INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ZACATEPEC MATERIA: subestaciones eléctricas PROFESOR: Ing. José Alfonso santa camilo
Grupo: PA
Ingeniería electromecánica Integrantes del equipo:
Carpanta espinosa flaviano Trabajo a entregar:
Practica nº 2 sistemas de tierras
PRÁCTICA DE SISTEMAS DE TIERRAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
OBJETIVO DE LA PRÁCTICA
Conocer el funcionamiento de un sistema de tierras, los esquemas de conexión así como las partes que lo integran, y sus aplicaciones que puede tener dentro de las instalaciones eléctricas.
¿Qué es un Sistema de Puesta a Tierra?
Un ”Sistema de Puesta a Tierra”, o simplemente ”Tierra Física”, es un conjunto de elementos formados por electrodos, cables, conexiones, platinas y líneas de tierra física de una instalación eléctrica, que permiten conducir, drenar y disipar al planeta tierra una corriente no deseada. Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de artefactos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que sufran daño, tanto las personas como nuestros equipos, en caso de una corriente de falla.
Las funciones de un sistema de puesta a tierra son:
• Brindar seguridad a las personas.
• Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.
• Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación.
• Mejorar la calidad del servicio eléctrico, disipar la corriente asociada a descargas atmosféricas y limitar las sobre tensiones generadas.
Por estas razones, se recomienda que se realicen las instalaciones de puesta a tierra debido a que la corriente eléctrica siempre busca el camino de menor resistencia.
¿Por qué instalar un Sistema de Puesta a Tierra?
Se debe instalar un sistema de puesta a tierra porque ante una descarga atmosférica o un corto circuito, sin tierra física, las personas estarían expuestas a una descarga eléctrica, los equipos tendrían errores en su funcionamiento. Si las corrientes de falla no tienen un camino para disiparse, por medio de un sistema de
conexión correctamente diseñado, entonces éstas encontrarían caminos no intencionados que podrían incluir a las personas.
1. Seguridad Humana
2. Seguridad de los Equipos eléctricos ó electrónicos 3. Buen funcionamiento de los equipos
Otras razones de porqué instalar un sistema de Puesta a Tierra
• Estabilizar los voltajes fase a tierra en líneas eléctricas bajo condiciones de régimen permanente, por ejemplo, disipando cargas electrostáticas que se han generado debido a nubes, polvo, aguanieve, o la fricción de materiales o Maquinaria, etc.
• Una forma de monitorear la instalación del sistema de suministro de potencia.
• Para eliminar fallas a tierra con arco eléctrico persistente.
• Para asegurar que una falla que se desarrolla entre los embobinados de alto y bajo voltaje de un transformador pueda ser manejada por la protección primaria.
• Proporcionar una trayectoria alternativa para las corrientes inducidas y así minimizar el “ruido” eléctrico en cables.
• Proporcionar una plataforma equipotencial sobre la cual pueda operar correctamente el equipo electrónico.
Material y herramienta para realización de la práctica Varillas de cobre de 3/8 con una distancia de 1.50m de largo.
Agua (lo suficiente) Bentonita (lo suficiente) Palas y picos
Barretas mazos, martillos Cinceles
Conductor eléctrico cal. #10, cal. #11 y cal. #12 desnudos Megger (instrumento de medición).
Desarrollo de la práctica
Localizar un lugar (terreno) dentro del tecnológico de zacatepec para realizar las pruebas de sistema de tierras.
Después de haber encontrado el terreno se procede a revisar si el material y herramienta están completas para llevar acabo lo siguiente:
Enterramos la varilla 1 a una distancia de 10 cm sobre la tierra, en la cual se muestran 2 pruebas una prueba es que la varilla se la aplique agua y tomamos las mediciones con el megger y después de haber terminado la medición la misma varilla ahora se le aplica la bentonita y volvemos a tomar nuevamente la medición, como se mostrada en la Tabla 1. Con su respectivas grafica 1.1 y grafica 1.2 el cual muestra su comportamiento de la relación de la profundidad con la resistencia de la varilla.
Pruebas Descripción Profundidad Resistencia Prueba 1 Terreno húmedo (se le
aplico agua)
1.40m con un
°45
9.5 Ω /9.4 Ω /9.3 Ω /9.2 Ω /9.0 Ω Prueba 2 Se le agrego la bentonita 1.40m 7.7 Ω
Tabla 1
Grafica 1.1
Grafica 1.2
Para la varilla 2 3/8 y de longitud de 1.50m que se entierra 20cm más pero ahora sin aplicar agua y bentonita el terreno está seco y en la Tabla 2 nos muestra las siguientes mediciones y el comportamiento en la siguiente grafica 2.1
Varilla 2
Prueba Descripción Profundidad Resistencia
1 Terreno seco 20 cm 65Ω
Tabla 2
Grafica 2.1
Nota: solo que por las condiciones del terreno ya no se puedo enterrar más la varilla, y solo se tomaron estas mediciones con sus respectivas gráficas.
Nota: solo que por las condiciones del terreno ya no se puedo enterrar más la varilla, y solo se tomó esta medición.
Utilizamos una tercera varilla con el nombre de varilla 3 y realizamos las siguientes mediciones mostrados en la Tabla 4 Y Tabla 5 con sus respectivas graficas 4.1 y 5.1
RESISTENCIA PROFUNDIDAD
35.4 20
21 40
15.9 60
14.2 80
12.5 100
13.9 120
13.5 140
Tabla 4
Grafica 4
PRODUNDIDAD RESISTENCIA Ω
1.40m con un Angulo de 45° 107/110 Ω
1.40m con un Angulo de 90° 15.8 Ω
1.40m con un Angulo de 135° 12.4 Ω
1.40m con un Angulo de 180° 5.3 Ω
1.40m con un Angulo de 215° 8.3 Ω
1.40m con Angulo de 270° 12.1 Ω
1.40m con un Angulo de -45° 12.5 Ω
1.40m con un Angulo de 45° 12.9 Ω/13.1 Ω
Tabla 5
Grafica 5.1
Nota: todas las mediciones y conexiones con las varillas 1, 2, 3 se llevaron a cabo en distintos puntos del terreno.
Para esta siguiente medición tenemos una varilla ala que le llamaremos varilla 1 para esta prueba. Solo que se tomaron las mediciones sin bentonita y aplicando bentonita como se muestra en la Tabla 6
Configuración con una sola varilla 1 en el terreno seco
Prueba Descripción Resistencia [Ω]
1 Sin bentonita 24.3-24.5-25.5
2 Con bentonita 12.2
Tabla 6
Para la siguiente prueba utilizamos 2 varillas y hacemos la conexión en paralelo aplicándole bentonita y agua para después tomar las mediciones correspondientes y las mostramos en la siguiente Tabla 7
2 varillas en paralelo
Prueba Descripción Resistencia [Ω]
1 Una varilla tiene bentonita 8.2----8.3
2 El cable está enterrado y solo las varillas contienen agua
6.08----6.15
3 Toda la conexión contiene agua 5.95----6
Tabla 7
Ahora conectamos 3 varillas en paralelo como se muestra a continuación en la Tabla 8
Tres varillas en paralelo
Descripción Resistencia [Ω]
Solo una varilla tiene bentonita.
Ambas secciones de cable se encuentran húmedas y enterradas.
1 2
5.35 5.38
5.4 5.4
Tabla 8
Para la siguiente conexión que es en delta y tenemos la siguiente Tabla 9 en el cual muestra las características siguientes.
