+++ Conferencia Ivanko PAT [PDF]

Zitiervorschau

´ CAP´ITULO DE INGENIER´IA ELECTRICA ´ Tecnica ´ Reunion Especializada

PUESTA A TIERRA ˜ Medidas Principios, Diseno, Expositores: YANQUE INGENIEROS S.A.C. Justo YANQUE MONTUFAR; Mirko YANQUE TOMASEVICH; Ivanko YANQUE TOMASEVICH;

Ing. M-E. M.Sc.App .(Be); CIP-6185 Ing. M-E, M.Sc.(Br), D.Sc.(Br); CIP-90637 Ing. M-E, M.Sc.(Br), D.Sc.(Br); CIP-209037

CIP-PERU, CDL-CIE; Calle G. Marconi 210, San Isidro ˜ 2019 Ciudad de Lima, 28 de Mayo del Ano 0/ 19

´ Recomendaciones de Estandares y Normas 1. Valores Recomendados de Resistencia de PAT • R < 1Ω : Subestaciones (IEEE Std 142) • R < 5Ω : Industrias y Comercios (IEEE Std 142) • R < 10Ω : Descargas Atmosfericas (NFPA 780) • R < 25Ω : PAT Comun ´ (IEEE Std 142, NFPA 70, CNE Util.)

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Principio de Ca´ıda de Potencial ´ 1. Modelo Analogico del Suelo como Conductor ´ • Considera el Suelo como Conductor Electrico, mediante un ´ ´ (∆S), Resistividad (ρ) segmento volumetrico de seccion • Se calcula su Resistencia (R), como conductor convencional, aplicando las Leyes de Pouillet y Ohm

Ley de Pouillet R=ρ

∆k ∆S

Ley de Ohm R=

∆V ∆I

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Principio de Ca´ıda de Potencial ´ 2. Modelo Analogico del Suelo como Conductor ´ del Campo Electrico ´ • El modelo reproduce la expresion (E) con la Resistividad del Suelo (ρ) y la Densidad de Corriente (J) ´ • Se concluye que el Campo Electrico en el suelo funciona de ´ identica forma que en el aire o en el vacio

´ Campo Electrico ∆V ∆I =ρ ∆k ∆S ρI −E = ρJ = 2πr 2

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Principio de Ca´ıda de Potencial ´ 3. Potencial Absoluto en Suelo Homogeneo ´ de la Corriente, produce: • La Dispersion ´ ´ a) Un Potencial Maximo absoluto en el punto de inyeccion ´ b) Revela la Resistencia maxima que opone el Suelo • El Potencial en (C) disminuye radialmente y se hace cero en el Infinito, ello verifica la existencia de la Tierra Remota

Potencial Absoluto   ρI 1 1 − , ∆V = 2π ro rp ρI ρ Vo = , Ro = 2πro 2πro

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Principio de Ca´ıda de Potencial 4. Principio de Ca´ıda de Potencial para Medidas en el Suelo • Se hace circular una Corriente (I) entre dos puntos (C1 ,C2 ) del Suelo con retorno por un circuito externo • Se mide el potencial entre dos puntos (P1 ,P2 ) cualesquiera del Suelo, y se halla la Resistencia entre dichos puntos

Resistividad ρI F (rn ), 2π F (rn ) = f (r1 , r2 , R1 , R2 ) 1 ρ = 2πR , F (rn ) VP1 ,P2 =

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´ Medida de Resistividad - Metodo Wenner 1. Objetivo de las Medidas • Medir Ra para obtener ρ1 , ρ2 y h1 • Medir un juego de Resistencias Aparentes (Ra ) a distintas profundidades del suelo para obtener mediante procesado el perfil estratificado de Resistividades del Suelo (ρ1 , ρ2 y h1 ) ´ de las Medidas en el Campo 2. Ejecucion • Cada juego de Medidas se hace sobre su propia directriz • Se obtienen curvas (CSG) (ρa vs a), para procesamiento

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´ Medida de Resistividad - Metodo Wenner ´ 3. Ventajas del Metodo ´ del suelo a pequena ˜ profundidad • Permite exploracion ´ lateral del Suelo, son m´ınimos • Los errores por variacion ´ confiable • El procesamiento de los datos es mas ´ del Metodo ´ 4. Caracter´ısticas de Aplicacion • Mide la (Ra ), entre dos puntos del Suelo (P1 ,P2 ) ´ general del Potencial • La (ρa ) resulta de la expresion

Resist. Aparente F (rn ) =

1 VS , Ra = , a I ρa = 2π a Ra

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´ Medida de Resistividad - Metodo Wenner ´ de las Caracteristicas Wenner (CSG) 5. Interpretacion ´ indican cambio en la Resistividad • Puntos de inflexion • Se requieren al menos 4 SGVs en cada Juego de Medidas • Con las medidas se obtienen mayormente CSGs biestrato • Se grafica la caracteristica (ρa ,a) para obtener (ρ1 ,ρ2 ,h1 ) mediante el procesado del primer segmento (max-min)

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´ Medida de Resistividad - Metodo Wenner 6. Modelo Matematico de Tagg • Considera estratos paralelos de espesor (h1 ) con un factor ´ (K ) (atenuacion) ´ de reflexion • Constituyen dos medios conductores de (ρ1 ) y (ρ2 ) • Se obtiene (UP ) y luego con (ρa = 2πaVS /I) la Ec. de Tagg Potencial en un punto P   ∞ X Iρ1  1 Kn , q UP = +2 2π r 2 2 n=1 r + (2nh1 ) ´ de Tagg Ecuacion  ∞  X Kn Kn ρa √ =1+4 −√ , ρ1 1 + u2 4 + u2 n=1

K =

ρ2 − ρ1 ρ2 + ρ1

u = 2nh1 /a

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´ Medida de Resistividad - Metodo Wenner

´ • Ec. Tagg genera la Fam. Estandar (STD) ´ • Grafica: Escala Doble Logar´ıtmica • CSG: Forma biconvexa opuesta • Se compara la (CSG) con la (STD), trasladando el origen virtual O1 • Como resulado, se obtienen ρ1 , ρ2 , h1 10/ 19 [email protected]

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Medida de Resistencia de Puesta a Tierra 1. Tendido de los Circuitos de Medidas • Se utilizan 2 Circuitos: de Corriente y de Potencial • Permiten aplicar el Principio de Ca´ıda de Potencial • Se mide (V ) entre (C1 = P1 ) y (P2 )
• (R) resulta de la Ley de Ohm VI cuando (e = 0) • Si (d >> r ), entonces (e = 0) cuando (p/d = 0, 62) V = R + e, I

e=

ρ 2π

 −

1 1 1 − + d −r p d −p



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Potenciales de Toque y de Paso 1. Origen de los Potenciales Peligrosos • PAT dispersa, concentra y conduce IF durante ts • Aparecen Potenciales de Toque y de Paso VT ,VP • VT ,VP pueden crear riesgo en la superficie del Suelo ´ de la Medida cumplira´ (VT < VTA ,VP < VPA ) • La evaluacion

VTA = (1000 + 1, 5ρs Cs ) k/ts VPA = (1000 + 6ρs Cs ) k/ts k50kg = 0,116,

k70kg = 0,157  0, 09 1 − ρρs 

Cs =1 −

2hs + 0, 09

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Potenciales de Toque y de Paso 2. Tendido de Circuitos de Medida • Utiliza el mismo circuito que para medir la Resistencia de PAT ˜ PATs: Se mide con instrumento portatil ´ (V = IF .Rm ) • Pequenas • Redes de PAT: Se mide con fuente independiente (V = Vm .IF /I) • Se mide en mV , electrodos planos (200cm2 ), carga de 25kg c/u

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4. Potenciales de Toque y de Paso ´ de Medidas 3. Criterios para Ejecucion • La directriz de medidas sera´ equidistante a las hileras paralelas de conductor enterrado, o radial a una PAT puntual ´ ´ se mide en • Si la PAT es simetrica en ambos ejes (x,y ), solo ˜ sobre las directrices paralelas a ambos ejes un pano

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Potenciales de Toque y de Paso ´ para las Medidas 4. Disposicion • VT : Se mide entre un punto de Masa conectada a la PAT y un punto de la superficie del Suelo a 1m de distancia • VP : Se mide entre dos puntos cualquiera de la superficie del Suelo, separados a 1m de distancia

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Equipo de Medidas 1. Medida Indirecta de Resistividades del Suelo ´ • Utilizan instrumentos portatiles ligeros estandarizados ˜ corrientes de medidas (10 − 250mA) • Pequenas ˜ profundidad de exploracion ´ (8 − 16m) • Pequena ´ 2. Medida Directa de la Resistencia de Dispersion ˜ • PATs puntuales/pequenas: Instrumentos convencionales • PATs de gran cobertura : Fuente independiente Potente 3. Medida Directa de los Potenciales en el Suelo ˜ ˜ Potencia • PATs puntuales/pequenas: Fuente indep. pequena • PATs de gran cobertura : Fuente independiente Potente

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Instrumentos de Medida ´ 4. Instrumentos Convencionales - Telurometros • Aplican el Principio de Ca´ıda de Potencial ˜ a mediana cobertura • Se utilizan para PAT de pequena ´ • Son portatiles y disponen de una Fuente de Corriente propia • Funcionan con corrientes de frecuencia propia (Alta o Baja) 5. Instrumentos No Convencionales • Para instalaciones con varias conexiones a PAT (ej; LL.EE.) • Se mide la Corriente a Tierra en cada punto conectado

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Instrumentos de Medida 6. Instrumentos, Fuente y Equipo de Medidas ´ • Se utilizan para PAT de mediana y gran extension • Proveen Corriente de medidas permanente y estable ´ • Corrientes Parasitas normalmente no afectan las medidas • Aplican los circuitos y distancias de los Std IEC,IEEE ´ ´ • Usan Fuente autonoma de Corriente con Variador de Tension ´ • Valores se obtienen con instrumentos de precision

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FINAL DE LA TERCERA EXPOSICION

MUCHAS GRACIAS

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