝑀𝑀[pic 5]

Criterios de diseño

Para comenzar con el diseño de la malla de tierra, el estándar 80-2000 del IEEE nos menciona las características de una malla de tierra típica:

• Enterrada a una profundidad de 0.3 a 0.5 m
• Espaciamiento entre conductores de 3 a 7 m
• Intersecciones entre conductores unidas fijamente
• Varillas en las esquinas de la malla y alrededor de su periferia

Diseño de la malla de tierra

Se proyectan las dimensiones y profundidad de la malla de acuerdo al área donde se ubican los elementos de la subestación o el terreno destinado a la malla:

Longitud de la malla (Lx x Ly)        6 x 6 m

Separación entre conductores (D)        3 m

Profundidad de la malla (h)        0.5 m

Se contemplan varillas en las esquinas y en su caso sobre la periferia de la malla con una separación de 3 m entre ellas:

Número de varillas        8

Longitud enterrada de cada varilla        2.5 m Se registran los datos del terreno donde se ubicará la malla:

Resistividad del terreno        15.71 Ω·m

Resistividad de la capa superficial        100 Ω·m (Concreto)

Espesor de la capa superficial (hs)        0.1 m

Nota: La resistividad de la capa superficial está basada en la Tabla 7 del IEEE Std 80- 2000 y seleccionada de acuerdo a las condiciones de instalación (Concreto a la intemperie).

La malla quedaría como se muestra a continuación:

6 m[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

[pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]

         [pic 19]        6 m

3 m

[pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25]

3 m

Corriente máxima de malla

Durante un cortocircuito, se genera una componente de corriente directa que va decayendo a cero, lo que provoca que la corriente de cortocircuito sea ligeramente mayor en los primeros instantes de la falla. Su duración es determinada por la relación X/R en el punto de acometida. La corriente asimétrica de cortocircuito se calcula de la siguiente forma:

Corriente simétrica de cortocircuito

𝐼𝐼𝑔𝑔  = 4,593𝑀𝑀

Constante de tiempo subtransitoria

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