UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA METROLOGIA ELECTRICA USO DEL TELUROMETRO EXTECH-382152 1

TELUROMETRO DIGITAL 2

OBJETIVOS 3 • Comprobar el estado físico operativo del sistema de puesta a tierra, a través de la medición de la resistencia de cada uno de los pozos de puesta a tierra (PAT), utilizando el telurometro digital. • El objeto de este procedimiento es establecer los criterios técnicos que han de seguirse en la realización sistemática de las medidas de la resistencia de las instalaciones de puesta a tierra. • Conocer las características telurometro digital. , partes y maniobra del

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA � Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen nuestros equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa 4

Resistividad de un terreno La resistividad del terreno se define como la resistencia que presenta 1 m 3 de tierra, y resulta de un interés importante para determinar en donde se puede construir un sistema de puesta a tierra. 5

A continuación la tabla de tipos de suelos con sus respectivas resistividades. 6

OBJETIVO DE PAT � El de brindar seguridad a las personas (CONTACTOS DIRECTOS , INDIRECTOS) � Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección. � Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación. 7

CONTACTOS DIRECTOS INDIRECTOS 8

CONTACTOS INDIRECTOS 9

TIPOS DE PAT v De acuerdo a su aplicación los sistemas de puesta a tierra son: Puesta a tierra para sistemas eléctricos. � Puesta a tierra de los equipos eléctricos. � Puesta a tierra en señales electrónicas. � Puesta a tierra de protección electrónica � Puesta a tierra de protección atmosférica � 10

Puesta a tierra para sistemas eléctricos � El propósito de aterrar los sistemas eléctricos es limitar cualquier voltaje elevado que pueda resultar de rayos, fenómenos de inducción o de contactos no intencionales con cables de voltajes más altos. Esto se realiza mediante un conductor apropiado a la corriente de falla a tierra total del sistema, como parte del sistema eléctrico conectado al planeta tierra. 11

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Puesta a tierra de los equipos eléctricos Su propósito es eliminar los potenciales de toque pudieran poner en peligro la vida y las propiedades, de forma que operen las protecciones por sobrecorriente de los equipos. � Utilizado para conectar a tierra todos los elementos de la instalación que en condiciones normales de operación no están sujetos a tensiones, pero que pueden tener diferencia de potencial con respecto a tierra a causa de fallas accidentales en los circuitos eléctricos, así como los puntos de la instalación eléctrica en los que es necesario � Generalmente la resistencia a tierra en cualquier punto del sistema, no debe ser mayor a 10 Ohms. Para la conexión a tierra de los equipos. � 13

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Puesta a tierra de protección electrónica � Para evitar la destrucción de los elementos semiconductores por sobre voltajes, se colocan dispositivos de protección de forma de limitar los picos de sobré tensión conectados entre los conductores activos y tierra. � La puesta a tierra de los equipos electrónicos y de control, consta de una serie de electrodos instalados remotamente al edificio. En el interior se instala una barra de cobre electrolítico de dimensiones adecuadas montada a 2. 60 metros sobre nivel de piso terminado con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de electrónica. � La resistencia a tierra máxima en este sistema debe ser de unos 2 Ohms, cuando no se alcanza la resistencia deseada, se instala algún elemento químico para reducir la resistividad del terreno y alcanzar así, la resistencia a tierra requerida. 15

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Puesta a tierra de protección atmosférica � Como su nombre lo indica, se destina para drenar a tierra las corrientes producidas por descargas atmosféricas (RAYOS) sin mayores daños a personas y propiedades. Se logra con una malla metálica igualadora de potencial conectada al planeta tierra que cubre los equipos o edificios a proteger o se conforma con electrodos tipo copperweld y cable tipo pararrayos de cobre Clase 1 de 27 hilos. � La distancia del edificio con respecto al sitio donde se entierre el electrodo, no debe ser inferior a 2, 50 metros y debe quedar totalmente aislado de los sistemas de tierras para fuerza y para electrónica. � La resistencia a tierra en cualquier punto del sistema, no debe ser mayor a 10 ohms 17

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Puesta a tierra de protección electrostática � Sirve para neutralizar las cargas electroestáticas producidas en los materiales dieléctricos. Se logra uniendo todas las partes metálicas y dieléctricas, utilizando el planeta tierra como referencia de voltaje cero. � Como pudo apreciar anteriormente cada sistema de tierras debe cerrar únicamente el circuito eléctrico que le corresponde. 19

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Diferencias entre la conexión de tierra y neutro � Un error común en la conexión de un equipo o en la transmisión de tensión en un conducto es la confusiónentre tierra (GND) y neutro (N). Aunque idealmente estos dos terminan conectados en algún punto a tierra, lafunción de cada uno es muy distinta. El cable de neutroes el encargado de la transmisión de corriente y el conductor de tierra es una seguridad primaria de los equipos contra el shock eléctrico. Identificarlos como si cumplieran la misma función seria anular la seguridad de � tierra contra el shock eléctrico. En el hipotético caso se tome el neutro y tierra como la misma cosa, cuando el cable de tierra se corte o interrumpa, la carcaza de los equipos que estén conectados a esta tierra-neutro tendrá el potencial de línea y así toda persona o ser que tenga contacto con ello estará expuesta a una descarga eléctrica. 21

Métodos que se pueden efectuar para hacer los puestos a tierra � Sistema de varilla "Copper. Weld" � Sistema de plancha � Sistema de red o malla � Sistema de disco � Sistema de esfera 22

Sistema de varilla "Copperweld" � Este sistema de puesta a tierra consiste en una varilla de cobre o de hierro colado ubicada en el suelo, cerca al medidor, con una longitud mínima de 2, 40 mts. y un espesor de 5/8". De su extremo superior se deriva, por medio de un empalme, un hilo conductor en cobre, que ingresa a la instalación eléctrica haciendo contacto con todas las partes metálicas que la conforman. El empalme entre el hilo y la varilla puede ser elaborado mediante una abrazadera de cobre o utilizando soldadura exotérmica. � Se requiere de que la varilla se encuentre enterrada en un suelo apto con baja resistencia eléctrica, y que además, sea capaz de ofrecer una diferencia de potencial entre la tierra y el neutro de 0 V. El punto de empalme debe quedar dentro de una caja de inspección en concreto con dimensiones de 30 cm 3. Cuando el terreno no brinda las condiciones necesarias para el sistema, la tierra debe ser preparada, garantizando una adecuada descarga; se recomienda mezclar tierra negra con carbón mineral y sal para mejorar la conductividad y mantener la humedad del terreno. 23

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Sistema de plancha � Este tipo de sistema de puesta a tierra puede reemplazar al de la varilla de Copperweld a nivel residencial. Se trata de una plancha en cobre enterrada en el suelo cerca a la instalación dentro de un terreno preparado previamente. El hilo conductor que se distribuye se deriva de la plancha por medio de un empalme elaborado con soldadura de plata o de cobre aplicada con soplete. Su profundidad mínima ha de ser de 40 cm. Es usada en terrenos donde no puede ser posible la conexión de la varilla Copperweld por causa de la profundidad. 25

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Sistema de red o malla � Se trata de un sistema de varilla Copperweld reforzada que se emplea para sistemas eléctricos de carga elevada en instalaciones tipo comercial e industrial. � Consiste en la interconexión de (3) o más varillas dependiendo de la carga, ubicándolas en diferentes puntos de un terreno y derivando de allí el hilo conductor que se distribuye por la instalación eléctrica. La instalación mínima entre varillas debe ser del doble de la longitud de cada una de ellas. Los empalmes deben ser elaborados con soldadura exotérmica. Deben empezar a ser utilizados con cargas iguales y superiores a 7, 5 k. W. En cada punto de ubicación de cada varilla es indispensable preparar el terreno. 27

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Sistema de Disco � El sistema de puesta a tierra en forma de disco es utilizado a nivel industrial con el fin de aterrizar las cargas eléctricas que se encuentran en reposo en la superficie de las máquinas y/o equipos (electrostática). Se trata de un disco hecho en acero colled-rold que actúa de forma individual para las carcasas de los equipos; se ubica en el suelo a poca profundidad (entre 10 y 30 cm), derivando se de él un hilo conductor en cobre que hace contacto con la estructura metálica de la maquinaria. La electrostática se produce en máquinas que funcionen o presenten fricción. 30

Sistema de esfera � Este tipo de sistema de puesta a tierra es utilizado para aterrizar cargas de alto nivel eléctrico, en redes de alta tensión. Se trata de una esfera en acero con un diámetro mínimo de 20 cm. que se ubica en el suelo a una profundidad muy grande (de entre 10 y 20 mts de la superficie). De su cuerpo se desprende un hilo conductor a través de un ducto, dirigiéndose a la superficie, evitando el contacto con la tierra, con el fin de evitar que se presente tensiones de paso 31

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA � ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA: › Electrodo. › Gel. › Conductor de puesta a Tierra. › Conector de puesta a tierra. › Tierra (tierra de chacra). 32

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TRATAMIENTO DEL TERRENO PARA MEJORAR LA PUESTA A TIERRA Existen diversos tipos de tratamiento químico para reducir la resistencia de un SPAT los más usuales son: � Cloruro de Sodio + Carbón Vegetal � Bentonita � Thor-gel 34

¿Para que nos sirve averiguar o conocer la resistencia del pozo a tierra? Para mantener la seguridad de las personas que trabajen o estén en contacto con las instalaciones, se hace necesario un sistema de puesta a tierra así como mantener en condiciones óptimas de operación los distintos equipos de la red eléctrica.

¿Es importante conocer la resistividad del terreno? La resistividad del suelo es la propiedad que tiene éste para conducir electricidad, para nosotros nos es de mucha importancia el poder conocer estos datos ya que influirán mucho en las mediciones que realicemos.

TIPOS DE TELURÓMETRO TELUROMETRO ANALÓGICO Marca: TAE KWANG Modelo: TKE-1030 TELURÓMETRO DIGITAL Marca: Extech Modelo: 382152

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TELUROMETRO DIGITAL EXTECH 382152 41

Introducción Este dispositivo puede medir la resistencia (en 3 escalas) y voltaje CA hasta 200 V. Prueba de corriente constante de 2 m. A permite pruebas de resistencia de tierra física sin disparar los corta-circuitos en el circuito bajo prueba. Puede seleccionar pruebas momentáneas singulares o pruebas automáticas de 3 minutos. Este dispositivo fue diseñado para cumplir con las normas de seguridad de IEC-1010 (EN 61010). Los probadores de resistencia de tierra física son útiles para: � Estimar la resistencia de tierra de una subestación propuesta o torre de transmisión. � Diseñar sistemas catódicos de protección. 42

Especificaciones 43

Especificaciones de Escala 44

Descripción del medidor 45

Operación 46

Preparación y montaje de la prueba 1. Conecte los cables de prueba al medidor como sigue: � Cable verde a la terminal 'E' � Cable amarillo a la terminal 'P' � Cable rojo a la terminal 'C' 2. Inserte las varillas auxiliares de tierra C 1 y P 1 (incluidas) en la tierra. Alinee las varillas equidistantes a la conexión de tierra existente y en línea recta como se indica en el diagrama anterior. 3. Asegure que las varillas estén separadas 5 y 10 metros (17 y 33 ft) entré sí. si las varillas auxiliares son colocadas muy cerca de la varilla de tierra, se obtendrán medidas imprecisas. 4. Conecte las abrazaderas de los cables de prueba a las varillas de tierra y la varilla de tierra existente como se muestra en el diagrama. 47

Prueba de resistencia de tierra 1. Fije el selector de función en la posición ohms y fije el conmutador de escala de resistencia en la escala apropiada. 2. Presione la tecla «PUSH-ON» para realizar una prueba única momentánea. 3. Presione las teclas «PUSH-ON» y «TIMER ON» simultáneamente para iniciar una prueba de 3 minutos. La prueba de 3 minutos se apaga automáticamente después de 3 minutos. Presione la tecla «Timer OFF» para terminar una prueba automática en cualquier momento. 48

4. Note la lectura del LCD. El LED de estado de prueba del panel frontal se iluminará si la prueba funciona correctamente. Si el LED no se ilumina revise la existencia de problemas como circuitos abiertos o condiciones de sobrecarga. 5. Si detecta alta resistencia, note el valor y tome los pasos apropiados para corregir la conexión a tierra si es necesario. 6. Las lecturas de “ 1” Ω son típicas cuando los cables de prueba no están conectados al medidor. 49

Retención de datos La función de retención de datos congela la última lectura de medida en la pantalla LCD. 1. Seleccione ON con el conmutador selector de Retención de datos para activar la función. 2. En la pantalla LCD se congelará la lectura actual. 3. LA función de Retención de datos no retiene la medida si se apaga el medidor. 4. Seleccione OFF con el conmutador selector de Retención de datos selector para regresar el medidor a operación normal. 50

Prueba de voltaje de tierra 1. Fije el conmutador de funciones del medidor a la posición VCA. 2. Presione la tecla «PUSH-ON» para realizar una única prueba momentánea. 3. Presione las teclas «PUSH-ON» y «TIMER ON» simultáneamente para iniciar una prueba de 3 minutos. La prueba de 3 minutos se apaga automáticamente después de 3 minutos. Presione la tecla «Timer OFF» para terminar una prueba automática en cualquier momento. 51

4. El LED de estado de prueba del panel frontal se iluminará si la prueba funciona correctamente. Si el LED no se ilumina revise la existencia de problemas como circuitos abiertos o condiciones de sobrecarga. 5. Note la lectura del LCD. 6. Confirme que la medida de voltaje sea menor a 10 V AC; ya que de otra manera no se pueden tomar lecturas precisas de la resistencia de tierra física. Si hay voltaje presente (mayor a 10 V CA), deberá encontrar la fuente del voltaje y corregir antes de continuar con la prueba. 52

RESULTADO EN EL PROTOCOLO DE MEDICION 53

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CONCLUSIONES � EL SISTEMA DE POZO A TIERRA NO CUMPLE CON LA NORMA � EL VALOR DEL TELUROMETRO AUMENTA EN PROPORCION AL AUMENTAR LA DISTANCIA DE LAS PICAS � LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO ES ALTA 55

RECOMENDACIONES � BUENA VISUALIZACION DE LA LECTURA � EL USO DE LAS PICAS TENDRA QUE COLOCARSE TOTALMENTE AL NIVEL DEL SUELO � LLEVAR UN CONTROL DE MANTENIMINETO DEL SISTEMA DE POZO A TIERRA CADA 6 MESES � RIEGO ALREDEDOR DEL SISTEMA DE POZO A TIERRA 56

Experiencias Realizadas Subestación Anama - Apurímac La nueva Subestación Anama se ubica en el distrito de Huaquirca de la provincia de Antabamba, a una altitud de 4653 msnm 57

Ampliación Subestación Chuquibambilla - Apurímac 58

Ampliación Subestación Cotaruse Apurímac 59

Ampliación Subestación Pomacocha-Yauli Oroya 60

Sistema de Puesta a Tierra FIEE-UNAC 61

GRACIAS POR SU ATENCIÓN 62