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Diseñe una malla a tierra en 7 pasos
Agradecimientos a: WWW.DHSING.CL
INFORMACIÓN PARA TÉCNICOS, INGENIEROS Y PROFESIONALES DEL ÁMBITO ELECTRICO Daniel Henríquez Santana, Ing. Eléctrico Licencia SEC, Diplomado en Evaluación de Proyectos de Inversión. Relator para CET INDURA y SOCAPSA. Ex Relator Área Eléctrica UNIVERSIDAD DE CHILE CENET.
ÍNDICE 1. ESTUDIE EL TERRENO ……………………………………………………………..1 2. GRAFIQUE SUS DATOS……………………..…………….……………………...2 3. IDENTIFIQUE LOS ESTRATOS……………………………………………..……2 4. CALCULE LA RESISTIVIDAD TERRENO………..…………………………...2 5. DEFINA EL ELECTRODO DE MALLA..……………………………………..…2 6. OBTENGA LA RESISTENCIA PUESTA A TIERRA…..… TIERRA…..….…………… .…………….….3 .….3 7. ELABORE SU INFORME TÉCNICO……………..…………………………….3
El
presente esta a los alumnos, lectores e interesados en general sobre el tema segu se guri rida dad d el eléc éctr tric icaa y en enee co como mo ob vo clarificar los pasos a seguir para el estudio y diseño de una malla a de protección BT.
INTRODUCCIÓN El vo final del estudio de una malla a es, proteger a las personas usuarios de los equipos y el material de las instalaciones electricas. La Norma NCH4-2003 exije al diseñador no sobrepasar los voltajes de seguridad máximo máximo ( Vs ) 50V y 24V para instalaciones eléctricas en locales seco y humedo respec Por lo tanto, si usamos interruptores diferenciales de sensibilidad Is para cumplir este técnico, la Rpt que debemos diseñar, debe cumplir la condición Rpt < Vs/( Nº dif x Is ). Lo anterior nos demuestra que la Rpt disminuye en función del numero de diferenciales puesto en el tablero tablero electrico y que en condiciones de extrema seguridad esta esta Rpt debe de be ga gara ran n un vo volt ltaj ajee de de car carca caza za in infe feri rior or a los los valores limites prescrito en Norma y la desconexión inmediata del circuito afectado por parte del interruptor diferencial que haya detectado una fuga por sobre su sensibilidad.
Por tanto, el requerimiento de la Resistencia puesta a erra Rpt es un dato fácil mar. La secuencia de pasos lógica que recomiendo seguir para el estudio de una malla a para finalmente redactar un informe técnico a un Cliente, deben ser los siguiente :
PASO 1 ESTUDIE EL TERRENO Esta primera fase del proyecto se logra un GEOHMETRO de 4 electrodos y empleando la configuración de SCHLUMBERGER sugerido por la Norma NCH4-2003 (o WENNER ) . Debe obtener los datos de de resistencia de suelo de a los menos 12 mediciones
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del terreno. El geohmetro entregará resultados expresados en ohm.
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de la presencia de la malla metalica que contribuye con la conducción ionica del terreno,
Ud debe
PASO 2
emplear la formula matema ca de
GRAFIQUE SUS DATOS
YAKOBS
A con nuación u lizando las ecuaciones ma deducidas del estudio geoelectrico del terreno y definida por la metodología de SCHLUMBERGER , Ud debe obtener la re dades ρ de cada muestra del terreno las cuales quedarán expresada ahora en Ωxmt y dad aparente. Esta información se denominan muestral se debe graficar en una hoja papel logaritmico de 62,5 mm/decada, en donde el eje X ésta expresado en mts ( espesor auxilar ) y el eje Y esta expresado en resis vidad Ωxmt
Y
BURGSDOSRF
que
requiere los datos obtenido en el paso 3, además, las dimensiones fisicas del electrodo de malla que
Ud va proyectar e instalar en el terreno sondeado.
PASO 5 DEFINA EL ELECTRODO DE MALLA Las variables fisicas del electrodo de malla, las puede definir a de algunos de estos 3 criterios :
PASO 3 IDENTIFIQUE LOS ESTRATOS De la observación de la grafica de resi vidades
Monney , que deberá ser la que más se aproxime a su
A pa de la superficie disponible que exista para instalar la malla en la obra. 2. Por recomendaciones prac cas sugeridas para terrenos de resis vidades promedios de 50, 100 o 150 Ωxmt y usar una malla 2 de 16, 25 o 100mt de superficies, vamente. 3. Usar la Tabla 10.24 de la Norma
grafica de terreno . Esto se realiza por comparación de
NCH4-2003
ambas gráficas. La elección correcta de la curva master
aproximados en ohm para lograr
le dará los datos claves para obtener las variables a, b,
una
c,
dependiendo del largo de la malla
aparentes
obtenida
del
terreno
ayudándose de una tabla que
sondeado
y
clasifica y asigna
condiciones lógicas a los puntos de inicio, termino y cambio de sen do de la grafica podrá saber si los datos representan un terreno de 2, 3 o 4 estratos. El numero de estratos es clave para elegir correctamente la curva master apropiada del set de la Curvas de Orellana &
auxiliar y el espesor auxiliar. Con estos
datos Ud. ya puede calcular
las “ resis vidades por
1.
que
puesta
da
a
valores
erra
para un terreno
(Rpt)
co promedio
estratos” del terreno. Si por ejemplo, se trata de un
de resi
terreno de 3 estratos o capas, entonces Ud deberá
Ωxmt. Incluso si la resis vidad del
calcular 3 resi
terreno
vidades
ρ
y 3 espesores E.
PASO 4
vidad equivalente de 100 fuera
resultado m
cará
de
diferente, ésta
por
tabla
el se
ρ/100,
CALCULE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO
obteniéndose una Rpt en función
Para lograr este dato que representa la re
del largo de conductor lo cual nos
conjunta de todos los estratos del terreno mas el efecto
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permite realizar un diseño a pa
de éste datos.
sencilla razón que ésta variable
PASO 6 OBTENGA LA RESISTENCIA PUESTA A TIERRA Rpt Para calcular la resistencia puesta a previamente calcular La re
ra , se debe
vidad equivalente del
terreno influenciado por la malla
ca que se ha de
instalar. U lice La formula de SCHWARZ que requiere como datos la re
vidad del terreno, largo de la
malla, diametro del conductor, la super cie y
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los
factores de forma de la malla K1 y K2, fácil de calcular.
esta
dentro
de
un
logaritmo
natural en la formula de SCHWARZ. Una vez instalada la malla en la obra,
proceda
a
efectuar
las
mediciones de La Rpt real usando su GEOHMETRO de 4 elétrodos y configurando a 3 para medir la resistencia puesta a
erra. Este
valor obtenido debe ser menor al calculado
en
el
diseño
del
proyecto.
El resultado de esta ecuación dará el valor teórico o
Al ser usado el régimen del neutro
proyectado en ohm de la malla enterrada en el terreno
TNS, entonces se debe calcular la
sondeado. Si desea hacer un calculo aproximado ( para
sección mínima del conductor de la
hacer un presupuesto, por ejemplo ), entonces use la
malla que soporte adecuadamente
formula de LAURENT que es sencilla de usar, en la cual
la
se cumple la condición Rpt Laurent > Rpt Schwarz. Por
consecuencia de una cortocircuito
tanto, si la Rpt Laurent cumple su requisito de diseño
monofásico o trifásico. Para lo
para Rpt, entonces también la cumple SCHWARZ.
anterior ,
subida
de
temperatura
ice la
a
formula de
ONDERDONK que relaciona las variables corriente de falla, empo de apertura de la protección,
po
de soldadura de la malla y una constante. La impedancia de falla del lazo cerrado de cortocircuito deberá ser lo
suficientemente
baja
para asegurar la operación de apertura
del
disposi vo
de
protección usada, que evite un 2
recalentamiento ( i ·t ) del material Según, SCHWARZ, se demuestra que la Rpt depende directamente de la resis
eléctrico y un posible incendio.
del terreno ( infl uenciada
por la malla ), lo cual si agregamos adi vos gel al terreno
esta bajará, lo mismo ocurrirá si aumentamos el largo de la malla, es decir introducimos mas cobre, con lo cual aumentamos la conducción ionica del terreno. Enterrar la malla mas de 0,6 mt se demuestra que no e un efecto relavante respecto a la RPT, por la
PASO 7 ELABORE SU INFORME TÉCNICO Al preparar el Informe técnico a su cliente,
sea
claro
y
explicito.
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Recuerde que Ud está asesorando y su cliente y él está comprando “ claridad” respecto a un tema técnico que se supone de su dominio. No omita información ni cálculos técnicos, cite fuentes normas y supuestos. La estructura
ma del informe técnico debe seguir a lo
menos los siguientes puntos : 1. Antecedentes
estudio Ce
3.
general del Proyecto
Metodología usada
ficación,
4.
2.
del
Instrumentación,
Norma, criterios y/o supuestos
CUADRO RESUMEN DE RESULTADOS FINALES
5.
6. SUS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES respecto a los resultados y consideraciones para implementación del Proyecto
7. Mediciones,
complementaria.
***
Lectura recomendada “ Estudio y Diseño de Malla a Tierra BT y MT”
Cálculos e información Anexa
LIBRERÍA TÉCNICA WWW.DHSING.CL/LIBRERÍATECNICA.HTML
08-3524371 –
[email protected]
