Energia electrica

Diseño de redes de tierra
Introducción
Uno de los aspectos principales para la protección contra sobre tensiones en las subestaciones es la de disponer de una red de tierra adecuada a la cual se conectan los neutros de los aparatos, los pararrayos, los cables de guarda, las estructuras metalicas, los tanques de de los aparatos y todas aquellas otras partes metálicas que deben estar a potencial detierra.
1. Necesidad de la red de tierra
En las subestaciones la necesidad es de cumplir con las siguientes funciones:
* Proporcionar un circuito de muy baja impedancia para la circulación de las corrientes de tierra, ya sea que se deban a una falla de cortocircuito o a la operación de un pararrayo.
* Evitar que durante la circulación de estas corrientes de tierra, puedan producirsediferencia de potencial entre distintos puntos de la subestación, significando un peligro para el personal.
* Facilitar, mediante sistemas de relevadores, la eliminación de las fallas a tierra en los sistemas eléctrico.
* Dar mayor confiabilidad y continuidad al servicio eléctrico.

a) Limites de corrientes tolerables por el cuerpo humano
El umbral de percepción que acepta generalmente es de1miliampere
La ecuación que liga los parámetros de intensidad de corriente tolerable y el tiempo que puede tolerar un organismo es:
Ik=0.0135
Resulta Ik = 0.116t
Donde I es el valor efectivo de la corriente que circula por el cuerpo en amperes y t es el tiempo de duración del choque eléctrico en segundos,.0.0135es una constante de energía.
El valor de resistencia del cuerpo humanoRc es variable. Recomendándose tomar 1 000 ohms para resistencias entre los dos pies y entre pies y manos.
Las diferencias de potencial tolerables se determinan de acuerdo con tensiones de paso, y de contacto.
Epaso=0.116+0.7ρst
Econtacto=0.116+0.17ρst
b) Disposiciones básicas de las redes
Para las redes de tierra se han considerado básicamente 3 sistemas
* Sistema radial
* Sistema deanillo
* Sistema de red
El sistema de red es el más usado actualmente, consiste en una malla formada por cables de cobre aprox.40 AWG conectada atraves de electrodos de varilla de fierro (ala cual se le adhiere una lamina de cobre, este cobre esta soldado sólidamente y en forma continua a la varilla de
fierro) a las partes más profundas para buscar zonas de menor resistividad. Este sistemaes el más eficiente.
2) Elementos de las redes de tierra
* Conductores
* Electrodos
* Electrodos para pararrayo: conjunto de electrodos que se instalan sobre la parte mas elevada de las estructuras de una subestación para protegerlas de las posibles descargas directas de los rayos. Dichos electrodos están fabricados con tramos de tubo de fierro galvanizados de unos 40mm de diámetros y3m de largo atornillados a la estructura de la subestación, y cortados en bisel en su parte superior para producir el efecto de la punta.
* Conectores y accesorios: nos sirven para unir a la red de tierras los electrodos de profundos, la estructuras, los neutros de los bancos de transformadores etc.los conectores utilizados en las redes de tierra son:
* Conectores atornillados
*Conectores a presión
* Conectores soldados
3) factores considerados en el diseño
a) Características del terreno: para determinar las características del suelo, normalmente se obtienen muestras hasta una profundidad razonable que pueda permitir juzgar de la homogeneidad y condiciones de humedad. Para determinar la resistividad eléctrica es conveniente hace mediciones que deben incluir datos sobretemperatura y condiciones de humedad en el momento de efectuarlas, tipo de terreno, profundidad de la medición y concentración de sales en el suelo.
Resistividad medida del terreno

Tipo de terreno | resistividad en ohms-metro |
Tierra organica mojada | 10 |
Tierra humeda | 10 al cuadrado |
Tierra seca | 10 al cubo |
Roca solida | 10 la cuarta |

b) Corrientes máximas...