Hoja calculo puesta a tierra
Páginas: 25 (6033 palabras)
Publicado: 24 de marzo de 2012
14 - PROBLEMAS DE APLICACIÓN (continuación)
14.16 - Calculo de la red de puesta a tierra
El cálculo de la red de puesta a tierra de la estación inicia por la corriente que debe ser drenada al suelo (ver figura 14.16a), partiendo de la corriente de falla (a tierra) se debe descontar lo que drenan los cables de guardia (y las armaduras de los cables).
Frecuentemente estos datos no sonfáciles de lograr con suficiente precisión, es conveniente entonces iniciar el cálculo de la red de tierra para un valor de corriente que se adopta, fijemos 1 kA (ver figura 14.16b).
DATOS
Se estima también la resistividad del terreno a la espera de mejores datos, sea 100 ohm/m que corresponde a arcilla seca o humus seco.
área de la estación = 65 m * 25 m
perímetro = 180 m; diagonal = 70 mresistencia de la malla = 1.10 ohm
Hasta aquí se ha supuesto la ausencia de jabalinas, si se trata de jabalinas de 3 m de longitud, su resistencia es de 30 ohm, y si hay en total 12 a suficiente distancia una de otra (2 o 3 veces el largo, 9 m al menos entre cada dos).
resistencia de las jabalinas = 30 / 12 = 2.6 ohm
Si se considera el paralelo de ambas tierras se alcanzaría un valorde resistencia (ver figura 14.16c), la resistencia de la red con jabalinas será mayor que el paralelo pero menor que la resistencia de la sola malla superficial.
Se puede evaluar la corriente en las jabalinas, y se verifica que este drenaje no seque la tierra que rodea la jabalina, si esto ocurre la jabalina rodeada de tierra aislante perderá efectividad.
Tensiones de paso y de contacto sedeterminan fijando cierto mallado, en nuestro caso adoptamos 12 m * 9 m, lo que da 390 m de cable enterrado, y si las jabalinas drenan 300 A, la corriente drenada por unidad de longitud de dispersor horizontal será 1.8 A/m.
RESULTADOS
tensión de paso = 29 V
tensión de contacto = 126 V
tensión de paso en la diagonal = 92 V
Si la red debe drenar menos de 1000 A, los resultados logradosmuestran que no hay que preocuparse demasiado por mejorar los cálculos, si en cambio la corriente a drenar es mayor, y o las mediciones de resistividad del terreno son mayores que lo supuesto, el diseño deberá ser estudiado en detalle a fin de mantener bajo control los peligros asociados a la instalación.
14.17 - Planteo de una red de puesta a tierra
La red de tierra de la estación seconstruye para contener las tensiones de paso y de contacto en su interior y en su proximidad.
Es conveniente iniciar el proyecto utilizando fórmulas aproximadas y haciendo grandes simplificaciones.
Se debe proponer una red de tierra y evaluar sus características utilizando las fórmulas simples, indicando las hipótesis simplificativas.
Una de las formulas utilizadas es debida a Schwarz, yutiliza coeficientes K1 y K2 que se extraen de los gráficos (ver figura 14.17.1 y figura 14.17.2) y permiten calcular la resistencia de la red de tierra.
Rg = (R1 * R2 - R12^2) / (R1 + R2 - 2 * R12)
R1 = (rho1 / Pi l1) (ln(2 l1 / hp) + K1 (l1 / raíz(A) - K2)
R2 = (rhoa / 2 n Pi l2) (ln(8 l2 / d2) - 1 + 2 K2 (l2 / raíz(A) (raíz(n) - 1)^2)
R12 = (rhoa / Pi l1) (ln(2 l1 / l2) + K1 (l1 /raíz(A) - K2 + 1)
Siendo: rho1 = resistividad encontrada por los conductores a profundidad h; rhoa = resistividad aparente vista por las jabalinas (ohm / m); l1 = longitud total de los conductores de la red (m); l2 = longitud media de las jabalinas (m); hp = raíz (d1 * h) para conductores tendidos a profundidad h, o hp = 0.5 d1 para profundidad h = 0; A = área cubierta por la red (m2); d1 =diámetro de los conductores tendidos; d2= diámetro de las jabalinas (m); n = numero de jabalinas en el área A.
Para los coeficientes K1 y K2 se debe determinar la relación entre longitud y ancho de la red, frecuentemente del orden de 1 a 4, que se entra en el eje horizontal, y la profundidad comparada con la raíz del área, determina adoptar los valores A, B, o C (ver figura 14.17.1 y figura...
14.16 - Calculo de la red de puesta a tierra
El cálculo de la red de puesta a tierra de la estación inicia por la corriente que debe ser drenada al suelo (ver figura 14.16a), partiendo de la corriente de falla (a tierra) se debe descontar lo que drenan los cables de guardia (y las armaduras de los cables).
Frecuentemente estos datos no sonfáciles de lograr con suficiente precisión, es conveniente entonces iniciar el cálculo de la red de tierra para un valor de corriente que se adopta, fijemos 1 kA (ver figura 14.16b).
DATOS
Se estima también la resistividad del terreno a la espera de mejores datos, sea 100 ohm/m que corresponde a arcilla seca o humus seco.
área de la estación = 65 m * 25 m
perímetro = 180 m; diagonal = 70 mresistencia de la malla = 1.10 ohm
Hasta aquí se ha supuesto la ausencia de jabalinas, si se trata de jabalinas de 3 m de longitud, su resistencia es de 30 ohm, y si hay en total 12 a suficiente distancia una de otra (2 o 3 veces el largo, 9 m al menos entre cada dos).
resistencia de las jabalinas = 30 / 12 = 2.6 ohm
Si se considera el paralelo de ambas tierras se alcanzaría un valorde resistencia (ver figura 14.16c), la resistencia de la red con jabalinas será mayor que el paralelo pero menor que la resistencia de la sola malla superficial.
Se puede evaluar la corriente en las jabalinas, y se verifica que este drenaje no seque la tierra que rodea la jabalina, si esto ocurre la jabalina rodeada de tierra aislante perderá efectividad.
Tensiones de paso y de contacto sedeterminan fijando cierto mallado, en nuestro caso adoptamos 12 m * 9 m, lo que da 390 m de cable enterrado, y si las jabalinas drenan 300 A, la corriente drenada por unidad de longitud de dispersor horizontal será 1.8 A/m.
RESULTADOS
tensión de paso = 29 V
tensión de contacto = 126 V
tensión de paso en la diagonal = 92 V
Si la red debe drenar menos de 1000 A, los resultados logradosmuestran que no hay que preocuparse demasiado por mejorar los cálculos, si en cambio la corriente a drenar es mayor, y o las mediciones de resistividad del terreno son mayores que lo supuesto, el diseño deberá ser estudiado en detalle a fin de mantener bajo control los peligros asociados a la instalación.
14.17 - Planteo de una red de puesta a tierra
La red de tierra de la estación seconstruye para contener las tensiones de paso y de contacto en su interior y en su proximidad.
Es conveniente iniciar el proyecto utilizando fórmulas aproximadas y haciendo grandes simplificaciones.
Se debe proponer una red de tierra y evaluar sus características utilizando las fórmulas simples, indicando las hipótesis simplificativas.
Una de las formulas utilizadas es debida a Schwarz, yutiliza coeficientes K1 y K2 que se extraen de los gráficos (ver figura 14.17.1 y figura 14.17.2) y permiten calcular la resistencia de la red de tierra.
Rg = (R1 * R2 - R12^2) / (R1 + R2 - 2 * R12)
R1 = (rho1 / Pi l1) (ln(2 l1 / hp) + K1 (l1 / raíz(A) - K2)
R2 = (rhoa / 2 n Pi l2) (ln(8 l2 / d2) - 1 + 2 K2 (l2 / raíz(A) (raíz(n) - 1)^2)
R12 = (rhoa / Pi l1) (ln(2 l1 / l2) + K1 (l1 /raíz(A) - K2 + 1)
Siendo: rho1 = resistividad encontrada por los conductores a profundidad h; rhoa = resistividad aparente vista por las jabalinas (ohm / m); l1 = longitud total de los conductores de la red (m); l2 = longitud media de las jabalinas (m); hp = raíz (d1 * h) para conductores tendidos a profundidad h, o hp = 0.5 d1 para profundidad h = 0; A = área cubierta por la red (m2); d1 =diámetro de los conductores tendidos; d2= diámetro de las jabalinas (m); n = numero de jabalinas en el área A.
Para los coeficientes K1 y K2 se debe determinar la relación entre longitud y ancho de la red, frecuentemente del orden de 1 a 4, que se entra en el eje horizontal, y la profundidad comparada con la raíz del área, determina adoptar los valores A, B, o C (ver figura 14.17.1 y figura...
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