CT Instalación de puesta a tierra - instalaciones eléctricas de media

Grado de Ingeniería Eléctrica
3er curso
Profesor: Miguel López García


La corriente de defecto que puede originarse
en un CT fluye al terreno a través de la toma
de tierra.
La resistividad del terreno es relativamente
alta, pero al ser la sección efectiva del mismo
muy grande, la resistencia llega a hacerse
muy pequeña:
𝑅 = 𝜌 𝑙�𝑠
La resistividad expresada en Ohmios
por m2 de sección y m de longitud
coincide con la resistencia entre caras
de un cubo de 1 m de lado.

Por otro lado, en el paso del electrodo a la
tierra, la sección esta determinada por la
forma del electrodo elegido:

La resistividad de los terrenos también varía
según su propia naturaleza:


En CT MT/BT de menos de 30kV e intensidad de
cortocircuito menor de 16kA, no es necesario medir
la resistividad del terreno.
En caso de hacerlo se propone el método Wenner:




La corriente mana de la pica y
se extiende por el terreno.
La sección de cada capa es
mayor y, por tanto su
resistencia decrece.
Si multiplicamos la resistencia
por la intensidad (U=IR),
obtenemos la caida de tensión
en las sucesivas capas.
A distancia infinito, tanto la
resistencia como la caida de
tensión son 0.




En función de la distancia
radial al electrodo, cada punto
del terreno tiene un potencial
que decrece con la distancia.
Habitualmente, el potencial
llega a 0 a unos 20 o 30 m del
electrodo.
Esta disposición provoca que
entre dos puntos separados 1
metro aparezca una diferencia
de potencial Up que puede
llegar a ser peligrosa.
Del mismo modo, aparece una
tensión Uc entre el suelo, y
cualquier punto conectado al
electrodo.


Las tensiones Up y Uc pueden
dar lugar a intensidades a
traves del cuerpo de personas
que entren en contacto con las
superficies en tensión.
La tensión Uc es más peligrosa
ya que atraviesa órganos
vitales.

Tension de contacto:
◦ Máxima:
◦ Máxima aplicable al cuerpo humano:

Tensión de paso:
◦ Máxima aplicable:
◦ Máxima aplicable al cuerpo humano:
𝑅𝑠 = 3 ∙ 𝜌𝑠
𝑅𝐻 = 1000Ω
• Procedimiento UNESA:
• Sistemas de puesta a tierra:
• Puesta a tierra de protección: Partes metálicas interiores
del CT que normalmente están sin tensión:
• Carcasas de transformadores.
• Chasis y bastidores de los aparatos de maniobra.
• Envolventes de la aparamenta MT.
• Armarios con aparatos y elementos BT.
• Pantallas cables MT.
• No se conectan los elementos metálicos accesibles
desde el exterior.
• Puesta a tierra de servicio: Puntos que forman parte de los
circuitos de MT y BT.
• Neutro del secundario en BT.
• En los transformadores de medida, uno de los bornes
de cada secundario.
• El punto de cierre de los seccionadores de puesta a
tierra.

Electrodos disponibles:
Cuadrados y rectángulos de cable enterrado horizontalmente sin picas.
Cuadrados y rectángulos de cable enterrado con 4 u 8 picas.
Linea de cable enterrado con 2, 3, 4, 6 u 8 picas.
En todos los casos, se consideran profundidades de 0,5 y 0,8 metros y longitudes de
pica de 2, 4, 6, u 8 m.
◦ El cable será cobre desnudo de 50mm2 de sección y las picas de 14mm de diametro.
◦
◦
◦
◦


Habitualmente se podrá utilizar la excavación de los cimientos para
alojar la instalación de tierra. Si el subsuelo está ocupado, se puede
recurrir a las instalaciones en hilera.
Si la geometría no coincide exactamente con la de las tablas, bastará
con seleccionar el electrodo de dimensiones inmediatamente
inferiores.

Mallado interior:
◦ En el suelo del CT se instalará un mallado electrosoldado, con redondos de 4mm
formando una retícula de 0,3x0,3 m, embebido en el suelo de hormigón y a una
profundidad de 0,10m.
◦ El mallado se conectará en 2 puntos al electrodo de puesta a tierra de protección del
CT.


Con esta configuración, no pueden aparecer tensiones de paso ni de
contacto en el interior del CT.
En el caso de CT en poste, se colocará una losa de hormigón de
20cm de espesor que cubra hasta 1,20m de las aristas exteriores de
la cimentación de los apoyos. Dentro de la losa y hasta 1m de las
aristas exteriores, se dispondrá un mallazo de las mismas
características. El mallazo se conectará a tierra en dos puntos junto
con el poste, la caja del transformador, los soportes, etc.

Corriente máxima de cortocircuito
◦ Con neutro aislado:

Corriente máxima de cortocircuito
◦ Con neutro a través de impedancia Ze:


Durante el paso de corriente de defecto, aparece una sobretensión
entre las envolventes y los soportes y los elementos de BT que
contienen.
Por tanto, los elementos de BT deben ser capaces de soportar dicha
tensión:


Las tensiones Ubt
normalizadas son de
4000, 6000, 8000 y
10000 V.
La recomendada es
10000V.

Consideraciones de seguridad:
◦ No pueden aparecer tensiones de contacto ni de paso en el interior del CT.
◦ La tensión de paso de acceso es equivalente a la tensión de contacto exterior máxima.
◦ En l caso de electrodos longitudinales colocados frente a los accesos del CT, no debe
considerarse tensión de paso de acceso y contacto exterior.
◦ Si el electrodo se ubica lejos de los accesos, deberá considerarse como tensión de
paso de acceso y contacto exterior, la tensión de defecto Ud.

Los electrodos de las tierras de servicio y protección pueden inducir
tensiones el uno en el otro si no se separan adecuadamente:

Sistema de tierras separadas:
◦ Las tensiones de defecto pueden alcanzar valores muy superiores a las tensiones de
servicio de BT.
◦ El neutro de BT suele estar conectado a la puesta de tierra de servicio.
◦ Debe evitarse, por tanto, que la tensión de defecto en el electrodo de servicio sea
mayor de 1000V.
◦ La distancia mínima entre electrodos para no sobrepasar los 1000V se calcula con la
siguiente fórmula:
◦ La puesta a tierra se protegerá mediante un interruptor diferencial de 650mA. Por
tanto, la resistencia de puesta atierra debe ser menor de 37 Ohm para conseguir que
el defecto no produzca tensiones de más de 24V.

Sistema de tierras reunidas:
◦ En el caso en que se opte por tierras reunidas, la tensión de defecto no podrá superar
los 1000V.
◦ Este valor implica valores de Rt muy bajos.