Sistema de tierras 1. Selección del Puente de Unión Principal del Sistema. Art. 250.28 El tamaño nominal del conductor del Puente de Unión Principal del Sistema no debe ser menor a lo especificado en la tab. 250-66 En caso de no tener un área mayor a 557 mm2 de cobre o 886 mm2 de Aluminio, el puente no debe tener una menor al 12.5% del área del mayor conductor de fase. Nuestro alimentador principal está formado de la siguiente manera: Calibre del Alim. Ppal. AWG o KCM Núm. de Hilos por Fase Tipo de conductor Área x Cond. mm2 Suma de áreas mm2 12.5% 500 2 Cu 253 506 No Aplica Área Conductor del Puente de unión del sistema AWG o KCM mm2 2/0 AWG 67.43 2. Selección del conductor del electrodo de puesta a tierra. Art. 250.66 El tamaño nominal del conductor del electrodo de puesta a Tierra no debe ser menor a lo especificado en la tab. 250-66. Y aunque no aplica la regla del 12.5% como en el punto anterior, seguiremos el mismo método de cálculo calcular este conductor, por tanto, se seleccionó: Conductor del Puente de unión del sistema AWG o KCM mm2 2/0 AWG 67.43 Aplicando la tabla 250-66 C. Calderón 211-A, Col. El Trabajo, C.P.20180, Aguascalientes, Ags. Teléfono; (449) 107 9114; email: [email protected] RFC. DIVC940224DS6, Reg. Patronal: A0184086104, REPSE: 22991 3. Selección del conductor de puesta a tierra del equipo. Art. 250-122 Este conductor no debe ser menor a lo especificado en la tabla 250-122, además tomaremos en cuenta los siguientes criterios: 1. Se instalará al menos un conductor de puesta a tierra por canalización. 2. Se compensará el calibre del conductor por caída de tensión. 3. Cuando un grupo de circuitos compartan la misma canalización se utilizará el dispositivo de sobrecorriente mayor para la selección de este conductor. En base al cálculo se tiene un conductor 6F-500 KCM (2x Fase) sobre una canalización de charola eléctrica tipo escalera de 12” (305mm), y una protección termomagnética de 3X800A, por lo que se usará la siguiente tabla: Circuito Int. Ppal Conductor de carga No. Capacidad AWG o KCM Ampacidad Material Turbina GT333 800 2x500 1240 Cu C. Calderón 211-A, Col. El Trabajo, C.P.20180, Aguascalientes, Ags. Teléfono; (449) 107 9114; email: [email protected] RFC. DIVC940224DS6, Reg. Patronal: A0184086104, REPSE: 22991 Conductor de puesta a tierra del equipo AWG o KCM mm2 1/0 AWG 53.50 4. Red de tierras En México, en el tema de electricidad estática en los centros de trabajo, por condiciones de seguridad, publicado en la NOM022-STPS-2015, la cual exige que se realicen mediciones una vez al año de resistencia a tierra de los electrodos de puesta a tierra de los equipos que producen electricidad estática, Los valores exigidos son: Electrodos de puesta a tierra Resistencia (Ω 0 a 10 Ω Y referenciado al sistema eléctrico, estará acorde con el art. 924-23, el cual nos refiere al art. 921-25 (b), en donde la resistencia eléctrica del sistema total de tierras debe cumplir al menos con los siguientes valores: Para obtener estos valores usaremos uno de los electrodos de puesta a tierra permitidos en el art. 250-52 3), electrodo recubierto en concreto. Este electrodo recubierto debe consistir de al menos 6.00 metro de los indicado en (1) o (2): (1) Una o más barras o varillas de refuerzo de acero desnudas o galvanizadas con zinc u otro recubrimiento eléctricamente conductor, de no menor de 13 milímetros de diámetro e instaladas en una longitud continua de 6.00 metro, o por varias piezas conectadas entre sí por conductores de amarre de acero, por soldadura exotérmica, soldadura autógena o eléctrica, u otros medios efectivos para crear una longitud de 6.00 metro o mayor. Lo cual cumple de acuerdo al diseño de la zapata estructural como refuerzo de la estructura, dicho armado suma los 6 metros como mínimo permitidos, siendo esta columna como electrodo de puesta a tierra. (2) Conductor desnudo de cobre tamaño no menor que 21.2 mm2 (4 awg). Se realizará de esta manera para el caso de este proyecto, siendo el conductor de puesta a tierra 6m enterrado directamente en tierra y conectado a la zapata o varillas de refuerzo a través de un conector mecánico permitido, así como se ve en la siguiente imagen: C. Calderón 211-A, Col. El Trabajo, C.P.20180, Aguascalientes, Ags. Teléfono; (449) 107 9114; email: [email protected] RFC. DIVC940224DS6, Reg. Patronal: A0184086104, REPSE: 22991 Este método emplea el concreto de las edificaciones como sistema de dispersión y columnas como bajante. La columna de acero de la estructura del edificio se une un conductor desnudo a través de una unión exotérmica y a su vez el conductor se une a las varillas de refuerzo de la zapata. Existen numerosos aspectos constructivos de los cimientos de una edificación que brindan las características deseadas de un sistema de dispersión, entre las mismas se encuentran: Se extienden en grandes áreas. Las cimentaciones tipo zapata se encuentran enterradas. El peso de la misma estructura, garantiza un adecuado contacto con el terreno. Existe una gran cantidad de acero dentro de los cimientos. Todas las columnas se encuentran interconectados de forma efectiva. El concreto sirve como aditivo reductor de la resistencia de la puesta a tierra y adicionalmente brinda protección contra la corrosión a las barras de acero. Estableciendo claramente que el sistema es un método práctico de puesta a tierra para salvaguardar al público y a los operarios del daño que pudiera causar el potencial eléctrico en las líneas de servicio público de energía eléctrica. También se considera, por el tipo de sistema un generador instalado permanentemente, de acuerdo al art. 250-35, se instala un conductor de puesta a tierra que proporcione una trayectoria eficaz para la corriente de falla a tierra hasta el primer medio de desconexión, en este caso el tablero principal de distribución. b) Sistema derivado no separado Si el generador no es un sistema derivado separado y el dispositivo de protección contra sobrecorriente no es parte integral del ensamble: Se debe instalar un puente de unión del lado fuente entre la terminal de puesta a tierra de equipos en el generador y la terminal, barra o barra principal de puesta a tierra de equipos del medio de desconexión. El calibre del conductor debe estar de acuerdo al 250-102 c), basados en el calibre de los conductores de salida del generador. Por lo que se puede considerar como la siguiente imagen: C. Calderón 211-A, Col. El Trabajo, C.P.20180, Aguascalientes, Ags. Teléfono; (449) 107 9114; email: [email protected] RFC. DIVC940224DS6, Reg. Patronal: A0184086104, REPSE: 22991 C. Calderón 211-A, Col. El Trabajo, C.P.20180, Aguascalientes, Ags. Teléfono; (449) 107 9114; email: [email protected] RFC. DIVC940224DS6, Reg. Patronal: A0184086104, REPSE: 22991 5. Cálculo de resistencia a tierra Para el cálculo de resistencia a tierra deberemos primero seleccionar el tipo de terreno para conocer la resistividad del mismo. Utilizaremos la siguiente tabla: La resistencia a tierra de cualquier sistema de electrodos de puesta a tierra, teóricamente puede ser calculada por fórmulas basadas en la siguiente fórmula general: 𝑅=ρ 𝐿 𝐴 R = Resistencia de tierra ρ = Resistividad del terreno en 0hms-m L = Es la longitud en metros A = Área de la sección transversal en m2 C. Calderón 211-A, Col. El Trabajo, C.P.20180, Aguascalientes, Ags. Teléfono; (449) 107 9114; email: [email protected] RFC. DIVC940224DS6, Reg. Patronal: A0184086104, REPSE: 22991 Empleando la siguiente para alambre horizontal enterrado, obtenemos: ρ 4𝐿 4𝐿 𝑆 𝑆2 𝑆4 𝑅= (ln + ln −2+ − + −⋯) 4𝜋𝐿 𝑎 𝑠 2𝐿 16𝐿2 512𝐿4 𝑅 = Resistencia del sistema de tierra [Ω] 𝜌 = Resistividad del Terreno [Ω cm] 𝐿1 = Longitud del conductor [cm] 30000.0 600 𝐿2 = Longitud del total de varillas [cm] 600 L = Longitud del total [cm] 2400 a = Radio del conducto [cm] 0.531 𝑠 = profundidad del conductor [cm] 90.0 𝑅 = 4.06 Ω La resistencia es de 4.06 Ω la cual está por debajo de acuerdo a lo establecido en la NMX-J-549 ANCE-2005, donde se nos establece que el límite es de 10 Ω. Las ventajas de tener una baja resistencia son las siguientes: - Evitar tensiones peligrosas entre estructuras, equipos y el terreno durante cortocircuitos a tierra o en condiciones normales de operación. Evitar descargas eléctricas peligrosas en las personas, durante condiciones normales de funcionamiento. Proporcionar un camino a tierra para las corrientes inducidas. Este camino debe ser lo más corto posible. Ingeniero Responsable: Ing. Cristian Neftalí Díaz Vázquez Ced. Prof. 12364137 C. Calderón 211-A, Col. El Trabajo, C.P.20180, Aguascalientes, Ags. Teléfono; (449) 107 9114; email: [email protected] RFC. DIVC940224DS6, Reg. Patronal: A0184086104, REPSE: 22991
