Malla A Tierra

EL IEEE Std 80 (2000) Y EL CALCULO DE MALLAS DE PUESTA A TIERRARESUMEN.

En el presente trabajo, se presenta la metodología para el cálculo de una malla de tierra basada enel IEEE Std. 80 (2000). Se muestra como se construye el algoritmo y se presenta un ejemplo deaplicación manual. El presente artículo fue motivado por los lineamientos presentados en /8/ ypor su importancia, se los expone en el presente.

Palabras clave:

Malla de puesta a tierra, resistencia de puesta a tierra, tensión de paso, tensión detoque.

1.0 INTRODUCCION.

La puesta a tierra es una parte integral de cualquier instalación eléctrica y es muy importante parala protección de personas, equipos, la seguridad de una planta y una operación óptima del sistemaeléctrico. El sistema de tierra tiene las siguientes finalidades:-

Vínculo de equipontecialización de objetos conductivos al sistema de tierra (para prevenirla presencia de potenciales peligrosos entre dichos objetos y tierra). El vínculo deequipotencialización también ayuda a prevenir descargas electrostáticas que puedencausar chispas con cierta energía para poder encender atmósferas inflamables.-

Proveer de un camino de baja resistencia a tierra ante una falla y de este modo protegerpersonas y equipos. Los sistemas de puesta a tierra proporcionan a su vez de un caminode baja resistencia para tensiones transitorias como rayos y sobretensiones.-

Prevenir elevaciones peligrosas del potencial de tierra respecto a una tierra remota(tensiones de toque y de paso).-

Un sistema de puesta a tierra proporciona una plataforma sobre el cual los equipospueden operar de forma segura. Proporciona de un camino alternativo para corrientesinducidas y minimizar el ruido eléctrico en cables, equipos, instrumentación y sistemas decomunicación.El cálculo normalmente es ejecutado cuando se está diseñando un sistema de tierra, aunquetambién se lo realiza luego de que se haya completado un diseño preliminar de modo a confirmarque el sistema es el adecuado o resaltar la necesidad de mejorar o rediseñar.En una subestación, el sistema de puesta a tierra debe proporcionar una conexión donde losneutros de los transformadores o bien las impedancias de puesta a tierra puedan ser conectadosde modo a que atraviese la máxima corriente de falla. El sistema de puesta a tierra tambiénasegura que no ocurrirá daño térmico o mecánico en el equipamiento dentro la subestación, conla consecuente seguridad para el personal en la operación y mantenimiento. El sistema de tierratambién garantiza un vínculo equipotencial de tal forma que no existan gradientes de potencialpeligrosos desarrollados en la subestación.

Empleando terminología americana, es común ver las palabras “grounding” and “bonding”. Alrespecto se debe aclarar que la primera se refiere al hecho de proporcionar a un sistema deabastecimiento de energía eléctrica de una referencia en la masa terrestre conectando algúnpunto particular del sistema a tierra (por ejemplo el neutro de un sistema trifásico); por otra parte,una superficie metálica de algún sistema eléctrico es puesto a tierra para que sea seguro para laspersonas quienes puedan estar eventualmente en contacto con dicha superficie. El término“grounding” también se refiere a proporcionar un camino de baja impedancia para cargasestáticas acumuladas y sobretensiones causadas por fenómenos eléctricos atmosféricos de modoa no causar daños en equipos y personal. El término “bonding” se refiere a la práctica de conectarvarios sistemas de tierra así como también partes conductivas expuestas o metálicas que notransportan energía eléctrica, de tal forma que no se presente diferencia de potencial entrediferentes superficies conductoras accesibles o entre diferentes sistemas de tierra.

2.0 ALGUNAS DEFINICIONES.Parte conductiva expuesta:

La parte conductiva de un equipo o aparato el cual puede ser tocado ynormalmente no es una parte viva del sistema eléctrico pero que puede llegar a serlo encondiciones de falla.

Puesta a tierra

: Es una conexión eléctrica a la masa conductiva general del planeta tierra cuyasdimensiones son enormes en contraste con las dimensiones del sistema eléctrico considerado.

Riesgo:

Situación potencial de producir daño, provocando una lesión, enfermedad, daño a lapropiedad, daño al ambiente del sitio de trabajo o una combinación de estas.

Tierra:

Desde el punto de vista de la Ingeniería Eléctrica, el termino tierra se refiere a la masaconductiva de la tierra cuyo potencial eléctrico en cualquier punto, convencionalmente es cero. Latierra proporciona una referencia común para las mediciones.

Tierra remota:

es un concepto utilizado para describir la resistencia entre un punto en la tierra yun punto arbitrariamente distante también en la tierra. La resistencia a tierra entre dos puntos seincrementa proporcionalmente con la distancia; sin embargo existirá un punto de “distanciamínima” luego del cual la resistencia a tierra no incrementa apreciablemente. Cualquier punto conuna distancia superior a la “distancia mínima” se denomina tierra remota.

Vínculo equipotencial:

Una conexión eléctrica que coloca a varias partes conductivas expuestas yotras partes conductivas en general, a un potencial substancialmente igual.

3.0 SIMBOLOGIA.

a … radio del conductor de malla [m],A … área total ocupada por la malla de tierra [m

2

],A

mm2

… sección transversal del conductor en [mm

2

...