PAT_2015_6_Metodo de calculo IEEE 80

1
PUESTA A TIERRA EN
INSTALACIONES DE ALTA TENSIÓN
Parte 6 – Método de cálculo
Norma IEEE-80/2000
FERNANDO BERRUTTI
AÑO 2015
Método norma IEEE-80

El terreno presenta resistividad uniforme.

Los cálculos de tensión de contacto y
paso que aparecen durante un
defecto son aproximaciones para los
cuadrados más “externos” de la grilla.

La distribución de corriente es uniforme.
2
(1)
Método norma IEEE-80
3
(2)
(3)
(4)
(10)
(5)
(9)
(6)
(8)
(7)
(11)
Método norma IEEE-80

Primer punto: modelado del terreno.

Segundo punto: dimensionado de los
conductores de la malla de tierra.
A mm2
t c αrρr 10 4
TCAP
I
  Tm  Ta 

Ln1  
  K 0  Ta 
4
Método norma IEEE-80

Tercer punto: cálculo de corrientes
admisibles.
E paso_adm
k
 1000  6C Sρ S 
ts
E toque_adm
k
 1000  1.5 C Sρ S 
ts

ρ
0.09  1  
ρS 

CS  1 
2hs  0.09
k  0.116 peso 50kg
k  0.157 peso 70kg
5
(1)
Método norma IEEE-80
6
(2)
(3)
(4)
(10)
(5)
(9)
(6)
(8)
(7)
(11)
Método norma IEEE-80

Cuarto punto: diseño físico de la malla
7
Método norma IEEE-80

Cuarto punto: diseño físico de la malla
8
Método norma IEEE-80

Quinto, sexto y séptimo punto

(5)
1

1 
1
1 

R g  ρ 


L
20A
1

h
20/A




(6)
IG  CP  S f  D f  I f

(7)
R g  I G  E toque_adm
9
Método norma IEEE-80
10
(1)
Método norma IEEE-80
11
(2)
(3)
(4)
(10)
(5)
(9)
(6)
(8)
(7)
(11)
Método norma IEEE-80

Octavo y noveno punto
ρIGK mK i
Em 
 E toque_max
LM
ρIGK sK i
Es 
 Epaso_max
LS
12
Método norma IEEE-80

Octavo y noveno punto
Max (Es)
Max (Em)
13
Diseño sencillo:
MPAT Puesto de Conexión 31.5kV
14
Tensión en la superficie
15
Tensión de mesh (toque)
16
Método norma IEEE-80
17
ρIGK mK i
Em 
 E toque_max
LM
ρIGK sK i
Es 
 Epaso_max
LS

: resistividad aparente del terreno.
 IG:

corriente que circula por la malla.
Ki = 0.644 + 0.144n (factor de irregularidad)
Tensión de contacto
ρIGK mK i
Em 
 E toque_max
LM

Para mallas con pocas jabalinas (o sin
jabalinas).
LM  L C  LR
 LC:
Longitud de conductor horizontal.
 LR:
Sumatoria de longitud jabalinas.
18
Tensión de contacto
19
ρIGK mK i
Em 
 E toque_max
LM

Para mallas con jabalinas en las
esquinas y a lo largo del perímetro.


Lr


L M  L C  1.55  1.22
 L 2 L 2

Y
 X


L
 R

 L r:
Longitud individual de una jabalina.
 LX:
Longitud máxima de malla en eje x.
 LY :
Longitud máxima de malla en eje y.
Tensión de contacto
20
2
2



1
D
(D  2h)
h  K ii
8
Km 

   Ln
Ln

2   16hd
8Dd
4d  K h  (2n  1) 

D: Separación máxima entre conductores paralelos.

h: Profundidad de entierro de la malla (sin considerar
la capa de piedra partida).

d: Diámetro de los conductores.

Kii: 1  para mallas con jabalinas en el perímetro.
 1/(2n)(2/n) para malla con pocas o sin jabalinas.
Tensión de contacto
21
2
2



1
D
(D  2h)
h  K ii
8
Km 

   Ln
Ln

2   16hd
8Dd
4d  K h  (2n  1) 
Kh  1  h
h0
h0  1m

n = factor geométrico = nA x nB x nC x nD.

nA = 2LC/LP en todos los casos.

nB = 1 para mallas con forma cuadrada.

nC = 1 para mallas con forma rectangular.

nD = 1 para mallas rectangulares, cuadradas y con
forma de “L”.
Tensión de contacto
22
2
2



1
D
(D  2h)
h  K ii
8
Km 

   Ln
Ln

2   16hd
8Dd
4d  K h  (2n  1) 
Kh  1  h

h0
h0  1m
n = factor geométrico = nA x nB x nC x nD.
LP
nB 
4 A
 LX L Y 
nC  

 A 
0.7 A
L X L Y
nD 
Dm
2
LX LY
2
Tensión de contacto
23
2
2



1
D
(D  2h)
h  K ii
8
Km 

   Ln
Ln

2   16hd
8Dd
4d  K h  (2n  1) 
LC: longitud total de conductor horizontal
enterrado.
 LP: longitud total de la periferia de la malla.
 A: área de la malla (m2).
 LX: La máxima longitud de la malla en dirección X.
 LY: La máxima longitud de la malla en dirección Y.
 Dm: La máxima distancia entre dos puntos
cualesquiera de la malla.

Todas las longitudes se expresan en metros.
Tensión de paso
24
ρIGK sK i
Es 
 Epaso_max
LS

: resistividad aparente del terreno.
 IG:
corriente que circula por la malla.

Ki = 0.644 + 0.144n (factor de irregularidad).

Longitud efectiva (LS):
L S  0.75L C  0.85L R
Tensión de paso
25
ρIGK sK i
Es 
 Epaso_max
LS
11
1
1
n 2 
Ks   
 (1  0.5 )
  2h D  h D


n: factor geométrico.

D: separación máxima entre conductores.

h: profundidad de entierro malla (sin
considerar capa de piedra partida).
Método norma IEEE-80
26
ρIGK mK i
Em 
 E toque_max
LM
ρIGK sK i
Es 
 Epaso_max
LS

Si se cumplen estas condiciones, finaliza el
cálculo de la malla  consideraciones
constructivas (11).

Si no se cumple, se debe proponer un
nuevo diseño de malla de tierra y evaluar
(5).