trabajo final

1. República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior.
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”.
Maturín Estado Monagas.
Participante:
Bachiller: Gabriela ArismendiC.I: 23.605.412.
Escuela 43 Ing. Eléctrica.
Maturín, enero del 2016.

2. Índice.
Introducción…………………………………………………………………………………………………..…….…..3
Datos para el calculo de S.P.A.T…………………………………………………………………..………..….4
Para calcular la superficie cubierta por la red de tierra………………………………………..….4
Corriente de cortocircuito…………………………………………………………………………………………………..…4
Radio equivalente de la superficie del terreno………………………………………………………………………5
Longitud total del conductor………………………………………………………………………………………………….5
Cálculo de número de conductores………………………………………………………………………………………5
Corriente del diseño………………………………………………………………………………………………………….….5
Interpolando para encontrar x”/R se tiene………………………………………………………………………....6
Introduciendo datos a la ecuación………………………………………………………………………………………..6
Resistencia de la red……………………………………………………………………………………………………………..6
Radioequivalente de lasuperficie cadatorre,tomando encuentaque
las basesde lastorres sonde 8x8 m…………………………………………………………………………………….6
Resistencia de cada torre…………………………………………………………………………………………………….7
Resistencia por kilometro de línea……………………………………………………………………………………….7
Impedancia equivalente…………………………………………………………………………………………………..…7
Impedancia resultante al utilizar 10 hilos de guarda……………………………………………………………7
Corriente de red……………………………………………………………………………………………………………..….8
Potencia de la malla de red………………………………………………………………………………………………...8
Potenciales tolerables al cuerpo humano…………………………………………………………………………10
Longitud de seguridad………………………………………………………………………………………………………10
Conclusión………………………………………………………………………………………………………………………..12
Bibliografía……………………………………………………………………………………………………………………….13
Anexos……………………………………………………………………………………………………………………………..14

3. Introducción.
La puesta a tierra es un mecanismo de seguridad que forma parte de las
instalaciones eléctricas y que consiste en conducir eventuales desvíos de la corriente hacia
la tierra, impidiendo que el usuario entre en contacto con la electricidad. Hilo de tierra,
pozo a tierra o conexión de puesta a tierra son otros de los nombres que se le otorga a
esta unión, que comenzó a utilizarse ya en el siglo XIX. En concreto, se empezó a emplear
cuando se extendió el uso de los sistemas de telégrafos. Los sistemas de tierra
comprenden: El dispersor. Constituido por un cuerpo metálico o un conjunto de cuerpos
metálicos puestos en contacto directo con la tierra y destinados a dispersar las corrientes
de tierra. El conducto de tierra. Lo constituye un conductor que sirve para unir las partes
de puesta a tierra con el dispersor. Los colectores eventuales de tierra. Conjunto de
colectores, en los cuales se hacen más dispersores y conductores de corriente las
terminales de ellos. Las principales características que interesan para los sistemas de
dispersión son: La corriente de tierra I, que corresponden al valor máximo que se provee
de la corriente en amperes que debe ser dispersada en el sistema de tierra. La tensión de
tierra V, equivalente a la máxima diferencia de potencial, medida en volts, existente entre
el sistema de dispersión y un punto en el infinito, cuando el sistema de tierra dispersa la
corriente de tierra I prevista.
La resistencia de tierra R, cuyo valor en ohm se define por medio de la relación
entre la tensión y la corriente de tierra, o sea El gradiente de tierra E, que indica en
volts/m la diferencia de potencial entre dos puntos de terreno cuya distancia del dispersor
varía en un metro. La resistencia del terreno, que indica en 2m el valor de la resistividad
del terreno en el cual esta embebido el sistema de dispersión. La malla de tierra es un
conjunto de conductores desnudos que permiten conectar los equipos que componen una
instalación a un medio de referencia, en este caso la tierra. Tres componentes constituyen
la resistencia de la malla de tierra: La resistencia del conductor que conecta los equipos a
la malla de tierra. La resistencia de contacto entre la malla y el terreno. La resistencia del
terreno donde se ubica la malla. La tensión de paso corresponde a la elevación de
potencial debido a la corriente de cortocircuito que circula desde la malla al terreno, y
aunque a su vez forzara a que circule una corriente por el cuerpo de una persona que se
encuentre parada sobre la malla. La tensión de paso se determina para una distancia
entre puntos a considerar con separación de 1 metro.

4. Datos para calcular el sistema de puesta a tierra para una subestación 400/230KV.
Potencia de cortocircuito máximo: 7500 MVA.
Corriente de cortocircuito máximo: 21,300 A.
Resistividad de terreno (p): 50Ω-m.
Resistividad superficial (piedra) (ps): 2500Ω-m
Profundidad de la red (h): 0.30m
Tiempo de duración de la falla: 20 ciclos.
Longitud de la red de tierra: 650m.
Frecuencia: 60 ciclos/segundo.
Ancho de la red de tierra: 25m.
Relación x/R en el bus (para x”/R=20): 1.03
Hilos de guarda: 12
Resistencia del hilo guarda conductor:
1.- Para calcular la superficie cubierta por la red de tierra:
Donde A: a la longitud de la tierra x el ancho de la misma, la cual da como resultado:
16,250m2.
2.- Corriente de cortocircuito:
ICC = 21.3 KA.

5. 3.- Cálculo de número de conductores:
La separación entre conductores será de 5m lado corto y 25m lado largo, entonces se
tiene:
Lado corto: 25/5+1=6 (Lado longitudinal).
Lado largo: 650/25+1=27 (Lado transversal).
4.- Radio equivalente de la superficie del terreno:
5.- Longitud total del conductor:
6.- Corriente del diseño:

6. 7.- Interpolando para encontrar x”/R se tiene:
8.- Introduciendo datos a la ecuación:
9.- Resistencia de la red:
10.- Radio equivalente de la superficie cada torre, tomando en cuenta que las bases de las
torres son de 8x8 m:

7. 11.- Resistencia de cada torre:
12.- Resistencia por kilometro de línea:
13.- Impedancia equivalente:
14.- Impedancia resultante al utilizar 10 hilos de guarda:

8. 15.- Corriente de red:
16.- Potencia de la malla de red:

9. 17.- Potenciales tolerables al cuerpo humano:
Potencial de paso:

10. Potencial de contacto:
18.- Longitud de seguridad:

11. Conclusión.
La tierra es, en definitiva, una superficie que pueda disipar la corriente eléctrica
que reciba. Lo que llamamos puesta a tierra consiste en un mecanismo que cuenta con las
piezas metálicas enterradas (denominadas jabalinas, picas o electrodos) y conductores de
diferente clases que vinculan los diversos sectores de la instalación. Al aumentar el
espaciamiento entre conductores aumenta 233 el voltaje de toque y disminuye el voltaje
de paso, por consiguiente al disminuir el espaciamiento, disminuye el voltaje de toque y
aumentan el voltaje de paso, por la cual conviene mantener un espaciamiento moderado
que mantenga dichos voltajes por debajo de los voltajes tolerables. La profundidad de
enterramiento tiene una influencia significativa sobre los voltajes de toque y paso. Para
aumentos moderados de la profundidad, el valor del voltaje de toque disminuye, debido a
la reducción de la resistencia de la malla y a la reducción correspondiente en el aumento
de potencial de la malla. Sin embargo, para incrementos grandes de profundidad el voltaje
de toque puede aumentar significativamente. Sin embargo el voltaje de paso disminuye
siempre con el aumento de la profundidad.
El área del sistema de aterramiento es el factor geométrico más importante a la
hora de determinar la resistencia de la rejilla, ya que este influye directamente en el valor
de resistencia, mientras más grande es el área aterrizada, más baja será la resistencia de
puesta a tierra y viceversa, mientras más limitada es el área mayor será le resistencia de
puesta a tierra. Al conectar a la tierra de la subestación el cable de guarda o el conductor
neutro, o ambos y ellos a su vez hacia las estructuras de líneas de transmisión o postes de
distribución, tendrá como efecto el incremento del gradiente de potencial en las bases de
las torres, mientras se reduce en la subestación. Esto se debe a que cada torre que se
encuentra cerca de la subestación compartirá el incremento del GPR en cada incremento
de voltaje de la plataforma de aterrizaje de la subestación, cualquiera que sea la causa, en
lugar de afectarse solo por una falla aislada en el lugar o por una descarga disruptiva en
una de la torres. Por el contrario, cuando ocurre una falla en una torre, el efecto del
sistema de aterrizaje que se conecta a la subestación disminuye la magnitud de los
gradientes cercanos a la base de la torre.

12. Bibliografía.
[1] Noriega, E “Diseño de mallas de tierra para subestaciones”,
http://www.monografias.com/trabajos21/mallas-de-tierra/mallas-detierra.shtml.
Año 2004.
[2] Hernández, C. “Evaluación de los sistemas de puesta a tierra de
las subestaciones de distribución de Senda” UDO. Escuela de ingeniería
Eléctrica 2005
[3] Noriega, E “Diseño de mallas de tierra para subestaciones”,
http://www.monografias.com/trabajos21/mallas-de-tierra/mallas-detierra.shtml.
Año 2004.

14. Fig1: Tensiónde contactoa travésdel sistemade PTen una S.E.T
Fig2: Animacióndel Sistemade puestaatierra.

15. Fig3: Tensionesde pasoycontactocon proteccióny sinprotección.
Fig4: Esquemade unsistemade puestaa tierra.