SISTEMA DE PUESTA A TIERRA HORIZONTAL
I.- OBJETIVO: OBJETIVO: Construcción de pozos a tierra en disposición horizontal en terrenos rocosos. Conocer las características, aplicaciones y forma de instalar la puesta a tierra. II.- DEFINICIONES DEL CODIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - CNE CNE UTILIZACION UTILIZACION Tierra: Tierra: Conexión a tierra obtenida a través de un electrodo de puesta a tierra. Puesta a tierra: tierra: Camino conductivo permanente y continuo con capacidad suficiente para conducir a tierra cualquier c ualquier corriente de falla probable que le l e sea impuesta por diseño, de impedancia suficientemente baja para limitar la elevación elevación de tensión sobre el terreno y f acilitar la operación de los dispositivos de protección en el circuito. Sistema de puesta a tierra: tierra: Comprende todos los conductores, conectores, abrazaderas, placas de conexión a tierra o tuberías, y electrodos de puesta a tierra por medio de los cuales una instalación eléctrica es conectada a tierra. tierra. Enlace equipotencial equipotencial es la conexión de partes conductoras que no llevan corriente, también se le conoce como conductor de protección. protección. III.- ELEMENTOS ELEMENTOS DE UNA PUESTA A TIERRA 1. Electrodo o varilla de puesta a tierra, de cobre de 5/8 5/8” diámetro por 2.40 metros de altura 2. Conector, de bronce bronce tipo AB, para para varilla de 5/8 5/8” de diámetro 3. Conductor de puesta puesta a tierra según sección indicada en diagrama unifilar, es el el conductor que va al tablero. 4. Tapa registro de concreto. 5. Agregados (tierra de chacra tratada con sal industrial, bentonita sódica , cemento conductivo, etc.) ESQUEMA DE PUESTA A TIERRA HORIZONTAL (referencial)
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IV. PASOS PARA CONSTRUIR UN POZO A TIERRA: 1. En un espacio del R e s e r v o r i o o c i s t e r n a se hace una excavación, una especie de z a n j a d e aproximadamente 2.50 m de largo, 0.60 m de ancho por 0.60 m de profundidad. 2. Una vez lista la excavación, se coloca el electrodo de cobre de 2.40 m doblado en “L” en el lado horizontal tendrá una longitud de 2.00 m y el lado vertical en 0.40 m de longitud aproximadamente, teniendo cuidado que esté ubicado al centro del pozo. 3. Luego, se echa tierra de cultivo tamizada y tratada con sal industrial, bentonita sódica y cemento conductivo que cubra alrededor de la varilla, cubriendo la altura total del pozo. 4. En la parte de la superficie se recomienda colocar una bóveda con tapa, de tal forma que cubra el pozo a tierra. 5. En el extremo del electrodo que queda en la superficie se conecta el cable de puesta a tierra que viene del tablero, sujetada con conector tipo AB. El terreno donde se instalará el pozo a tierra debe estar limpio de piedras o basura para asegurar el buen funcionamiento del sistema. V.- CNE UTILIZACION SECCION 060 PUESTA A TIERRA Y ENLACE EQUIPOTENCIAL CNE U 060-002 Objetivo La PT y el enlace equipotencial sirven para: (a) Proteger y cuidar la vida e integridad física de las personas, daños a la propiedad, enlazando a tierra las partes metálicas; y (b) Limitar las tensiones en los circuitos cuando queden expuestos a tensiones superiores a su diseño; y (d) Limitar las sobretensiones por descargas atmosféricas; y (e) Facilitar la operación de equipos y sistemas eléctricos. 060-700 Electrodos de Puesta a Tierra (1) Un electrodo de puesta a tierra es: (a) Un sistema de tuberías metálicas de agua que tenga continuidad de conducción eléctrica y que se encuentre enterrada por lo menos a 600 mm bajo el piso terminado, y se extienda no menos de 3 m más allá de los extremos del edificio que recibe alimentación eléctrica; o (b) Un entubado metálico de pozo de agua que no sea menor de 75 mm de diámetro y se extienda al menos 15 m debajo de la cabeza del pozo. (c) Un electrodo artificial de puesta a tierra que cumpla con la Regla 060-702. CNE U 060-712 Resistencia de Electrodos El valor de la resistencia de la puesta a tierra debe ser tal que, cualquier m a s a no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a las permitidas y no debe ser > 25Ω Cuando un electrodo simple, consistente en una varilla, tubería o placa, tenga una resistencia a tierra mayor de 25 Ω, es necesario instalar un electrodo adicional a una distancia de por lo menos 2 m, o a una distancia equivalente a la longitud del electrodo; o se debe emplear cualquier otro método alternativo.
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VI. CALCULO DE LA RESISTENCIA A TIERRA Debe determinarse la resistencia de puesta a tierra en el lugar deseado. La resistividad del terreno (ρ) varía con la profundidad, el tipo y concentración de elementos químicos, el contenido de humedad y la temperatura del terreno. La presencia de agua superficial no indica necesariamente una baja resistividad. La Tabla A2-06 siguiente presenta valores de resistividad referenciales para diferentes tipos de terreno.
Las fórmulas para el cálculo de la resistencia de puesta a tierra son las siguientes:
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V.II CÁLCULO DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
Parámetros Para la Puesta a Tierra: Para el cálculo de la puesta a tierra, se ha considerado el procedimiento expuesto por La Asociación Electrotécnica del Perú y el Código Nacional de Electricidad Suministro. Para el diseño del sistema de tierra, se consideran las configuraciones usuales para estos tipos de diseño, para cada una de las cuales se determina el valor de resistencia utilizando las relaciones que se indican a continuación y las calculadas en campo.
- Considerando que el pozo a tierra será construido en un área donde predomina el Terr eno Normal Original con características de material cuaternario obteniéndose una resistividad de (50 Ω-m a 300 Ω-m). En donde la resistividad promedio es (175 Ω-m). A.1. POZO A TIERRA DE FUERZA EN BAJA TENSIÓN.
- De acuerdo al Código Nacional de Utilización- Electricidad. La resistencia máxima de la conexión a tierra de una red eléctrica no debe ser mayor a 25 ohm. Sin embargo de acuerdo a los términos de referencia para tener un factor de seguridad se especifica obtener un valor menor o igual a 15 ohm para la puesta a tierra para el Sistema de Fuerza. Y un valor menor o igual a 5 ohm para la puesta a tierra para el Sistema de Control . Para lo cual se ha considerado la siguiente expresión: Considerando un Terreno Tratado (Tierra negra de chacra y la aplicación de sal industrial, bentonita sódica y cemento conductivo) se considera su resistividad de 30 Ohm-m. Fórmula para el cálculo de la resistencia horizontal:
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Dónde:
a
:
Resistividad aparente del suelo (30
R: L: D: h:
-m)
Resistencia ( ) Longitud de la varilla (2.40 m) Diámetro de la varilla (0.016 m) Profundidad de la varilla instalada (0.60 m)
R
30 2 ( 3 . 14
2 . 40 )
Ln(
2 .40² 0.016x0.60
)
Remplazando valores tenemos: R 12 .72
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Valor obtenido para un pozo a tierra para el sistema de fuerza en disposición horizontal ESTOS VALORES SERÁN CONFIRMADOS EN OBRA.
A.2. POZO A TIERRA DE CONTROL Y TELEMETRIA
- Terreno Tratado (Tierra negra de chacra y la aplicación de triple dosis de cemento conductivo) su resistividad de 15 Ohm –m. Fórmula para el cálculo de la resistencia. De acuerdo al Código Nacional de Utilización- Electricidad. La resistencia máxima de la conexión a tierra de una red eléctrica no debe ser mayor a 25 ohm. Sin embargo de acuerdo a los términos de referencia para tener un factor de seguridad se especifica obtener un valor menor o igual a 5 ohm para la puesta a tierra para el Sistema de Control . Considerando un Terreno Tratado (Tierra negra de chacra y la aplicación de doble dosis de sal industrial, bentonita sódica y cemento conductivo) se considera su resistividad de 15 Ohm-m. Fórmula para el cálculo de la resistencia.
Dónde: a
R: L: D: h:
:
Resistividad aparente del suelo (30 -m) Resistencia ( ) Longitud de la varilla (2.40 m) Diámetro de la varilla (0.016 m) Profundidad de la varilla instalada (0.60 m) 5
R
15 2 ( 3 . 14
2 . 40 )
Ln(
2 .40² 0.016x0.60
)
Remplazando valores tenemos:
. R 6.36 Considerando 02 pozos en paralelo obtendremos una resistencia
. R 3.18
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Valor obtenido para un pozo a tierra para el sistema de fuerza en disposición horizontal ESTOS VALORES SERÁN CONFIRMADOS EN OBRA.
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