Como diseñar sistemas de puesta a tierra de alta calidad

El electrodo de puesta a tierra o puesta a tierra para un sistema eléctrico efectivo y confiable requiere de un estudio y análisis adecuados teniendo en cuenta: la ubicación del proyecto, el tipo de estructuras instaladas y el equipo eléctrico / electrónico utilizado en todo el sistema.

El cálculo del diseño de los sistemas con electrodos de tierra se basará en los datos de resistividad del terreno aprobados y las corrientes de falla del sistema en conjunto con su duración.

Calculo del electrodo de puesta a tierra:

Los cálculos de diseño se realizarán con la aprobación del ingeniero y se basarán en los métodos indicados en las normas estandarizadas. Los cálculos incluirán los siguientes parámetros:

  • Resistencia de la tierra de todo el sistema y sus componentes.
  • Aumento del potencial a tierra.
  • Tensiones de paso, toque y contacto dentro y fuera de la cerca perimetral.
  • Requisitos para una capa superficial de alta resistencia.
  • Clasificaciones de conductores.
  • Los aumentos del potencial de tierra no excederán los límites de la UIT apropiados para la clasificación del sistema a menos que se tomen precauciones especiales para atender los potenciales transferidos.

Los potenciales de paso, contacto y transferidos deben estar dentro de los límites calculados de acuerdo con los estándares dados en IEEE 80 y BS 7430 para la capa superficial propuesta. La fórmula para la corriente corporal permitida se utilizará teniendo en cuenta 50 kg de peso corporal.

Tipos de electrodos de puesta a tierra:

Los electrodos de tierra comprenderán un sistema de conductores desnudos que forman una malla enterrada cerca de la superficie del suelo complementada, según sea necesario, por uno o más de los siguientes electrodos:

  • Un sistema de varillas de acero interconectadas conducidas al suelo.
  • Estructuras metálicas en contacto directo con el suelo.
  • Acero de refuerzo en hormigón enterrado.
Relacionado:  Como reducir los costos de un bajo factor de potencia

Sistema de malla de puesta a tierra:

El sistema de malla se diseñará de acuerdo con las normas mostradas arriba para limitar el potencial de contacto, paso y transferidas teniendo en cuenta la longitud combinada de los conductores de la malla, otros conductores y varillas enterrados, pero excluyendo cualquier conductor enterrado fuera del perímetro cercano. Se debe tener en cuenta la distribución no lineal de la corriente de falla que da lugar a los potenciales más altos en las esquinas de la malla.

La clasificación de los conductores de malla debe ser compatible con las corrientes de falla después de permitir caminos paralelos con un tamaño mínimo de conductor de 300 mm2 de cobre.

Los factores de división de corriente = 0.8 de la corriente de falla dada se tomarán para los cálculos de diseño de la malla de tierra.

Si la colocación de la malla de puesta a tierra está diseñada para el exterior del edificio, la profundidad de la malla debe ser de 2 m por debajo del nivel del suelo o esta debe ser al menos 1 m por debajo de los cables de alimentación de profundidad estándar.

Varillas de puesta a tierra interconectadas:

Si los cálculos de diseño muestran que una malla por sí sola no puede limitar los potenciales a los valores requeridos, entonces la malla se complementará con el uso de varillas de tierra interconectadas que se introducen en el suelo o se instalan en agujeros perforados.

Se instalarán varillas dentro de la cerca perimetral para encerrar el área máxima posible compatible con la conexión a tierra de cualquier cerca metálica. (El espacio entre las varillas no debe ser menor que su longitud, a menos que las consideraciones de las normas determinen lo contrario).

Relacionado:  Requisitos eléctricos para Piscinas y Spas según NEC

Las barras se interconectarán en grupos de 4 a 10 barras por conductores de cobre trenzado con aislamiento de PVC de color amarillo verdoso para formar un anillo. Cada grupo se conectará a la malla mediante un conductor de cobre aislado duplicado a través de enlaces a prueba de desconexión.

Se pueden conectar varillas individuales directamente a la malla, siempre que el conductor de la varilla se pueda desconectar para probar la varilla.

Las varillas instaladas en agujeros perforados se pueden usar para alcanzar estratos de tierra de resistividad más baja a profundidades más allá del alcance de las varillas conducidas o donde se encuentra roca y no es posible instalar varillas. Después de instalar la varilla, el orificio se rellenará con una mezcla líquida de baja resistividad que no se encogerá después de vertido para garantizar un buen contacto entre la varilla y el suelo durante la vida útil de la instalación.

Se calculará la resistencia y la clasificación de las varillas individuales y la resistencia combinada de los grupos de varillas en el diseño propuesto y la clasificación de los conductores de interconexión no será menor que la del conductor de la red principal.

El cálculo de potenciales en el diseño de la instalación completa se realizará sin el grupo de varillas con la resistencia estimada más baja para simular la condición con el grupo desconectado para la prueba.

Acero de refuerzo como electrodo de puesta tierra:

El acero de refuerzo en los cimientos de los edificios que contienen el equipo eléctrico primario puede usarse como electrodos auxiliares sujetos a la aprobación del ingeniero. El Contratista deberá mostrar en los cálculos de diseño que las corrientes de falla y las corrientes parásitas de CC no dañarán la estructura.

Relacionado:  Calculo de conductores eléctricos con factores de corrección

La malla de refuerzo de acero en los pisos del edificio también se puede usar para el control de potenciales de paso y contacto dentro del edificio sujeto a la aprobación del Ingeniero.

Conductores fuera del perímetro:

Si los cálculos de diseño muestran que los potenciales de paso y contacto fuera de la cerca perimetral, la puerta o la pared exceden los límites, entonces se enterrarán conductores desnudos adicionales en el suelo fuera de la cerca en forma de anillos que rodean todo el sitio.

La distancia de los conductores desde la cerca y la profundidad se determinarán en el diseño para garantizar que los potenciales de paso y contacto estén dentro de los límites.

El tamaño mínimo del conductor será de 70 mm2 y se conectará a la cerca o la malla con conductores de 70 mm2 en cada esquina del sitio y a intervalos de no más de 100 m. Estos conductores no se incluirán en los cálculos solicitados anteriormente.

Conexion a tierra del sistema de gas (GIS):

La conexión a tierra de los equipos con aislamiento de gas (GIS) estará sujeta a consideraciones especiales con respecto a los potenciales de paso y contacto de acuerdo con las normas enumeradas. Sin embargo, el conductor de puesta a tierra deberá ser un conductor de cobre trenzado con aislamiento de PVC de color amarillo verdoso con un tamaño mínimo de conductor total de 300 mm2. La conexión debe realizarse en múltiples puntos.

Categorías Calculos