SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

1. GENERALIDADES

Estas especificaciones y criterios de diseño eléctrico serán empleados en el proyecto eléctrico denominado EDIFICIO INTELIGENTE, el cual será utilizado principalmente como oficinas

1.2 Constitución:

El "EDIFICIO INTELIGENTE" estará constituido por ocho módulos de forma hexagonal, formando un conjunto de 6 edificios (2 edificios estas conformados por 2 módulos), intercomunicados y agrupados.

Se contara con servicios auxiliares para el funcionamiento del conjunto de edificios y están calculados para una densidad de población de 120 personas por nivel, por edificio, tomando en cuenta futuras ampliaciones.

Los servicios de los edificios son:

• Sistema hidroneumático de bombeo.

• Sistema contra incendio.

• Sistema de aire acondicionado.

• Sistema de recuperación de agua pluvial.

• Sistema de carcamo de bombeo.

• Sistema de riego.

• Sistema de filtración de agua.

• Sistema de agua tratada.

• Sistema de reserva diesel.

• Sistema de elevadores.

• Sistema de energía regulada.

• Respaldo de suministro y generación de energía al 100 %.

• Sistema de monitoreo de parámetros eléctricos.

• Circuito cerrado de televisión,

• Etc.

1. Los transformadores deben operar en el interior del inmueble, en atmósfera limpia, por lo que el equipo debe tener acabado estándar y garantizar un nivel de vida de 20 años, operando bajo las siguientes condiciones:

TEMPERATURA AMBIENTE MÁXIMA

40ºC

TEMPERATURA AMBIENTE MÍNIMA 4ºC

TEMPERATURA AMBIENTE PROMEDIO 30ºC

PRESIÓN BAROMÉTRICA 750 mm Hg.

HUMEDAD RELATIVA 10 a 90%

ALTITUD 2,280 msnm.

2. El medio ambiente contiene polvo en suspensión y alta corrosión por contaminación, por lo que el sistema de tierras y sus accesorios deben ser construidos con materiales resistentes a la corrosión a manera de garantizar un nivel de vida superior a los 20 años.

3. El diseño de los sistemas de tierras se debe considerar, que van a estar operando en presencia de humedad, polvo, roedores e insectos, por lo que se requiere que el diseño sea apropiado para las condiciones de este medio ambiente y contar con facilidades para recibir mantenimiento.

4. CONDICIONES AMBIENTALES

5. ALCANCE

La ingeniería de diseño eléctrico comprende la elaboración de planos y especificaciones de materiales para el sistema de tierras, y conexiones a tierra de dispositivos eléctricos y electrónicos.

El objetivo del diseño será proveer una instalación eléctrica con las siguientes características:

• SEGURIDAD

• FLEXIBILIDAD

• CONFIABILIDAD

• FACILIDAD DE EXPANSIÓN

• SIMPLICIDAD

• ECONOMIA

1. Deben cumplir con las partes aplicables de la última edición de las normas que se indica a continuación:

ANSI: American National Standard Institute.

NEMA: National Electric Manufactures Association.

ASTM: American Society of Testing Materials.

NMX-J-118: Norma Mexicana para Equipo Eléctrico.

NFPA National Fire Protecction Association.

NEC National Electrical Code.

IEEE Institute of Electrical and Elelctronic Engineers.

NOM-001-SEDE-1999 Norma Oficial Mexicana relativa a las instalaciones destinadas al suministro y uso de la energía eléctrica.

2. NORMAS Y REGLAMENTOS

3. OBJETIVO Y NATURALEZA DE LOS SISTEMAS DE TIERRA.

La correcta conexión a tierra de todo el sistema eléctrico, es un factor de suma importancia para la seguridad del personal y del equipo eléctrico en sí.

El propósito que se persigue con la existencia de los sistemas de tierra es:

a. Protección para el personal operativo, autorizado o no autorizado.

b. Protección a los equipos e instalaciones contra tensiones peligrosas.

c. Evitar que durante la circulación de falla a tierra, se produzcan diferencias de potencial entre distintos puntos de la instalación, proporcionando para esto, un circuito de muy baja impedancia para la circulación de estas corrientes.

d. Apego a normas y reglamentos públicos en vigor.

1. Una instalación de puesta a tierra se compone esencialmente de electrodos, que son los elementos que están en íntimo contacto con el suelo (enterrados) y de conductores, utilizados para enlazar a los electrodos entre si y a éstos, con los gabinetes de los equipos y demás instalaciones expuestas a corrientes nocivas, manteniendo al mismo tiempo, una superficie equipotencial a su alrededor.

Sobre este tema, la NOM-001-SEDE-1999 señala en su capítulo para subestaciones, que el área de la sección transversal mínima de los conductores para una malla de tierra es de 107.2 mm2 (4/0 AWG).

La resistencia eléctrica total del sistema de tierra, debe conservarse en un valor (incluyendo todos los elementos que forman al sistema) menor a 25 OHMS, para subestaciones hasta 250 KVA y 34.5 KV., 10 ohms en subestaciones mayores a 250 KVA hasta 34.5 KV y de 5 ohms, en subestaciones que operen con tensiones mayores a los 34.5 KV.

2. CONSTITUCIÓN DE UN SISTEMA DE TIERRA.

La resistividad del terreno es de 100 Ohms / metro, la cual se determino en base a tablas, considerando que el terreno esta compuesto principalmente por arcillas.

3. DETERMINACIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO

4. CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE TIERRAS

Para la correcta operación del sistema eléctrico y dado que se involucran equipos electrónicos, se construirán cuatro tipos de sistema de tierras:

• Sistema de Tierras para Electrónica.

• Sistema de Tierras para Fuerza.

• Sistema de Tierras de Pararrayos:

• Sistema de tierras para señales electromagnéticas y cargas estáticas.

8.1 Sistema de Tierras para Electrónica.

Utilizado para la puesta a tierra de los equipos electrónicos y de control, consta de una serie de electrodos instalados remotamente del local de unidades de energía ininterrumpible del edificio inteligente, enlazados entre si por medio de cobre desnudo Cal. 4/0 AWG. En el interior del local de las unidades de energía ininterrumpible del edificio inteligente, se instalo una barra de cobre electrolítico de 3.600 x 0.1016 x 0.009525 mts., montada a 2.60 mts. sobre nivel de piso terminado con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de electrónica. Conectada a el sistema de tierras remotas mediante cable de cobre Cal. 4/0 AWG. Aislamiento THW – LS 90 °C, con marcas en los extremos y a intervalos no mayores de 3.0 color verde; a las concentraciones de tableros para cada nivel de cada modulo, los tableros para el sistema regulado de energía se conectaran con cables paralelos de calibre adecuado a la capacidad del interruptor termomagnético principal de cada tablero, de características similares al Cal. 2 AWG y dejando como preparación cocas de cable.

Dado que en este sistema no se considera la conducción a tierra de grandes corrientes de falla, para su elección se considera la resistividad existente en el terreno, el tipo de electrodo instalado y lo estipulado en la NOM-001-SEDE-1999, relativo a la sección de conductores utilizados para la puesta a tierra de equipos, seleccionados en función de la capacidad del interruptor que protege a los circuitos en cuestión.

Como electrodo de puesta a tierra se utiliza el tipo EP - ET, marca Parres ó similar, construido de cobre electrolítico aleación 110 de contenido químico a base de magnesio, coke y sulfato de cobre con un recubrimiento plateado y 19 cm. de diámetro por 119 cm. de longitud. Este sistema debe estar completamente aislado del sistema de tierras de pararrayos y enlazado al sistema de tierras para fuerza, por medio de un puente de conexión. en el edificio de distribución.

La resistencia a tierra máxima en este sistema debe ser de 2 Ohms, en el caso de no alcanzar la resistencia deseada, se instalara, algún elemento químico para reducir la resistividad del terreno y alcanzar así, la resistencia a tierra requerida.

8.2 Sistema de Tierras para Fuerza.

Utilizado para conectar a tierra todos los elementos de la instalación que en condiciones normales de operación no están sujetos a tensiones, pero que pueden tener diferencia de potencial con respecto a tierra a causa de fallas accidentales en los circuitos eléctricos, así como los puntos de la instalación eléctrica en los que es necesario establecer una conexión a tierra para dar mayor seguridad, mejor funcionamiento y regularidad en la operación y en fin, todos los elementos sujetos a corrientes eléctricas importantes de corto circuito y sobretensiones en condiciones de falla.

Este sistema se constituye de una malla de tierras remota localizada en la zona de hombre muerto entre los edificios E y D, consta de una serie de electrodos enlazados entre si, con un cable de cobre desnudo Cal. 4/0 AWG, de la malla del sistema de tierras se llega a el local de la subestación eléctrica principal en la planta sótano del edificio inteligente E, mediante cable de cobre desnudo Cal. 4/0 AWG, a una barra de cobre electrolítico de 3.600 x 0.1016 x 0.009525 Mts., montada a 2.60 Mts. sobre nivel de piso terminado con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de fuerza. En las trincheras del local se transportara el conductor de cobre desnudo para la conexión a tierra de los elementos metalicos de la subestación. La puesta a tierra de los elementos se hara mediante cable de cobre desnudo Cal 1/0 AWG. a las concentraciones

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