Source: https://www.scribd.com/doc/205202516/AVO-MULTIAMP-Medicion-de-Tierras
Timestamp: 2019-01-17 04:49:05+00:00

Document:
“Medicion de la Resistencia de Tierra”
Un Manual practico sobre
Sistemas eléctricos de tierra Resistividad de la tierra
Nada es tan común o disponible abundantemente en todo el mundo como el suelo terrestre. Tenemos más aptitud para pensar acerca de la tierra como algo que sirve para plantar, o para ser excavada para realizar la cimentación de los edificios. Aun así, también tiene una propiedad eléctrica conductividad, (o resistencia baja) que es usada diariamente en plantas industriales y sistemas eléctricos. Hablando ampliamente, “La Resistencia de Tierra” es la resistencia del suelo al paso de la corriente eléctrica. Realmente, la tierra es un conductor relativamente malo en comparación con conductores normales como el alambre de cobre. Pero si el área para un camino de corriente es lo suficientemente grande, la resistencia puede ser bastante baja y la tierra puede convertirse en un buen “conductor”. La medición de la resistencia de la tierra se hace de dos formas para dos importantes aplicaciones en campo: 1. Determinar la efectividad de postas a tierra y las conexiones que se emplean en los sistemas eléctricos para proteger al personal y al equipo. 2. Determinar buenas tierra (baja resistencia) u obtener valores de resistencia que pueden dar información específica sobre lo que se encuentra debajo de la superficie de la tierra (como la profundidad a la presencia de un suelo rocoso.) No es el propósito de este manual profundizar demasiado en la teoría y matemáticas del tema. Como se indica en la biographia al final, existen muchos libros excelentes y artículos que lo cubren. Más bien, lo que aquí se encuentra, es un lenguaje sencillo para que lo pueda entender fácilmente el usuario. Con años de experiencia en el suministro de instrumentos para las pruebas involucradas, AVO International puede proporcionar muchos consejos prácticos para ayudarle a realizar pruebas específicas y estaremos gustosos de recibir cualquier llamada, para comentar su problema.
El probador de tierra digital MEGGER DET5/4R es un instrumento confiable capaz de medir la resistencia de tierra de sistemas de electrodos simples y complejos.
El probador de tierra MEGGER DET62D de tres terminales es un instrumento económico con autrango duplay digital y 40 V de tolerancia ruidosa.
Introducción ........................................................................................................................2 Seguridad ............................................................................................................................6 Sección 1 - Medición de resistencia de tierra para sistemas de aterrizaje eléctricos. Tres factores que pueden modificar su resistencia de tierra “mínima”..............................8 Algunas definiciones básicas..............................................................................................8 Factores que influyen en los requerimientos para un sistema de aterrizaje bueno ............9 Valores máximos del código eléctrico nacional ..............................................................11 Naturaleza de un electrodo eléctrico ................................................................................12 Resistencia del electrodo ..................................................................................................12 Resistencia del contacto a tierra del electrodo ................................................................12 Resistencia de la tierra circundante ..................................................................................12 Principios involucrados en la prueba de resistencia de tierra ..........................................13 Métodos de prueba básicos para resistencia de tierra ......................................................17 Método directo..................................................................................................................17 Método de caída de potencial ..........................................................................................18 Efectos de ubicaciones de prueba de referencia distintos ................................................19 Distancia mínima de C ....................................................................................................19 Prueba de caída de potencial simplificada ......................................................................21 Algunas reglas de pulgar en el espaciamiento de P y C ..................................................21 Tabla I - Guía para la ubicación aproximada de las sondas de referencia ......................22 Como mejorar la resistencia a tierra ................................................................................24 Efecto del tamaño de la varilla ........................................................................................24 Uso de varillas múltiples ..................................................................................................26 Tratamiento de la tierra ....................................................................................................26 Sección II - Resistividad de la tierra ................................................................................29 Como se mide la resistividad de la tierra ........................................................................29 Ejemplo practico del método de prueba ..........................................................................30 El tipo de tierra afecta la resistividad ..............................................................................31 Tablas II y III Resistividad de distintas tierras ................................................................31 La resistividad disminuye con la humedad y las sales disueltas......................................32 Tabla IV - Efecto del contenido de humedad en la resistividad de la tierra ....................33 Tabla V - Efecto del contenido de sal en la resistividad de la tierra................................34 Tabla VI - Efecto de la temperatura en la resistividad de la tierra ..................................34 Variaciones estacionales en la resistividad de la tierra ....................................................34 Determinación de una buena ubicación para el electrodo................................................35 Método alterno..................................................................................................................36 Secion III - Medidas con exactitude de resistencia de tierra para sistemas grandes ......37 Pruebas de desafios en sistemas grandes de tierra ..........................................................38 Tratamientos de los dasafios de pruebas en sistemas de tierra grandes ..........................38 Apéndice 1 - Guía nomografica para obtener resistencia de tierra aceptable..................41 Apéndice 2 - Medición de la resistencia de sistemas de electrodo de tierra grande Método de intersección de curva......................................................................................42 Apéndice 3 - Medición de la resistencia de sistemas de electrodo de tierra grande Método de la pendiente ....................................................................................................45 Tabla VII - Valores de Pt/c para distintos valores de m ..................................................47 Apéndice 4 ........................................................................................................................48 Referencias........................................................................................................................50
.......... 25 – Ubicaciones de zondas de potencial para emplear el Método de Pendiente .................. 7 – Prueba de resistencia a tierra por “Caída de Potencial” o por “Tres Terminales”....22 Fig.......................43 Fig....25 Fig...............31 Fig............................................................. 6 – Prueba de resistencia a tierra por el “Método Directo” o el de “Dos Terminales” ......16 Fig... 18 – Los electrodos más profundos en la tierra disminuyen la resistencia........................................................................................................ 21 – Nomograph que relaciona los factores básicos que afectan la resistencia de la tierra.30 Fig...............48 5 ........ 24 – Curvas de intersección para la Figura 23........................................................... 8 – Efecto de la ubicación C en la curva de resistencia a tierra ........ 10 – La resistencia a tierra disminuye con la profundidad del electrodo en la tierra............................ 13 – Resistencia comparativa de electrodos de tierra de varilla múltiple .......................................................................35 Fig.... 16 – Método de “Cuatro Terminales” para medición para la resistividad de la tierra.. 2 – Ejemplo de un circuito eléctrico con una resistencia de tierra muy alta ............................9 Fig................................................. ......10 Fig.......................43 Fig.32 Fig...........20 Fig.....................................................27 Fig........... 26– Métado de empleo para la determinación de tacto y potencial de paso ..........44 Fig.................... 15 – El Tratamiento químico del suelo disminuye la variación estacional de la resistencia a tierra del electrodo ....................25 Fig.17 Fig...... 22 – Curva de resistencia de tierra aplicable a sistemas de una área grande .......................... 3 – Condiciones típicas que deben considerarse en el sistema de aterrizaje de una planta ............................ 23 – Curvas de resistencia a tierra para una subestación. 11 – El diámetro de la varilla tiene poco efecto en su resistencia a tierra ......LISTA DE ILUSTRACIONES Sección Pagina Fig.................. 12 – Resultados promedio obtenidos de electrodos a tierra de varilla múltiple ......................................................... 9 – Como afecta la ubicación de C a la curva de resistencia a tierra .......... ........45 Fig......................... 5 – Principio de una prueba de resistencia de tierra ... 1 – Un sistema de aterrizaje simplificado en una Planta Industrial ............7 Fig......... 4 – Componentes de la resistencia de tierra en un electrodo de tierra ............... 17 – La investigación de la resistividad en líneas de tubería muestra donde es más probable que ocurra la corrosión..................................28 Fig.................26 Fig.............................. 20 – Prospecto para la mejor ubicación del electrodo de tierra... 19 – La variación de la resistencia de tierras debido a cambios de las estaciones climatológicas con un electrodo de tubo de pulgada en un terreno de roca caliza ............. 14 – Método de Zanja de tratamiento de tierra ....12 Fig.36 Fig...................................................40 Fig.............................28 Fig........... ..18 Fig...........................................................................
tomando en cuenta la corriente de falla disponible y los potenciales de paso-y-toque esperados.” Si existe un riesgo importante. Este riesgo debe ser evaluado por la persona responsable de las pruebas. Este tema se cubre completamente en la IEEE STANDARD 80 llamada “Seguridad en el aterrizaje de subestación de corriente alterna. provo que fluy corriente alta en el sistema tierra mientras se realiza la prueba. recomendamos que el operador lleve puestos guantes protectores de hule (ANSI/ASTDM D120 o igual) mientras maneja las conexiones. y también en los terminales del equipo de prueba. Existe la posibilidad que una falla en el sistema de potencia.SEGURIDAD Existe un problema de seguridad inherente en la prueba de resistencia de tierra que requiere cuidado y planeación por parte del usuario del equipo de prueba. y el empleo de materiales de hule (ANSI/ASTM D178 o igual) mientras opera el equipo de prueba. Esto puede causar que aparezcan voltajes altos en los electrados de corriente y voltaje. 6 . Midiando la resistencia de tierra a un sistema de tierras en una subestación.
Fig. Un electrodo de tierra práctico que proporcione una resistencia tierra no siempre puede se obtenerse fácilmente. Esto puede ser o no un camino adecuado de baja resistencia para la corriente eléctrica para proteger al personal y al equipo. Sistemas de Distribución Eléctrica. Como se vera. así como la profundidad. se puede aprender como establecer un sistema confiable y como verificar el valor de la resistencia con una precisión razonable. Pero de la experiencia obtenida de otros. Plantas Industriales y Sistemas de Telecomunicación. con un cable conductor conectado este al circuito eléctrico (Fig. 1 Un sistema de tierra simplificado en una Planta Industrial. 7 . 1).SECCIÓN I MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA DE TIERRA PARA SISTEMAS ELÉCTRICOS La simple y algo equivocada idea de una buena “tierra” para un sistema eléctrico es un electrodo enternado en la tierra. la resistibidad de la tierra (Parte II) tiene un papel importante en la resistencia del electrodo. Tales pruebas se realizan en Estaciones de Generación de Potencia. Los métodos y principios de la prueba de resistencia a tierra que se cubren en esta sección se aplican a instalaciones de pararrayos así como a otros sistemas que requieran conexiones a tierra de baja resistencia. tamaño y la forma del electrodo.
placas o tubos enterrados”. Tales combinaciones de cuerpos metálicos se llaman un mallado. las plantas nuevas continúan siendo construidas cada vez más grandes. tubos de agua. e I. También. y “conexiones a tierra” fueron definidos para significar ”conexiones eléctricas realizadas intencionalmente entre cuerpos eléctricos (o cuerpos conductores en vecindad estrecha a los circuitos eléctricos) y cuerpos metálicos en la tierra tales como varillas. lo que era una resistencia adecuadamente baja de tierra. La resistencia a tierra que nos ocupa es la resistencia a la corriente del electrodo al interior de tierra circundante. El cuerpo metálico en la tierra se refiere comúnmente como un electrodo. 3. Desde 19181. aun cuando sea un sistema de tubos de agua. Aproximadamente en un año. el nivel freático desciende gradualmente. ALGUNAS DEFINICIONES BÁSICAS Primero. Una planta eléctrica u otra instalación eléctrica. Tales cambios crean necesidades diferentes en el electrodo de tierra. Se vera que no existe una regla general útil en todos los casos. “tierra permanente”. En muchos lugares. suponga que un cable expuesto en este sistema toca el marco de un motor que esta conectado a un sistema de aterrizaje que tiene una resistencia a tierra de 10 ohms. puede convertirse en un “estándar” obsoleto. sin embargo. A medida que más tubería y ductos no metálicos se instalan bajo tierra. la corriente en amperes). tales instalaciones se vuelven cada vez menos confiables y efectivas con conexiones a tierra de baja resistencia. pueden aumentar en tamaño. Suponga que tiene una fuente de 4000 volts (2300 volts a tierra) con una resistencia de 13 ohms (vea Figura 2) Ahora. Estos factores enfatizan la importancia de un programa periódico y contínuo de prueba de resistencia de tierra.FACTORES QUE PUEDEN MODIFICAR SU “MÍNIMA” RESISTENCIA A TIERRA Analizaremos posteriormente que valor de resistencia de tierra se considera lo suficientemente bajo. definamos nuestros términos. R. Para apreciar porque la resistencia de tierra debe ser baja. pueden terminar en tierra seca de alta resistencia. solo necesita emplear la ley de ohm: E=RxI (donde E son volts. Primero. los sistemas de electrodos a tierra que eran efectivos. 2. 1 Referencia 19 8 . los términos “tierra”. cintas mallado o placas. consider tres factores que pueden modificar los requerimientos del electrodo de tierra de un año a otro: 1. o cables. la resistencia en ohms. No por lo tanto es suficiente verificar la resistencia de la tierra solo en el momento de la introdución.
3): 1. Por la ley de ohm. existirá una corriente de 100 amperes2 a través de la falla (desde el frame del motor a tierra). esto puede ser más que suficiente para matarlo instantáneamente. página 10. El empleo de un sistema de tierra adecuado puede hacer esto manteniendo algún punto en el circuito al potencial de tierra. FACTORES QUE INFLUYEN EN LOS REQUERIMIENTOS PARA UN BUEN SISTEMA DE TIERRA En una Planta Industrial u otra Central Eléctrica que requiera un sistema de tierra. deben considerarse cuidadosamente uno o más de los siguientes conceptos (Ver Fig. si la resistencia a tierra es menor a 1 ohm.300/10 + 13 = 100 Amperes 9 . Limitando a valores definidos el voltaje a tierra de la totalidad del sistema eléctrico. 2 – Ejemplo de un circuito eléctricos con una resistencia a tierra muy alta. Si usted llega a tocar el frame del motor y está aterriza de sólidamente a tierra (parado en un charco) usted puede estar sujeto a 1000 volts (10 ohms 100 amperes. Sin embargo. El equipo puede también dañarse de forma parecida por sobrevoltajes causados por sistemas de aterrizaje de alta resistencia. el choque que recibirá estará por debajo de 100 volts (1x100) y probablemente vivirá para corregir la falla.Fig. Tal sistema de tierra proporciona las siguientes ventajas: 2 I = E/R = 2.) Como puede observar del punto 2.
Estas pequeñas corrientes pueden ocurrir en su cuerpo a voltajes tan bajos como 100 volts. fuego y explosión. También. deben ser incluídos los equipos portátiles operados eléctricamente. – pueden requerir pararrayos conectados al sistema de tierra. tanques de agua. 10 .1 amperes por un segundo – puede ser fatal! Una cantidad aún más pequeña puede causar a usted la perdida de control muscular. Protección contra descargas eléctricas directas. textiles. • Permite aislar rápidamente cualquier falla a tierra del sistema. • Limita el voltaje del sistema–a–tierra o sistema–a–voltage del–a–??? a valores de seguridad para el personal. • Proporciona un sistema relativamente estable con un mínimo de sobre voltajes transitorios. 3 Condiciones típicas que deben ser consideradas en el sistema de tierra de una Planta. 3. ¡Considere que tan solo una pequeña cantidad de corriente eléctrica – tan pequeña como 0. sí su piel se encuentra mojada. 4. y por lo tanto fija más definidamente el rango de aislamiento. transportadores de banda o bandas potencia y telas del hule – pueden desarrollar sorprendentes cargas altas a menos que sean propiamente aterrizadas. tales como chimeneas. 2. Protección contra electricidad estática producida por fricción.• Limita el voltaje al cual esta sujeto el sistema–a–tierra. Objetos móviles que pueden ser aisladores intrínsecos – tal como papel. Aterrizajes apropiados en gabinetes metálicos y en estructuras de soporte que forman parte del sistema eléctrico y que puedan entrar encontacto con el personal. el propio edificio. etc. Presentes los riesgos están de “shock”. Fig. Estructuras elevadas.
VALORES MÁXIMOS EN EL CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONAL-NEC El Código Eléctrico Nacional. y equipos de comunicación. Los pararrayos pueden ser requeridos en localizaciones estratégicas en el interior de la Planta. En algunos casos. No podemos decirle cual debe sen el valor máximo de resistencia a tierra. Tales cambios pueden ser considerables. Para sistemas específicos. las especificaciones se ajustan frecuentemente. Sección 250-84 establece que a un solo electrodo con resistencia a tierra mayor que 25 ohms. la necesidad de conexiones a tierra de baja resistencia en muchas localizaciones. Proporcionar buenas tierras para circuitos de control eléctricos y de comunicación. puede dejar de serlo. debe aumentarse un electrodo adicional. Esto es un factor. Esta fotografía muestra un probador de tierra Megger de balance nulo empleado en la comprobación de un sistema de tierra en una estación de carga de petróleo. 6. 11 . Un electrodo de tierra que fue bueno (de baja resistencia) cuando se instaló. otros no aceptan mas de 3 ohms.” Las letras anteriores son resaltadas debido a su importancia. computadoras. y en forma periódica posteriormente. La resistencia a tierra puede variar con los cambios en el clima y la temperatura. Algunos requieren 5 ohms como máximo. particularmente si la distribución aérea de potencia y circuitos de comunicación están involucrados. “Recomendamos que las tierras con un solo electrodo se prueben cuando se instalen. en lugares definidos. para asegurarse. se requieren resistencias tan bajas como una fracción de ohm.5. Protección contra voltajes inducidos por descargas eléctricas. en oficinas y Areas de Producción – debe de ser considerada. debe revisarlo periódicamente. Con el uso creciente de instrumentos de control industrial.
Si el electrodo esta libre de pintura o grasa. estructuras y otros dispositivos son empleados comúnmente para conexiones a tierra. Resistencia de la tierra circundante: Un electrodo hincado en la tierra de resistividad uniforme radia corriente en todas direcciones. tubos. 4 – Componentes de la resistencia de tierra en un electrodo de tierra. Resistencia de la tierra circundante. él óxido de hierro esta prontamente impregnado con agua y tiene menor resistencia que la mayoría de los suelos. Resistencia de contacto entre el electrodo y el suelo adyacente a el. la parte debajo de la rajadura no es tan efectiva como una parte del electrodo de tierra.) Fig. Pero si un tubo de hierro se ha oxidado lo suficiente. Estas normalmente son de tamaño o sección transversal suficiente que su resistencia es una parte despreciable de la resistencia total. y la tierra esta compacta firmemente. 12 . 3. La oxidación en un electrodo de hierro tiene poco o ningún efecto. todas de igual espesor (vea Figura 4. masas de metal. la Oficina de Estándares ha demostrado que la resistencia de contacto es despreciable. Resistencia del electrodo por sí mismo y las conexiones a el. 2. Resistencia del electrodo: Varillas.NATURALEZA DE UN ELECTRODO A TIERRA La resistencia a corriente a través de un electrodo de tierra realmente tiene tres componentes (Figura 4): 1. Piense en el electrodo como sí estuviera rodeado por capas de tierra. Resistencia de contacto del electrodo a tierra: Es mucho menor de lo que se puede pensar.
se alcanzara una distancia del electrodo donde la inclusión de capa de tierra adicionales no aumenten significativamente a la resistencia de la tierra que rodea el electrodo. (Ref. el contenido de humedad. un método simple y directo de medir la resistencia de la tierra es necesario. Los distintos factores que pueden afectar ese valor se analizan en la Sección II en Resistividad de tierra.3 METADOS INVOLUCRADOS EN LA PRUEBA DE RESISTENCIA DE TIERRA La resistencia a tierra de cualquier sistema de electrodos teoricamente puede calcularse de las formulas basadas en la formula general de la resistencia: R=ρL A En donde ρ es la resistividad de la tierra en ohm-cm. y A es el área transversal. El Profesor H. considere el diagrama esquemático de la figura 5a. De la sección II.11). observar algunos cambios con el tiempo. vera que la resistividad de la tierra depende del material del suelo. Esta lejos de ser constante de un valor predecible – variando generalmente desde 500 hasta 50. y. Ahora. Y así sucesivamente. suponga que tiene tres varillas enterradas en la tierra alguna distancia aparte y con un voltaje aplicado.La capa de tierra más cercana al electrodo tiene naturalmente el área de superficie más pequeña y por lo tanto ofrece la mayor resistencia. Dwight del Instituto Tecnológico de Massachusetts desarrollo formulas complejas para él calculo de la resistencia a tierra para cualquier distancia desde los distintos sistemas de electrodos.B. L es la longitúd de la trayectoria de conducción. como se muestra en la Figura 5a. Ya que las formulas son complicadas. y la temperatura. Tenga en mente nuestras observaciones previas con referencias al diagrama de capas de tierra Figura 4: con la distancia cada vez mayor desde un electrodo. y la resistividad de la tierra no es uniforme ni constante. Generalmente la resistencia de la tierra circundante será la más grande de los tres componentes que forman la resistencia de una conexión a tierra. Por ultimo. Para entender el metodo de prueba a tierra. – Con él usted puede verificar la resistencia de su electrodo a tierra mientras se instala. las capas de tierra son de área de superficie mayor y por lo tanto de menor resistencia. Tales formulas pueden simplificarse un poco basándolas en la suposición que la resistividad de la tierra es uniforme a través del volumen entero del suelo bajo consideración. 13 .000 ohm-cm. La corriente entre las varillas 1 y 3 Un ohm – centímetro (abreviado ohm – cm) es definido como la resistencia de un cubo de material (en este caso tierra) con los lados del cubo estando medidos en centímetros. La siguiente capa de tierra es algo más grande en área y ofrece menor resistencia. Aquí es donde entramos con nuestro probador de tierra Megger – un instrumento portátil autocontenido que es confiable y fácil de usar. con pruebas periódicas.
Si la varilla 3 se ubica en varios puntos entre las varillas 1 y 2. Por ejemplo. la resistencia de la tierra R en ese punto seria 15 ohms. La serie de valores de resistencia puede graficarse contra distancia para obtener una curva (Figura 5b). la diferencia de potencial (voltaje) entre las varillas 1 y 3 se mide con un volímetro. los valores de la resistencia se incrementan pero 14 . si el voltaje medido E entre las varillas 1 y 3 es 30 volts y la corriente medida I es 2 amperes. 2 se mide con un amperímetro.4 puede obtener una serie de lecturas de voltaje. Observe que a medida que la varilla 3 se mueve lejos de la varilla 1.Uso típico de un probador de tierra Megger de balance – nulo con lectura digital de la resistencia de tierra medida. preferiblemente en línea recta. Por la ley de ohm (R=E/I) puede determinar la resistencia de la tierra en cualquier punto medido.
la precisión de las lecturas es mejor si la resistividad de la tierra entre los tres electrodos es razonablemente constante. Pero se debe conocer el centro eléctrico verdadero del sistema de electrodos con bastante precisión. De una curva de resistencia tierra típica. El resto es refinamiento – en métodos de prueba. (simplemente por conveniencia para identificación). digamos que la varilla 1 es nuestro electrodo de tierra bajo prueba. También funciona para un pequeño grupo de varillas. Esta es la resistencia medida del electrodo a tierra. Por ultimo. Mas allá de este punto.) Básicamente. la resistencia para esta distancia es 20 ohms. C debe estar lo suficientemente lejos del sistema de electrodos a tierra de modo que el 62% de la distancia este fuera de la “Esfera de Influencia” del electrodo de tierra (Vea el análisis con referencia a las Figuras 8 y 9. Ahora. obtenemos 62 pies. de tal manera que la varilla 3 pueda (y quizá deba) ser localizada en otro punto fuera de la línea recta. Tomando el 62% de esta distancia. La resistencia correcta se obtiene usualmente si P (la varilla 3) se coloca a una distancia del centro del electrodo a tierra (varilla 1) cerca del 62% de la distancia entre el electrodo de tierra y C (la varilla 2). la resistencia gradualmente se eleva. Por ejemplo. 15 . Las capas de tierra entre las varillas (1 y 3) tienen un área de superficie tan grande que añaden poco a la resistencia total. ¿Cual es la resistencia a tierra de esta varilla? Llamamos a la varilla 2 punta C de Corriente de Referencia y la varilla 3. en la Figura 5b la Distancia D desde el electrodo de tierra a C es 100 pies. ahora usted ya conoce el método de prueba de resistencia a tierra. De la Figura 5b. y la información acerca de la resistividad de la 4 Actually. como en la Figura 5b. De hecho la corriente puede existir en otras trayectorias entre los dos electrodos fijados. punta P de Referencia de Potencial. a medida que la varilla 3 se acerca a las celdas de tierra de la varilla 2.la cantidad de incremento disminuye cada vez menos hasta que se alcanza el punto donde el valor de incremento se vuelve tan pequeño que casi puede considerarse constante (20 ohms en la Figura 5b). Cerca de la varilla 2. so that rod 3 could be (and might have to be) located at other than along a straight line. tales como varillas enterradas. También. los valores suben de manera violenta. el uso de electrodos o sistemas de electrodos. Esta regla funciona bien para electrodos sencillos. current can exist in other paths between the two fixed electrodes.
5 – Principio de una prueba de resistencia de tierra 16 .Fig.
conectando el terminal P1 con el electrodo a ser probado (conectarlo en la varilla después de C1). Método de caída de potencial. conecte X al electrodo a tierra. como se describirá posteriormente. ya que la pequeña resistencia adicional introducida es casi nula. Los cables de extensión conectan las terminales en el instrumento a tierra y electrodos de referencia. y interruptores para cambiar el rango de resistencia del instrumento. o prueba de tres terminales. Existen dos métodos de prueba básicos. 2. o prueba de dos terminales. llamados: 1. Normalmente. el uso de tres o cuatro terminales es indistinto para las pruebas de la resistencia de un electrodo o varilla ya instalada. este efecto puede ser minimizado si los requerimientos de las pruebas no son mayores. El uso de tres terminales es más conveniente debido a que requiere que un solo conductor sea conectado. cuando se realizan pruebas más complejas o se impongan requerimientos más rígidos. Un generador de manivela o un oscilados alimentado por baterías proporciona la corriente requerida. Método directo. las terminales P1 y C1 en el instrumento son puenteadas y al electrodo de tierra del electrodo bajo prueba. Con un instrumento de tres terminales.METODOS DE PRUEBA BASICOS PARA RESISTENCIA DE TIERRA Los instrumentos de Megger para pruebas de resistencia de tierra incluyen: una fuente de voltaje. Sin embargo. Su aceptación considera que la resistencia del conductor común está incluída en la medición. 6 – Prueba de resistencia de la tierra por el método de “Caída de Potencial” o de “Tres Terminales” Asi como el uso de cuatro terminales es necesario para realizar las mediciones de resistividad. Fig. Esta es una verdadera 17 . que se muestran esquemáticamente en las figuras 6 y 7. Método de caída de potencial: Esta prueba de tres terminales es el método que se describe previamente con referencia a la Figura 5. un ohmetro para medir directamente la resistencia. usted lee la resistencia en ohms mediante un apuntador en una escala o lectura digital desplegada. puede ser mas aconsejable utilizar todos los cuatro terminales. Con un probador de cuatro terminales.
P y C al sistema de tubos. si la distancia total es D. la cual elimina todas las resistencias de los cables de conexión desde el equipo. Después puede tomar la lectura del instrumento como la resistencia del electrodo bajo prueba. Método directo: Cuando se emplea un instrumento de cuatro terminales. (Figura 7). esta distancia puede estar limitada por la longitud de cable de extensión disponible.62D. Las lecturas de resistencia son registradas para cada uno de los puntos. La resistencia de tierra correcta se lee de la curva para la distancia que es alrededor de 62% de la distancia total del electrodo de la tierra a C. En otras palabras.configuración de prueba de cuatro-hilos. la distancia es 0. La precision que se ha aumentado en las mediciones. y se basa en los objetivos que se persigan al realizar las pruebas y en los métodos que se utilicen. Con un instrumento de tres terminales. si D es 120 pies. se dibuja. las terminales P2 y C2 se conectan a un sistema de tubos de agua completamente metálico. pueden resultar significantes cuando se tienen especificadas resistencias muy bajas o se usan métodos que requieren de un dígito adicional para cumplir con requerimientos matemáticos. Una curva de resistencia contra distancia. como en la Figura 5b. el valor de la distancia para la resistencia de tierra es 0. 7 – Prueba de Resistencia de Tierra “Método Directo” o “Dos – Terminales” 18 . las terminales P1 y C1 se conectan al electrodo a tierra bajo prueba. Si el sistema de agua es extenso (que cubre un área grande). o la geografía de los alrededores (vea Figura 6. Fig. por ejemplo.) La varilla P de referencia de potencial es enterrada en un número de puntos aproximadamente en línea recta entre el electrodo a tierra y C. La varilla hincada C de referencia debe colocarse tan lejos del electrodo a tierra como sea practico. La decision sin embargo es opcional. conecte X al electrodo a tierra. su resistencia sola debe ser una fracción de un ohm.62x120 ó 74 pies.
EFECTOS DE LAS DISTINTAS UBICACIONES DE LA ZONDA DE REFERENCIA Ahora bien. se puede conectar al sistema de tubos de agua y obtener un electrodo a tierra adecuado. El sistema de tubo de agua debe ser metalico en su totalidad. causando cambios en la resistividad de la tierra. En algunos lugares.El método directo es la forma más simple de hacer una prueba de resistencia a tierra. En la Figura 8a. El valor puede ser incorrecto únicamente (suponiendo que no existan errores de medición) si las condiciones del suelo en el punto 62% varían de las condiciones en otros puntos. 2. Usted desea obtener algún grado de planeación o nivelación de su curva para hacer fácilmente notable esa variación. Bajo estas circunstancias. si se cumplen las condiciones 1 y 2. las capas de C se añaden a las capas del electrodo a tierra. puede preguntar: Si la ubicación correcta de la punta P siempre es 62% de la distancia entre el electrodo a tierra y C. Pero existen tres limitaciones importantes: 1. ¿porque preocuparse con todas las pruebas en otras ubicaciones de P? ¿Porque no enterrar simplemente a P a la distancia del 62% y asumir que la resistencia medida es la resistencia de tierra correcta? Los siguientes párrafos pueden ayudar a responder estas preguntas. El sistema de tubos de agua debe ser lo suficientemente grande para tener una resistencia despreciable. Entonces la resistencia medida se nivela lo suficiente y a la distancia 62% esta muy cerca de la resistencia de tierra real. Con este método. Distancia mínima para C: Considere la Figura 8 que muestra las capas de tierra alrededor del electrodo a tierra y la punta de referencia C. 3. que las capas de tierra se traslapan seriamente. sin ningunos acoplamientos o flanges de aislamiento. por lo que la resistencia continua incrementándose. Sin embargo como precaución contra cualquier posible cambio futuro en la resistencia del sistema de tubos de agua también se debe instalar un electrodo de tierra. su electrodo a tierra puede estar tan cerca del sistema de tubos de agua que no se puedan separar a los dos y dar la distancia requerida para medición por medio del método de dos terminales. C esta tan cerca del electrodo de tierra. C se coloca más lejos. Entonces no se obtiene el nivel debido de la resistencia medida a medida que P se mueve lejos del electrodo a tierra. En la Figura 8b. 19 . La razón para tener a C mas lejos es asegurarse que el valor 62% este “en línea” con otros valores de la curva. la resistencia de dos electrodos en serie se mide – la varilla enterrada y el sistema de agua. El electrodo de tierra bajo prueba debe estar lo suficientemente lejos del sistema de tubo de agua para quedar fuera de su esfera de influencia.
Midiendo la resistencia de un sistema de tierra en un transformador cimentado en una Planta manufacturera. 8 – Efecto de la localización de C en la curva de resistencia de tierra.Fig. 20 .
pero empieza con P a la mitad del camino entre el electrodo tierra y C. puede emplearse una prueba simplificada con compromiso en la precisión. C normalmente puede colocarse alrededor de 100 a 125 pies de distancia del electrodo bajo prueba. Prueba de caída de potencial simplificada: El método de prueba preferido es siempre reunir suficiente información para graficar la curva real de resistencia contra la distancia. C puede colocarse normalmente a 50 pies del electrodo bajo prueba. R3. Este procedimiento es similar al resaltado bajo el método de caída de potencial. Necesitara una 21 . correspondientemente P puede colocarse alrededor de 62 a 78 pies de distancia.57.3Ω 3 R3 – RA = 59. Si el resultado no se encuentra dentro de la precisión deseada.2 = 3. La lectura con P al 50% de la distancia desde el electrodo a tierra a C se nota como R1. La curva A muestra que C estaba muy cerca del electrodo a tierra.3 RA 2. Este método puede dar suficiente precisión pero siempre dará valores del lado bajo (Vea el análisis que sigue con referencia a la Tabla I. El promedio de R1.2 veces a su precisión de prueba deseada. 57Ω (RA) puede empleare como el resultado. emplee los datos de la curva B en la Figura 9 como sigue: R1 = 55Ω R2 = 58Ω R3 = 59Ω RA = 55 + 58 + 59 = 57. la curva B cuando C estaba a 700 pies.9% X 1. La punta de referencia P entonces se mueve a una ubicación del 40% de la distancia a C. En caso de que esto sea imposible. y para P a 125 pies. La curva A se obtuvo cuando C estaba 100 pies del electrodo a tierra. Si el sistema de electrodos a tierra es grande – consistiendo. da valores de la resistencia casi iguales en este caso ya que la resistividad a tierra es razonablemente uniforme. Con un pequeño emparrillado de dos electrodos a tierra.5 % Si su precisión deseada fue 5%.9% 57.) Algunas reglas de “Pulgada” en el espaciamiento de P y C: Para probar un solo electrodo a tierra.3 = 2. Como un ejemplo de esta técnica. se hace entre P al 60% de la distancia. La curva B muestra la tendencia deseada hacia la nivelación de la resistencia medida. Si este porcentaje es menor 1. La lectura en este punto se escribe como R2. R este RA de R3 y exprese el resultado como un porcentaje de RA. de varias varillas o placas en paralelo – la distancia para C debe incrementarse a posiblemente 200 pies. RA puede emplearse como el resultado de prueba. Una tercera lectura. con P colocado alrededor de 31 pies de distancia. considere el caso que se ilustra en la Figura 9. Este muestra dos curvas de resistencia a tierra para ubicaciones de C. El 62% de la distancia. Se debe determinar la desviación máxima del por medio que es la gran diferencia entre la lectura individual y la lectura del por medio. R2 y R3 se calcula como RA. por ejemplo. la punta C tiene que colocarse más lejos y repetirse la prueba.Como un ejemplo practico de este efecto.
Ft. 9 – Ejemplo de cómo la localización de C afecta a la curva de resistencia – tierra. 40 60 80 90 100 105 120 125 130 140 200 240 280 310 340 365 400 420 440 Distance to C. 70 100 125 140 160 170 190 200 210 220 320 390 450 500 550 590 640 680 710 __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Nota 1 – Basada en los datos en la Referencia 2.Fig. Ft. Nota 2 – Por ejemplo. 22 . la diagonal a través de un área rodeada por una valla aterrizada. Ft. TABLA I GUIA PARA LA LOCALIZACION APROXIMADA DE LAS PUNTAS DE REFERENCIA (Ver Nota 1) __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Maximum Dimension. (see note 2) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Distance to P.
Una posición mas conveniente para las puntas debería ser usada a lo largo del hueco entre baldosas. por decir. esto permite medidas de electrodo realizadas con resistencias de punto de prueba hasta 400 KΩ. los resultados tienen que ser obtenidos acostando los electrodos temporales sobre un pedazo mojado de concreto. Este método ha resultado a las mediciones del valor de “pico” de menos de 10kΩ. Para un sistema de electrodo a tierra que cubra un área grande. las pruebas pueden ser realizadas usando postes de signo.distancia aun mayor para sistemas de electrodos complejos. cercas metálicas y balizas. que consisten. bien dentro el valor máximo que produce el error de la lectura. una grieta en el concreto. la diagonal es de alrededor de 140 pies. PUNTAS PEREZOSAS Los últimos modelos de probadores digitales de tierra pueden funcionar con resistencias de punto muy altas temporales y dar resultados confiables y exactos. pueden ser realizados sobre una superficie pavimentada. 23 . La ventaja de estos instrumentos que toleran resistencia de punto tan alta es generalmente que las pruebas pueden ser realizadas rápidamente sobre un sitio verde porque los electrodos no tienen que ser enterados demasiado dentro de la tierra. o en un charco cercano. Cuando esto no es posible. consulte en Apéndice II y III para técnicas adicionales. de un gran numero de varillas o placas y otras estructuras metálicas (todas entrelazadas juntas). cualquier problema con las puntas temporales será indicado sobre la demostración para mostrar que la lectura no puede ser valida. 590 pies. Usted encuentra la figura “Dimensión Máxima” tomando la distancia diagonal a través del área del sistema de electrodos. De la tabla. Por ejemplo. si el área mide 100 por 100 pies. Sin embargo. Con los Probadores de Resistencia de Tierra MEGGER® circuitos de prueba de resistencia altas. Con instrumentos modernos. La corriente y el voltaje son medidos separadamente. en situaciones urbanas. usted recorre hacia abajo la primera columna hasta 140 y lee a través que P debe ser 365 pies desde el electrodo y C. La Tabla I es una guía útil para ubicación de la punta de referencia.
No es raro que en un sistema desequilibrado o de fallas eléctricas. observe que una varilla enterrada dos pies tiene una resistencia de 88 ohms: la misma varilla enterrada 4 pies tiene una resistencia de alrededor de 50 ohms. La razón de esta seguridad es que la corriente de prueba es limitada con valores debajo de un nivel dañoso al cuerpo humano. Por esta razón un medidor de baja resistencia ohmetrica capaz de 10 A o mas de corriente es preferido. existen varias forma para mejorarla: 1. 10 muestra este efecto por ejemplo. y puede ocurrir sin ser detectado. pero solo un poco.PRUEBAS SUPLEMENTARIAS Hay relacionadas pruebas que pueden ser realizadas para complementar la información obtenida de la prueba de tierra y aumentar la protección proporcionada del electrodo de tierra. Para la misma profundidad. Una sensitiva abrazadera millimetro puede revelar este problema. Alarguen el electrodo a tierra en la tierra 2. el electrodo puede ser comprobado para la presencia de corriente de falla. solo proporciona una comprobación de reserva conveniente. y proteger el personal de choques eléctricos en solamente algunos segundos. Usar varillas múltiples. contactos malos y otros por el estilo. Una rigurosa prueba del lazo debe acentuar la conexión en niveles de corrientes capaces de revelar la corrosión. Tratar el suelo Efecto del tamaño de la varilla: Como puede sospechar. Un probador de tres terminales o de cuatro terminales puede ser usado en una configuración de dos terminales desviando juntos los pares apropiados. doblar la longitud de la varilla reduce la resistencia aproximadamente 40%. En general. 24 . 3. decrece materialmente su resistencia. que el electrodo lleve una corriente de falla constantemente a tierra. Las dos puntas de pruebas pueden ser conectadas a traves de una unión o longitud de un conductor y así medir su resistencia. por este calculo tendría una resistencia de 88–35 ó 53 ohms–comparándose muy cercanamente a los valores de la curva. 88 x 0. Un probador de resistencia. enterrando una varilla larga más dentro de la tierra. doblar el diámetro de la varilla reduce la resistencia solo 10%. También podría pensarse que incrementando el diámetro del electrodo disminuye la resistencia.4 =35 ohms de reducción. COMO MEJORAR LA RESISTENCIA A TIERRA Cuando encuentra que la resistencia de su electrodo a tierra no es suficientemente baja. Lo hace. Una de estas pruebas de continuidad es para asegurar lo completo y adecuado en todas partes de los conductores de base y abajo del punto de contacto con el electrodo. sin embargo. grietas. así como identificar la presencia de problemas eléctricos en el sistema. Empleando la regla de reducción a 40%. Una varilla de 4 pies de profundidad. La curva de la Fig. Para proteger el personal que realiza una prueba de tierra. no es una prueba de continuidad totalmente rigurosa. Esto puede que sea solo de multiamperios o algunos amperios.
de la referencia 19 Curva B. tienen una resistencia de 6. 25 .La figura 11 muestra esta relación. una varilla de 10 pies de profundidad.33 ohms. 5/8 de pulgada de diámetro. Por esta razón. normalmente solo considere incrementar el diámetro de la varilla si tiene que hincarla en terreno duro. 10 – La resistencia a tierra decrece con la profundidad del electrodo hincado en la tierra. (Fuente: Referencia 19) Fig. promedio de los laboratorios de prueba (UL) Underwriters Laboratories en Chicago Curva C. Por ejemplo. promedio de los Laboratorios de prueba (UL) Underwriters Laboratories Pittsburgh. incrementando su diámetro a 1 1/4 pulgada disminuye la resistencia solo a 5. Fig.6 ohms. 11 – El diámetro de una varilla tiene poco efecto en la resistencia de tierra Curva A.
pero solo necesita referirse a las curvas tales como las de la Figura 13. estas deben espaciarse más que la longitud de su inmersión. la reducción de dos varillas de resistencia igual es alrededor de 40%. la reducción es 60%. Cuando se emplean múltiples varillas. Si el espaciamiento se incrementa a 20 pies. La regla para dos resistencias en la paralelo no se aplica exactamente. 5 Fuente: Referencia 20 26 . si tiene dos varillas en paralelo y un espaciamiento de 10 pies. Si se emplean tres varillas. la reducción es aproximadamente 50%. dos resistencias en paralelo. Por ejemplo. y si se emplean cuatro. Fig. 12 – Resultados promedio obtenidos mediante varillas múltiples (Electrodos hincados a tierra). esto es. la resistencia resultante no es la mitad de la resistencia de la varilla individual (suponiendo que sean del mismo tamaño y profundidad. Existen razones teóricas para esto. Son. en efecto. es 66% (vea la Figura 12).) Realmente.Uso de múltiples varillas: Dos varillas bien espaciadas enterradas en la tierra proporcionan caminos paralelos. la resistencia se disminuye aproximadamente 40%.
el periodo de reemplazo varía. 6 Fuente: Referencia 20 27 . Pueden pasar varios años antes que sea necesario otro tratamiento.) Sin embargo.Fig. por ejemplo. El sulfato de magnesio es menos corrosivo. Una sola varilla equivale a 100%6 Tratamiento del suelo: El tratamiento químico del suelo es un buen modo para mejorar la resistencia a tierra cuando no se pueden enterrar más profundamente los electrodos de tierra (a causa de roca dura subyacente.) Esta más allá del objetivo de este manual recomendar los mejores químicos de tratamiento para todas las situaciones. Dependiendo de la porosidad y la cantidad de lluvia. y sal de roca ordinaria son materiales no corrosivos adecuados. pero la sal de roca es más barata y hace el trabajo si se aplica en una zanja excavada alrededor del electrodo (Figura 14. 13 – Resistencia comparativa de varillas múltiples (Electrodos hincados a tierra). Tiene que considerar el posible efecto corrosivo en el electrodo. (Vea las curvas de la Figura 15. El tratamiento químico también tiene la ventaja de reducir la variación estacional en la resistencia que resulta del mojado periódico y secado del suelo. sulfato de cobre.) El tratamiento químico no es un modo permanente de mejorar su resistencia a tierra. solo debe considerar este método cuando los electrodos múltiples o profundos no sean prácticos. Los químicos son deslavados gradualmente por la lluvia y drenaje natural a través del suelo. El sulfato de magnesio.
14 – Método de trincheras para la preparación del terreno7 Fig. y la resistividad de la tierra a la resistencia de la tierra.Fig. 15 – El tratamiento químico del suelo aminora las variaciones estacionales de la resistencia tierra de los electrodos8 Vea APENDICE I que describe el empleo de un nomograph relacionado a la longitud de la varilla. 7 Fuente: Referencia 20 Fuente: Referencia 20 8 28 .
es un variable basico que afecta la resistencia a tierra de un sistema de electrodos. Las mediciones de resistividad de tierra pueden emplearse convenientemente para prospecto geofísico (para ubicar ore bodies. 9 B = 1⁄20 A is generally recommended.) Las mediciones tambíen pueden emplearse para determinar la profundidad de la roca y el grosor del glacial drift. la corrosión puede aumentar en sitios donde los valores de resistividad están bajos. Frank Wenner de la Oficina de los estandars de USA. Cuatro puntas de prueba separadas conectan los electrodos a las cuatro terminales del instrumento. petróleo. R es la lectura del instrumento MEGGER en ohms. 10) el demostró que. él termino “resistividad de tierra” expresado en centímetros ohm (abreviado cm-ohm). y agua bearing gravel a hacia la superficie de la tierra. A es la distancia entre los electrodos en cm. si la profundidad del electrodo (B) se mantiene pequeña comparado con la distancia entre electrodos (A)9. De aquí que el nombre de esta prueba sea llamado: “Método de Cuatro Terminales”. también algunos de los factores que afectan el área de interés en la prueba de tierra. Finalmente. En general. Desarrollo la teoría basada en esta prueba en 1915 (ver Ref. torre de transmisión. sin embargo este utiliza cuatro electrodos de tamaño pequeño enterrando los en la mínima cantidad y a distancias iguales entre ellos en una línea recta (Fig.SECCIÓN II RESISTIVIDAD DE LA TIERRA Como vimos en la sección I. cuando se van a construir unidades eléctricas nuevas (una estación generadora. Ahora consideraremos otros campos donde se mide el valor de la resistividad. clays. etc. El Dr. Este tipo de información es una guía buena para instalar la protección catódico. gas. u oficina central telefónica. se aplica la siguiente formula: ρ = 2π AR En donde ρ es la resistividad promedio del suelo a la profundidad A en ohm – cm. COMO SE MIDE LA RESISTIVIDAD DE LA TIERRA Un Instrumento de cuatro terminales es empleado para la resistividad de la tierra. 16). se puede utilizar la resistividad de la tierra para indicar el grado de corrosión que se espera en tuberías subterráneas de agua. Las mediciones de la resistividad de la tierra tambíen son útiles para encontrar la mejor ubicación y profundidad para electrodos de baja resistencia.1416. 29 . Pero se encontró que el valor real de la resistividad de la tierra no necesita medirse para verificar la resistencia de tierra del electrodo. subestacion. como se muestra. Tales estudios se realizan.. π es la constante 3.
Se decidió checar la resistencia de la tierra cada 20 pies a lo largo de la línea. 1. o sea 45. se deseo checar la resistividad de la tierra a lo largo de la tierra. 17 muestra una parte de los resultados la profundidad del agujero de corrosión y las lecturas del instrumento MEGGER fueron ambas señaladas en la gráfica por puntos a lo largo de la tubería nótese que para las lecturas de baja resistencia. Esta fue de 4 pies. De tal manera que se uso un instrumento MEGGER para efectuar una topografía a lo largo de la línea. Primero fue encontrada la profundidad promedio de la tubería de un plano de perfil.960 ohms – cm.1416 x 122 = 766 Ahora.16 Método de medición de la resistencia de tierra de “Cuatro – Terminales” EJEMPLO PRACTICO DEL MÉTODO DE PRUEBA10 Una Compañía Petrolera tiene una tubería de 10 pulgadas y 6300 pies de largo corriendo a través de un terreno rugoso. usted obtendrá la resistividad de la tierra a una profundidad de 4’ como sigue. se encontraba mayor corrosión.En otras palabras si la distancia A entre electrodos es 4’. de tal manera que los cuatro electrodos fueron amarrados juntos a una separación de 4 pies con una cuerda de cáñamo fuerte. por ejemplo si la lectura de su instrumento es de 60 ohms. 10 Fuente: Referencia 18 30 . Convertir los 4’ en centímetros para obtener A en la fórmula: 4 x 12 x 2. la resistencia de la tierra sería de 60 x 766.54 cm = 122 cm 2. Multiplique 2 π A para obtener la constante para una preparación de prueba dada: 2 x 3. Fig. Después de una fuga por corrosión. Los puntos de baja resistencia requerirían de mayor atención. La Fig..
.......000 31 ................370 Arcilla...020 16.. 33... plantas gomosas.000 *reporte 108 de la oficina de Estándares Técnicos de U.........300 135.....15. suelos ricos compuestos especialmente de arcilla arena y materia orgánica...94....000 458... 590 7..4.......... 18 pág... desperdicios de agua salada .. No es fácil definir exactamente a un suelo dado.. partículas de madera quemadas.Fig.800 Grava.......................... 17 La topografía de la resistividad de la tierra de la tubería muestra en donde la corrosión se encuentra más próxima a ocurrir..........000 340 1.... MAX.. la arcilla puede cubrir a una amplia variedad de suelos de tal manera que no podemos decir que cualquier suelo dado tiene una resistividad de tantos ohms – cm acompañando las Tablas II y III desde dos libros de referencia diferentes se muestra el amplio rango en valores...... EL TIPO DE SUELO AFECTA LA RESISTIVIDAD Ya se trate de un suelo mayormente arcilloso o muy arenoso......000 59...... Ver también la Fig. la resistividad de la tierra puede cambiar mucho....... rocas de arcilla endurecida........060 Los mismos pero con proporciones variables de arena y grava ........... TABLA II – RESISTIVIDAD DE DIFERENTES SUELOS* SUELO RESISTIVIDAD OHM – CM PROMEDIO MIN.......... Rellenos de cenizas................S...A...2..... arena.. piedras con un poco de arcilla o suelos ricos compuestos especialmente de arcilla arena y materia orgánica.. Nótese también la variedad de valores para los mismo tipos generales de suelo......
........500-10................ por supuesto...000-50... etc............................... basaltos.............. época del año.............. etc...000 Rocas de arcilla endurecida...100...........................000 Arenisca.......2..............000 Rocas duras dispuestas en capas delgadas............. .....000 Caliza superficial .10.......... 18 – Los Electrodos hincados a mayor profundidad en la tierra........... arena y materia orgánica. mica.. Estas gráficas muestran la relación entre las características del terrero y la resistencia de los electrodos hincados a mayores profundidades......1..................... La cantidad de agua en el terreno varía... .......................000 Caliza........200-10.....000 Arena y grava . la conducción de corriente es principalmente electrolítica................................................. sin embargo.................000-100........................................ note el decrecimiento drástico en resistividad (por un factor de alrededor de 100.000-200................................5.......500-400............. suelos ricos compuestos especialmente de arcilla............000-10...........................000 Fig... Con un contenido de humedad de 15%. etc .. Note que cuando están secos los dos tipos de terreno son buenos aislantes (resistividades mayores de 1000 x 106 ohmcm).. ......................000).......................5..........000-1.................. 32 .. la naturaleza del subsuelo y la profundidad del manto freático permanente....000 Granitos. bajan la resistencia.... ...................000 Partículas de rocas formadas de capas de cuarzo................... la cantidad de humedad y el contenido de sales del terreno afecta radicalmente su resistividad................................... LA RESISTIVIDAD DECRECE CON LA HUMEDAD Y LAS SALES DISUELTAS En el terreno. con el clima...100-5.000..............TABLA II – RESISTIVIDAD DE DIFERENTES SUELOS SUELO RESISTIVIDAD OHM – CM (RANGO) Suelos de superficie.... etc.. La Tabla IV muestra los efectos típicos del agua en el terreno...000 Arcilla ...... Por tanto............. ..
5 5.000 1. temperatura. 17°C (63°F) EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO No se ha recopilado mucha información sobre los efectos de la temperatura. Dos hechos conducen a la conclusión lógica de que un incremento en la temperatura disminuirá la resistividad: (1) el agua presente en el terreno principalmente determina la resistividad.0 10 15 20 30 1. febrero de 1930. 33 . OHM-CM TERRENO SUPERFICIAL ARCILLA ARENOSA 0. Higgs. disueltas en agua.000 x 106 150. el carbonato de sodio.000.J. el agua pura tiene una resistividad infinitamente alta. Solamente una pequeña cantidad de una sal11 puede reducir la resistividad del terreno de manera significativa (vea la Tabla V).000 8. Journal. (vea “Tratamiento del terreno”.800 460 190 130 100 *Para arcilla arenosa .0 10 20 10. este efecto puede ser útil para proporcionar un buen electrodo de baja resistencia. Los resultados 11 Por sal se debe entender no sólo la sal que se usa para sazonar los alimentos (cloruro de sodio) aunque esta la puede contener el terreno. TABLA V .000 10.E. 736. Otras clases de sales contenidas son el sulfato de cobre.0 43.000 165.1 1.000 12.contenido de humedad. Como se vio en la Sección I. Las sales presentes en forma natural en el terreno.000 22. I.Efecto del Contenido de Humedad en la Resistividad del Terreno* CONTENIDO DE HUMEDAD.0 0. p. p. bajan la resistividad.000 10. vol.000 13.000 *De “Una investigación sobre resistencia del terreno”. Realmente.Efecto del Contenido de Sal en la Resistividad del Terreno** % DE SAL AGREGADA POR PESO DE HUMEDAD RESISTIVIDAD. en lugar de un sistema de electrodos elaborado y caro.000 x 106 250.E.0 5. OHM-CM 0. 15% por peso. 68. y (2) un incremento en la temperatura disminuye notoriamente la resistividad del agua. % POR PESO RESISTIVIDAD.TABLA IV . 27). por P.700 1.000 21.000 53. etc. Sección I.0 2.
Ellas muestran el cambio esperado en la resistencia del terreno (debido a cambios de resistividad) en un periodo de año y medio. la resistividad salta en forma apreciable.000 79. que la resistividad del terreno variará considerablemente en las diferentes épocas del año. lluvia .800 30. ocasionado por cambios en la naturaleza del subsuelo. Esto es particularmente cierto en aquellos lugares donde hay variaciones extremas de temperatura. por tanto. TABLA VI . OHM-CM 20 10 0 0 -5 -15 * 68 50 32 (agua) 32 (hielo) 23 14 7. la otra razón principal de interesarse en la resistividad del terreno es para el diseño de sistemas de electrodos para sistemas eléctricos de potencia.Efecto de la Temperatura en la Resistividad del Terreno* TEMPERATURA C F RESISTIVIDAD. Se podría tener un valor realmente alto en el Polo Norte. De todo el análisis precedente.000 330. pararrayos y así sucesivamente. En la tabla.000 Para arcilla arenosa. Las curvas de la figura 19 ilustran varios puntos importantes. temporadas secas y otras variaciones estacionales. el hielo tiene una resistividad alta. la humedad y el contenido de sales en la resistividad del terreno. se puede ver que la resistividad del terreno es una cantidad muy variable.2% VARIACIONES ESTACIONALES EN LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO Hemos visto los efectos de la temperatura. de las variaciones en resistividad se pueden obtener resultados de sondeo importantes. Cuando se utiliza este valor para trabajos de sondeo. La resistencia del terreno varía directamente con su resistividad y es útil para conocer que factores afectan la resistividad. Note también que la resistividad continúa aumentando conforme baja la temperatura por debajo del punto de congelación. Es lógico. la única manera segura es medirla.200 9. Note que cuando se congela el agua en el terreno. es el asunto importante. humedad 15. Si se desea saber cual es su valor en un lugar dado en cierta época del año. el cambio en el valor. Como se vio en la Sección I. note que una caída de temperatura de 54 grados (de 68°F a 14°F) ocasiona un aumento de 50 veces en resistividad.900 13.que se muestran en la Tabla VI confirman estos hechos. también muestran que el 34 .
Figura 19 . Temperatura constante (abajo de la línea de congelamiento. Concluimos que el contenido de humedad y la temperatura del terreno es más estable a profundidades más grandes abajo de la superficie del terreno. 1. 2. 35 . (Fuente: referencia 9). Enterrar varillas en varios lugares a las profundidades que se requieran y probar su resistencia mientras se entierran. Para obtener un electrodo de baja resistencia en un lugar desfavorable. como se muestra en la figura 20. Mida la resistencia R entre las estacas b y c. Por tanto. otra vez relativamente hablando). Medir la resistividad del terreno antes de enterrar las varillas de tierra. el electrodo de tierra debe alcanzar un nivel de profundidad suficiente para proporcionar: 1. Existen dos maneras para seleccionar el lugar.Variaciones estacionales de la resistencia del terreno con un electrodo tubular de ? de pulgada de diámetro en terreno de arcilla pedregosa. usando el método descrito para resistividad del terreno.electrodo más profundo da un valor más estable y más bajo. que cubran el área. DETERMINACIÓN DE UN BUEN LUGAR PARA EL ELECTRODO Un buen electrodo de tierra de baja resistencia depende de un terreno de baja resistividad en un punto en el que se puedan enterar los electrodos. Entierre cuatro estacas separadas entre sí 10 pies. Luego calcular el número y la longitud de las varillas requeridas. disponga líneas rectas separadas entre sí 10 pies. La profundidad del electrodo en el terreno es de 3 pies para la curva 1 y de 10 pies para la curva 2. 2. pero a una profundidad no mayor de 6 pulgadas. a lo largo de una línea a-b-c-d. Contenido de humedad permanente (relativamente hablando).
Método para determinar el mejor lugar de un electrodo de tierra a una profundidad a. 36 . más conveniente deseado.Figura 20 . El lugar que dé la lectura más baja en el probador de tierra MEGGER es el más deseable. Si usted desea resultados afectados por la resistividad promedio del terreno a una profundidad de 20 pies. Método alternativo: Otra manera es enterrar varillas o tubos en varios lugares a profundidades tales que sean prácticas. repita el sondeo con líneas separas entre sí 20 pies y con estacas espaciadas entre sí 20 pies. En seguida. pase a la siguiente línea y repita el proceso hasta haber cubierto el área seleccionada. El lugar que dé el valor más bajo para R tiene la resistencia específica menor para el terreno a la profundidad seleccionada de 10 pies. probando su resistencia mientras se entierran. cambie las estacas a lo largo de la línea en cuestión a los puntos b-c-d-e. Sin embargo. De esta manera. Luego. generalmente se puede decir de inmediato cuando se ha alcanzado humedad o un buen terreno conductor. Ese punto le dará el lugar. c-d-e-f y así sucesivamente (vea la figura 20) y pruebe hasta que se haya cubierto la línea completa. para el mejor electrodo de tierra. Tales sondeos no llevan mucho tiempo y se amortizarán en el aseguramiento de un buen sistema de tierras. el trabajo necesario puede ser mayor que con el primer método.
son una parte importante de la protección de la red eléctrica. es un instrumento confiable diseñado para pruebas de sistemas de tierra mas grandes y mas complejos. Pruebas de resistencia inexactas pueden conducir a gastos innecesarios en el diseño del sistema. la resistencia del suelo alrededor debe ser medida.SECCION III MEDIDAS CON EXACTITUD DE RESISTENCIA DE TIERRA PARA SISTEMAS GRANDES Sistemas grandes de tierra. Técnicas de prueba deben ser usadas en sistemas grandes para asegurar que lecturas validas sean obtenidas. Las redes de tiera no tienen que aparecer defectuosas antes de que una falla ocurra y una situación peligrosa surja. como los encontrados en subestaciones eléctricas. Instalado un sistema de tierra. Ellos aseguran que la corriente de falla permita a dispositivos protectores funcionar correctamente. Una subestacion debe tener un terreno con baja resistencia para reducir voltajes excesivos que se desarrollan durante una falla que podría poner en peligro la seguridad de la gente cercana o dañar el equipo. los sistemas de tierra pueden consistir de una estera de tierra que cubra una área grande o de muchas barras interconectadas. Esto es diferente de la sola pequeña barra de tierra (por ejemplo. Después de la instalación es vital comprobar que el sistema de tierra eléctrico coordine con los criterios de diseño y debería ser medido de vez en cuando para asegurar la corrosión o los cambios de la resistencia del suelo que no tengan un efecto adverso. o una tierra residencial) que pueden ser simple de probar. 37 . un sistema de protección de relámpago. El modelo MEGGER® DET2/2 mostrado aquí con sus accesorios. Para obtener un valor suficientemente bajo de resistencia de tierra.
TRATAMIENTOS DE LOS DASAFIOS DE PRUEBAS EN SISTEMAS DE TIERRA GRANDES En el mundo ideal. grande “áreas de resistencias” hacen imposible de realizar esta prueba. los errores del instrumento pueden abrumar los resultados. La mayor parte de probadores de tierra rechazan el ruido de una frecuencia sola (por lo general 128 Hz) que es adecuado en la mayor parte de situaciones por que evita los armónicos del patrón de frecuencias. Lamentablemente. y el 60% de la distancia de la sondas de corrientes y apto en un modelo matemático de la característica de resistencia. 3. El apéndice III proporciona una explicación detallada del método de la cuesta. Grandes relés eléctricas contienen ruido que consisten de frecuencias de industrias y armónicas. Las lecturas son tomados en el 20%. la prueba de un sistema de tierra grande seria conducido de acuerdo con la Caida-de Metodo Potencial.PRUEBAS DE DESAFIOS EN SISTEMAS GRANDES DE TIERRA Asegurar medidas validas probando sistemas grandes de tierra . la resolución del instrumento es critica si pequeñas discrepancias en las lecturas son observadas. Como notado anteriormente. requiere que las técnicas e instrumentos apropiados sean usados.5ohms. colocando la sonda de corriente de prueba 10 veces a la distancia máxima del sistema puede requerir puntas de pruebas de miles de pies. Típicamente las grandes áreas de resistencias. que mucha distancia entre las ondas de pruebas. Desafortunadamente esto no es adecuado en las subestaciones por que este tipo de influencia puede causar significativos errores de medición. incluyendo reportes relevantes. dan valores de menos 0. El método de la cuesta puede ser usado con eficacia porque no requiere que los usuarios encuentren la parte plana de la curva o sepan el centro eléctrico como un punto de medición. inmejorablemente la sondas de corriente deberían ser colocadas 10 veces a la distancia máxima sobre el sistema de tierra( por ejemplo. 38 . El área físicamente grande del sistema de tierra de una subestacion de energía resulta en una gran “área de resistencia” y por consiguiente. La manera de subestaciones y sistemas de tierra de estaciones de energía hacen el probado de pruebas mas delicado y complejo sobre una simple barra de tierra. Si el instrumento en prueba no tiene la resolución conveniente. 2. el 40%. Los probadores de tierra deben recuperar y analizar una pequeña señal de prueba en una área mucho más grande. A continuación tenemos tres claves desafíos en las pruebas de subestaciones de sistemas de tierra: 1.y señales inducidas por otras fuentes.3000 pies por 300 pies 2 de rejilla de tierra) para encontrar la parte plana de la curva de resistencia. También el ruido de frecuencias de altos interruptores etc.
• Un nivel de supresión de interferencia alta de maximo-pico. la medida exacta de las variaciones en puntos diferentes es critica.5Ω. la diferencia puede ser bastante pequeña. El ruido es un problema principal en pruebas de sistemas grandes de tierra y debe ser dirigido para asegurar resultados exactos. • Un sistema sofisticado con filtro para rechazar ruidos altos. 39 . Avanzada tecnología ha hecho posible que instrumentos sean diseñados de una manera que traten los problemas creados por las características y condiciones de sistemas grandes de tierra. Para que el método de la cuesta proporcione resultados significativos.Otros desafíos encontrados en pruebas de sistemas de tierra grandes. Ya que sistemas de tierra grandes típicamente tienen los valores de resistencia de menos de 0. el instrumento de prueba debe ser diseñado para vencer los efectos de ruido significativos del medio ambiente. se relaciona con la capacidad del instrumento de prueba. • Varios ajustes de corrientes para mejorar la proporción de senal-ruido cuando sea necesario. Un instrumento con 1mW la resolución de medida puede indicar las pequeñas diferencias entre las lecturas bajas. Entre las capacidades técnicas que pueden ayudar a compensar el problema ruidoso son: • Una frecuencia variable de prueba (más bien. una sola frecuencia fija de prueba) que pueda ayudar a quitar cualquier ruido vago que podría afectar la lectura. Para ser eficaz.
Nomograma que relaciona los factores básicos que afectan la resistencia a tierra * (vea el texto).Figura 21 . 40 .
Note en la figura 21 que si se traza una línea de un punto de referencia 1 (sin cambiar la profundidad ni el diámetro de la varilla). esto da un punto de referencia donde la línea cruza la línea q. Para lograr esto. Pero digamos que la especificación para esta resistencia es de “no más de 4 ohms”.Apéndice I . lea el valor de resistividad a tierra donde esta línea cruza la línear. se pueden cambiar una o más de las tres variables.6 ohms . la más simple y la más efectiva es la profundidad de la varilla hincada. se necesitará reducir la resistividad a cerca de 1000 ohm-cm para dar la resistencia a tierra de 4 ohms requerida. Finalmente. El valor es de 2000 ohm-cm. L. Esto se podría hacer por tratamiento químico. la gráfica puede utilizarse para mostrar que se debe hacer para bajar el valor. Suponga que se tiene una varilla de 5/8 de pulgada enterrada 10 pies en el terreno. como se muestra en la figura 21. conecte el punto de 5/8 en la línea d a través del nuevo punto de referencia en q y prolongue la línea hasta L.la resistencia medida en la línea R.E. La línea punteada en la figura 21 muestra este paso. trace una línea del punto de 10 pies en la línea L al punto de 5/8 de pulgada en la línea d. puesto que la resistividad del terreno puede no ser constante ( como lo considera el nomograma). Whitehead de los laboratorios DuPage desarrolló un nomograma (figura 21) que puede ser una guía útil para encontrar la norma establecida para una resistencia a tierra mínima. como se describió al principio. Esto le da la profundidad requerida de la varilla para el valor de resistencia de 4 ohms. longitud y diámetro de la varilla. tomemos un ejemplo. Conecte este punto de referencia con 6.Nomograma guía para lograr resistencia a tierra aceptable El Dr. trace una línea desde este punto en la línea R a través del punto 2000 en la línea hasta cruzar la línea q.6 ohms. Ahora. Para determinar la profundidad de varilla requerida para una resistencia a tierra de 4 ohms. Para encontrar la profundidad requerida que dé una resistencia a tierra de 4 ohms. 12 Source: Reference 21 41 . Otra manera de reducir la resistencia a tierra sería bajar la resistividad del terreno. suponiendo que no cambia el diámetro de la varilla. pero normalmente una varilla más profunda es la manera más fácil. tome una nueva lectura con el instrumento para verificar el valor. Note que cubre tres condiciones variables que afectan la resistencia a tierra del electrodo: resistividad del terreno. Si se tiene un sistema de electrodos de tierra dado y se encuentra que la lectura del instrumento Megger es muy alta. proceda como sigue: Con una regla. Para ilustrar la utilización del nomograma. El instrumento Megger indica una resistencia a tierra de 6.
El principio básico es obtener curvas de resistencia a tierra para distintos espaciamientos de electrodos de corriente. que da la resistencia medida contra el valor de P. se sugiere el siguiente. El proceso puede repetirse para un tercer valor de C como una verificación. Entonces la distancia verdadera del centro a la sonda de corriente es C + X. y se obtiene otra curva de resistencia contra X. considerando diferentes disposiciones sucesivas para el centro eléctrico del sistema. distancia X desde O. Esto significa que el valor de P. los valores correspondientes de P se pueden calcular y la resistencia leída fuera de la curva. 13 Fuente: Referencia 22 42 . Luego se puede obtener una curva tal como la abc (figura 22). etc. O y C están en la misma línea recta. consistente de varias varillas. por tanto. Cuando este proceso se repite para un valor diferente de C. la distancia C a la sonda de corriente y la distancia P variable a la sonda de potencial se miden desde ese punto. en el que tales cables largos no son necesarios. cintas. y.X. y esto no siempre es conveniente o posible. Estas resistencias se pueden graficar contra los valores de X en otra curva. Se ha considerado que D. para producir curvas de intersección que darán la resistencia a tierra y la posición del centro eléctrico. y la resistencia verdadera se obtiene cuando la sonda de potencial está a una distancia 0. Se encuentran ciertos problemas más bien difíciles cuando la resistencia de un sistema de electrodos de tierra. todas conectadas en paralelo y distribuidas en una gran área que se va a medir. Un método que no requiere tales longitudes tan largas de cable sería obviamente mejor. El método usual de medición que trabaja muy bien tiene una desventaja: a saber. En algunos casos esta distancia puede ser tanto como 3000 pies. las dos curvas se deben cruzar en la resistencia requerida.Apéndice II Medición de la resistencia de sistemas grandes con electrodos de tierra: Método de curvas de intersección* La dificultad de medir la resistencia de sistemas de electrodos grandes involucra la utilización de cables muy largos para conectar las sondas de potencial y corriente. Si ahora se dan a X distintos valores.618 (C + X) desde D.. Se ha diseñado un método alternativo. Suponga que todas las mediciones se hacen desde un punto O de arranque arbitrario. que es generalmente necesario colocar la sonda de corriente auxiliar a una distancia considerable del sistema de electrodos de tierra. Estas curvas se llaman curvas de intersección.618 (C+X) . Ahora suponga que el centro eléctrico del sistema de electrodos de tierra está actualmente en D. medido desde O es 0.
Figura 23 . El sistema de tierra consiste de varias placas de tierra y varillas unidas por cables de cobre. La línea de prueba sale de un punto en el frente aproximadamente a la mitad a lo largo de un lado. PRUEBA EN UNA SUBESTACIÓN GRANDE Las pruebas se realizaron en una subestación que cubre un área aproximada de 300 pies x 250 pies. Las curvas de resistencia a tierra resultantes se muestran en la figura 23.Curva de resistencia a tierra aplicable a sistemas de una gran área. 800 y 1000 pies del punto de arranque. y el electrodo de corriente se colocó a distancias de 400.Curvas de resistencia a tierra para una subestación. 600. Es razonable esperar que este valor sea correcto dentro de un porcentaje pequeño. 43 . Las curvas de intersección están graficadas y el valor final de resistencia se encuentra en la figura 24.Figura 22 .
la curva resultante es muy plana. Otra vez.Curvas de intersección para la figura 23. 44 . y el punto de intersección se vuelve indefinido. COMENTARIOS GENERALES El propósito de este método es reducir la distancia a la sonda de corriente. para un sistema cuadrado. Por otra parte. la distancia mínima a la sonda de corriente no debe ser menor que el lado del cuadrado. si lo es. y esto parece haberse logrado. Del trabajo que se ha hecho en el método. esta distancia máxima no debe exceder el doble de lado del cuadrado. El centro del triángulo formado por la intersección. es necesario analizar valores mínimos y máximos adecuados para la distancia a la sonda de corriente. pero se deben notar algunos puntos adicionales. hay ciertos límites en la distancia a la sonda de corriente. Para otras formas del sistema de electrodos de tierra. da la resistencia a tierra: 0146 ohms.Figura 24 . la distancia máxima no debe ser demasiado grande. Para cumplir. figura 24. si el sistema de tierra tiene la forma de un cuadrado.
R2.Apéndice III Medición de la resistencia de sistemas de electrodos de tierra grandes14 Método de pendiente. 14 Fuente: Referencia 23 45 . Inserte sondas de potencial a distancias iguales a 0. 4. Aquí se describe otra técnica. E es una de tantas varillas paralelas que forman el sistema complejo de tierra. Seleccione una varilla E conveniente a la que se pueda conectar el probador de tierra.2C. tanto en casos teóricos como prácticos. Inserte la sonda de corriente a una distancia C desde E (la distancia C es normalmente de 2 a 3 veces la dimensión máxima del sistema).4C y 0. Se llama Método de Pendiente.Localizaciones de la sonda de potencial para utilizar el Método de Pendiente. Este valor se llama m y representa el cambio de pendiente de la curva Resistencia/Distancia. Deje que esos valores de resistencia sean R1. y cuando el terreno no es homogéneo. Se ha mostrado que la resistencia de tierra verdadera de un sistema de electrodos se obtiene cuando la sonda de potencial temporal P se coloca a una distancia del centro eléctrico del sistema igual al 61.R2/R2 .R1. el siguiente es un procedimiento simplificado paso por paso. Mida la resistencia a tierra utilizando cada sonda de potencial a la vez. 3. 1. Figura 25 . Este principio se utiliza en la técnica llamada “curvas de intersección” explicada en el Apéndice I. Calcule el valor de R3 . Para el propósito de aplicar esta técnica en la práctica. Resulta aparente que el método es de naturaleza compleja y requiere ciertos cálculos de “prueba y error”.6C. 2. y R3 respectivamente. 0. Es más fácil utilizar y ha probado dar resultados satisfactorios.8% de la distancia del centro eléctrico a la sonda de corriente temporal.
es necesaria cierta experimentación para tener la certidumbre si el resultado práctico es tan exacto como la teoría parece indicar.5. 7. 46 . Recurra a la tabla siguiente y encuentre los valores correspondientes de PT/C para µ. la distancia C debe aumentarse. NOTA: Como con otras técnicas de prueba de tierra. calcule PT e inserte una sonda de potencial a esta distancia de E. Una observación particular sobre el Método de Pendiente es que si el cálculo de µ es mayor que el dado en la tabla. Repita el proceso completo para una valor más grande de C. Si la resistencia “verdadera” decrece apreciablemente cuando C aumenta. es necesario aumentar C todavía más. 8. Puesto que C ya se conoce. Mida la resistencia a tierra que debe ser la resistencia verdadera.
643 0.497 1.624 0.548 0.91 0.452 0.59 0.00 1.615 0.90 0.59 0.542 0.423 0.37 1.642 0.72 0.66 0.640 0.08 1.54 1.347 0.468 0.573 0.458 0.80 0.448 0.533 0.504 0.41 0.585 0.535 0.32 1.12 1.602 0.609 0.577 0.623 0.517 0.51 0.636 0.434 0.45 1.630 0.17 1.633 0.26 1.587 0.81 0.341 47 .558 0.512 0.34 1.582 0.57 1.550 0.599 0.22 1.546 0.58 0.594 0.401 0.42 1.57 0.369 0.43 0.30 1.46 1.31 1.15 1.35 1.569 0.19 0.55 1.48 1.20 1.596 0.01 1.474 0.471 0.98 0.414 0.88 0.445 0.82 0.462 0.21 1.16 1.76 0.606 0.70 0.358 0.09 1.69 0.14 1.438 0.618 0.52 1.05 1.45 0.84 0.25 1.41 1.51 1.397 0.18 1.62 0.374 0.50 1.Tabla VII Valores de PT/C para varios valores de µ µ PT/C µ PT/C µ PT/C 0.427 0.27 1.389 0.03 1.50 0.42 0.610 0.617 0.68 0.33 1.99 1.514 0.38 1.85 0.614 0.379 0.591 0.11 1.524 0.384 0.604 0.597 0.528 0.639 0.526 0.67 0.89 0.592 0.87 0.58 1.564 0.465 0.46 0.23 1.406 0.61 0.77 0.519 0.78 0.364 0.53 0.47 1.632 0.47 0.40 1.552 0.64 0.36 1.83 0.635 0.627 0.601 0.92 0.499 0.40 0.93 0.486 0.544 0.74 0.07 1.531 0.04 1.02 1.13 1.97 0.75 0.352 0.607 0.556 0.49 1.537 0.589 0.52 0.626 0.522 0.441 0.567 0.575 0.502 0.579 0.560 0.10 1.55 0.554 0.507 0.612 0.96 0.24 1.28 1.71 0.94 0.53 1.483 0.95 0.431 0.86 0.620 0.477 0.393 0.494 0.455 0.580 0.539 0.480 0.562 0.56 1.29 1.54 0.56 0.488 0.571 0.637 0.65 0.566 0.621 0.48 0.79 0.73 0.06 1.629 0.44 0.44 1.418 0.491 0.43 1.60 0.509 0.410 0.39 1.584 0.63 0.49 0.
48 . Esto es conectado como la demostración en el (dbj.) El probador de tierra es manejado del modo normal y una medida de resistencia es hecha. Para determinar este valor. La corriente de falla máxima tiene que ser calculada de parámetros asociados con las posiciones de subestaciones involucradas. esto no es necesariamente simple. Estacion de Distribucion Cerramiento Puesto a Tierra E P B A Sistema de tierra de una estacion de distribucion Fig.Método de empleo para la determinación de tacto y potencial de paso. 26 . Esta es la resistencia eficaz entre el punto de prueba entre la cerca y el punto potencial visto por la corriente de prueba. un probador de tierra primero puede ser usado para encontrar la resistencia del terreno. El terminal “C1” del probador de tierra es unido al sistema de base de la subestacion “E” y el terminal “C2” es conectado al punto de corriente “C”(establecido para pruebas de una distancia lejana.) El terminal “P1” es unido a la estructura en prueba( por ejemplo.Apendice IV Determinacion de Tacto y Potencial de Paso El potencial de tacto es el termino dado a la diferencia potencial que una persona podría experimentar a través de su cuerpo si ella estuviese por ejemplo de pie sobre el terreno fuera de la cerca de perímetro de la tierra de una subestacion y el toque de la cerca en el tiempo que una falla a la tierra ocurra. Se debe saber el valor máximo de la corriente que fluirá en la tierra cuando una falla ocurra en la subestacion. 26). la cerca de perímetro la que la persona podría tocar) y el terminal “P2” es unido a un punto potencial “P” que es insertado en la tierra sobre 3 pies lejos del perímetro de la cerca continua al punto de prueba sobre la cerca (esto es donde la persona podría estar de pie.
El potencial de paso eficaz puede ser calculado multiplicando la corriente de falla por la resistencia de la tierra. dependiendo que verdadero la medida de resistencia de tierra sea). Esta es la diferencia potencial que una persona experimentaría los pies si ellos caminaran el terreno en el cual una corriente de falla haya existido. El probador de la tierra es manejado del modo normal y una medida de resistencia es hecha. Otra vez. Las puntas son clavadas en la tierra en posiciones “A” y “B” (como mostrado en el dibujo 26) a una distancia de 3ft (esto es. 49 . Esta es la resistencia eficaz entre “A” y “B” como visto por la corriente de prueba. Nota: “A” esta cercano a “E” y es unido al terminal “P1”. otra vez dentro de una exactitud razonable. El terminal “C1” y “C2” sobre el probador de tierra es unido como lo descrito por la determinación del potencial de tacto. Los terminales “P1” y “P2” son unidos en dos puntos potenciales establecidos para objetivos de prueba.El eficaz de potencial máximo puede ser calculado dentro de un margen razonable de exactitud (aproximadamente el 20%. El potencial de paso es obtenido de un modo similar. se debe saber el valor máximo de la corriente que fluirá en la tierra en condiciones e falla en la subestacion. multiplicando la corriente de falla por la resistencia de la tierra. la longitud aproximada del paso de una persona).
agosto 1941 (Biddle Bulletin 25T2). General Electric Review. General Electric Review. III. Elect. 1958. General Electric Co. también AIEE (IEEE) Publicación S2. “Principios y prácticas que establecen la puesta a tierra”. Rudenberg AIEE (IEEE). M. Jensen. Towne. AIEE (IEEE) Transactions. marzo. Vol. R. Sunde. “Resistencias del terreno”. 81. Vol. mayo de 1932. 258. Junio. julio. AIEE (IEEE) No. London (1964). “Guía recomendada para medir resistencia a tierra y gradientes de potencial en el terreno”. también AIEE (IEEE) publicación S2. “Puesta a tierra efectiva de circuitos eléctricos”. F. Industrial Power Systems Data Book. Transactions. partes I. F. 55. Edison Electric Institute. 1936. E. H. Bulletin of Bureau of Standars. George Newnes Limited. D9. D. 12. E. 80. 3. “Tierras de pararrayos”. G. R. B. Vol.REFERENCIAS “Efectos de la conducción del terreno en sistemas de transmisión”. 11 de octubre de 1915. páginas 173. Eaton. abril. H. 215. Pub. “Un método para medir la resistividad del terreno”. Report No. No. 58-106. D. J. H. AIEE (IEEE) No. Tagg. Dwight.. “Código de prueba maestro para medición de resistencia”. 550. 77. Eng. “Guía de seguridad de puesta a tierra en subestaciones de corriente alterna”. No. Curdts. 50 . “Cálculo de resistencia a tierra”. “Principios de puesta a tierra y consideraciones prácticas fundamentales de corrientes de tierra”. Vol. enero de 1946. C. II. “Puesta a tierra de equipo”. “Algunos de los aspectos fundamentales de mediciones de resistencia a tierra”. AIEE (IEEE) Paper No. Van Nostrand Co. Wenner. 280. 35. AIEE (IEEE) No. “Principios y prácticas de puesta a tierra”. B.
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totalmente automática • Selección de medición de tres o cuatro terminales • Rango automático de 10 Mohm a 20 kohm • Pruebas a BS7671. interferencia extrema de voltajes de CA presentes subestaciones grandes. BS7430. BS6651 y VDE0413 • Alta tolerancia a la resistencia de la varilla • Tolerancia de ruido a 40 V DET5/4 • Operación simple totalmente automática • Medición de tres terminales para pruebas de electrodo de tierra • Rechazo superior de ruido a 40 V • Alta tolerancia a la resistencia con las varillas • Cubierta a prueba de agua. interferencia múltiples. ideal para sistemas de tierra grandes • Alta exactitud para electrodos de tierra y pruebas de resistividad del terreno • Voltaje de prueba 50 V máximo por seguridad • Baterías recargables de larga vida y recarga rápida • Un instrumento versátil y robusto con protección IP54 • Características de filtro y alta corriente para prueba de tierra válida en situaciones difíciles • Operación simple. 1 mohm. protección IP54 DET62D 52 . residencial No No se requiere gran resolución 3 terminales DET62D electrodos de tierra Sistemas de tierra grandes y complejos. sistemas de tierra de plantas moderada de voltajes industriales. subestaciones de CA presentes pequeñas Sistemas de tierra grandes más complejos. Sistemas de alambrado de tierra simples Tierras de postes.Guia de Selección del Probador de Tierra Aplicación de prueba Ejemplos de aplicación Resistividad Requerimientos de prueba Tipo de instrumento Modelo No. subestaciones de interruptores Si Se requiere exactitud más alta y mayor resolución 4 terminales DET5/4D DET5/4R Si Se requiere la mayor exactitud y resolución precisa 4 terminales alta sensibilidad DET2/2 DET2/2 • Alta resolución.
4271 Bronze Way. • Dallas. TX 75237 .
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