pararrayos

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
ZONA POZA RICA– TUXPAN
“INGENIERIA APLICADA PARA LA SELECCIÓN DE
PARARRAYOS Y SISTEMAS DE TIERRA”

TESINA
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICISTA

PRESENTA:

MARCOS ISAURO RAMÍREZ ROCHA

DIRECTOR DE TRABAJO RECEPCIONAL:

ING. CARLOS ALARCON ROSAS

POZA RICA DE HGO., VER.

INDICE
NOMENCLATURA
INTRODUCCIÓNCAPITULO I
Justificación

3

Naturaleza, sentido y alcance del trabajo

4

Enunciación del tema

5

Explicación de la estructura del trabajo

6

CAPITULO II
Planteamiento del tema de la investigación

8

Marco contextual

9

Marco teórico:
1.0

Descargas atmosféricas

11

1.1.

Teorías sobre la formación de descargas atmosféricas

11

1.2.

Características de las descargas atmosféricas

16

1.3.Campos eléctricos

18

1.4.

Formación y producción de descargas

21

1.5.

Estructura eléctrica de una tormenta

23

1.6.

Diferencia de potencial en las descargas atmosféricas

24

1.7.

Longitud de las descargas atmosféricas

25

1.8.

Otras magnitudes energéticas

25

1.9.

Daños que pueden causar

26

1.10. Generalidades sobre efectos del rayo

27

1.11. Consecuencias térmicas del rayo

271.12. Consecuencias dinámicas del rayo

29

1.13. Efectos químicos

29

1.14. Conclusiones de las teorías sobre la formación del rayo 30

2.0

Tipos de pararrayos existentes

31

2.1

Generalidades de los pararrayos

31

2.2

Estructura de una instalación de pararrayos

36

2.3

Pararrayos Franklin

43

2.4

Pararrayos Melsens

44

2.5

Pararrayos pasivos

46

2.6

Pararrayos de jaula

46

2.7Pararrayos Activos

46

2.8

Pararrayos radioactivos

47

2.9

Pararrayos de efecto corona

50

2.10 Pararrayos Magnetizados

52

3.0

53

Diseño del sistema de Protección

3.1.

Consideraciones para el diseño

3.2.

Diferentes tipos de edificios a considerar en

53

protección contra descargas atmosféricas

53

3.3.

Especificaciones

55

3.4.

Diseño del sistema de protección

70

3.5.

Diseño delsistema en base a las instalaciones

74

4.0

Sistemas de tierra

84

4.1

Estudio de la resistividad del terreno

84

4.2

Definiciones de sistemas de tierra

87

4.3. Revisión del sistema de tierras

89

4.4 Clasificación de los sistemas de tierra

90

4.5. Componentes básicos

92

4.6 Materiales empleados en la red de tierras

93

4.7 Características del sistema de tierra

97

4.8 El problemabásico del aterrizado seguro

98

4.9 Condiciones desfavorables para los sistemas de tierra

99

4.10 Efectos de Recierres

100

4.11 Tensión de paso

100

4.12 Factores que intervienen para elegir un buen sistema
De tierras

101

4.13 Selección de las redes de tierra

102

4.14 Sistemas de tierras profundas

105

4.15 Sistemas de tierra EP-C

106

4.16 Sistemas de tierra en placa

106

4.17 Otrossistemas de tierra

106

5.0

Factores importantes para el diseño de red de tierras 110

5.1

Recomendaciones practicas para la medición de la
resistividad del terreno en área donde se construirá una
subestación

110

5.2

Efectos de gradiente de voltaje

114

5.3

Efectos de la Humedad

114

5.4

Efectos del contenido Químico

115

5.5

Efecto de la temperatura

117

5.6

Métodos de reducción devalores de resistencia y
resistividad del terreno

117

5.7 Efectos de la temperatura sobre la resistividad del terreno 117
5.8

Resistividad de distintos materiales

122

6.0

Calculo del Sistema de tierras

126

CAPITULO III
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
APENDICES

141
142
143
187

INTRODUCCÓN
En el diseño y proyecto de las instalaciones destinadas al suministro o a la
utilización de laenergía eléctrica, una de las mayores preocupaciones de los
ingenieros de diseño ha sido como conectar a tierra los equipos eléctricos de
una manera segura y apropiada.

Este problema existe en todos los campos de la ingeniería eléctrica desde las
bajas corrientes a tierra de los equipos electrónicos de estado sólido, hasta las
altas corrientes a tierra de las grandes subestaciones en extra alta...