Laboratorio N 3 Medida de La Resistencia de Puesta Tierra

 

Laboratorio Laborato rio de Medidas Eléctricas I

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MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA I.

OBJETIVOS: 

II.

 Aprender a medir el valor de la resistencia de puesta tierra por medio del telurometro.

FUNDAMENTO FUNDAMENT O TEÓRICO.

Puesta a Tierra Podemos definir la puesta o conexión a tierra como la conexión eléctrica directa de todas las partes metálicas de una instalación, sin fusibles ni otros sistemas de protección, de sección adecuada y uno o varios electrodos enterrados en el suelo, con objeto de conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficies próximas al terreno, no existan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o la de descarga de origen atmosférico. El si sist stem ema a de pr prot otec ecci ción ón es está tá basa basado do,, prin princi cipa palm lmen ente te,, en no perm permititir ir la existencia de tensiones entre diferentes masas metálicas o entre éstas y el suelo, superiores a 24 V en viviendas y locales húmedos, o 50 V en locales secos. Estos valores son los máximos que puede soportar el cuerpo humano sin peligro de lesiones graves. Para conseguir estos valores de tensión, se equipan las instalaciones con una línea paralela a los conductores de enlace del edificio que sea capaz de enviar  a tierra cualquier corriente de fuga, derivación, etc., así como las descargas de origen atmosféricos (rayos).

CARACTERÍSTICAS GEOELÉCTRICAS DEL SUELO Todo sistema de puesta a tierra, involucra el conjunto (electrodo –suelo), es deci de cirr la ef efec ectitivi vida dad d de to toda da pues puesta ta a tier tierra ra se será rá la resu resultltan ante te de la lass características geoeléctricas del terreno y de la configuración geométrica de los electrodos a tierra. Los suelos están compuestos principalmente, por oxido de silicio y óxido de aluminio que son muy buenos aislantes, sin embargo, la pres presen enci cia a de sa sale less y agua agua co cont nten enid idas as en el ello loss mejo mejora ra no nota tabl blem emen ente te la conductividad de los mismos. Los factores que determinan la resistividad de los suelos son:  La naturaleza de los suelos  La humedad  La concentración de sales disueltas  La temperatura

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NATURALEZA DEL TERRENO Terrenos Pantanosos Limo Humus Turba Húmeda

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RESISTIVIDAD Ohms x mt De algunas unidades a 30 20 a 100 10 a 150 5 a 100

 Arcilla Plástica 50  Arena Arcillosa 50 a 500  Arena Silicea 200 a 300 Suel Su elo o Pe Pedr dreg egos oso o Cubi Cubier erto to de 300 a 500 Césped Suelo Pedregoso Desnudo 1500 a 3000 Calizas Blandas 100 a 300 Calizas Compactas 1000 a 5000 Calizas agrietadas 500 a 1000 Pizarras 50 a 300 Roca de Mica y Cuarzo 500 Gran Gr anitito o y Gres Gres Proc Proced eden ente te de 1500 a 10000 alteraciones Roca Ígnea 5000 a 15000

MATERIALES A EMPLEAR PARA UN POZO A TIERRA  01Caja de registro con tapa ( 40x40cm) …de concreto  01 Electrodo principal (varilla de cobre puro de 3/4 “ x 2.40 m)  03 Conectores desmontable ( conector pico de loro de 3/4 “ )  XX mts de conductor de conexión (cable Nº 6 AWG ,color amarillo-verde o amarillo ) ..Longitud desde el pozo a tierra hasta el tablero eléctrico de distribución que será ubicado dentro del aula de cómputo VSAT  06 mts cable de cobre denudo de 50 mm2 o 1/0 ) utilizado como Electrodo auxiliar   Pozo vertical ( 1m de diámetro x 3m de profundidad) u horizontal  Relleno conductor ( tierra de cultivo , totalmente tamizada en malla de 1/    

2“)  Aditivo ( 02 dosis química de Thorgel, Tierragel, Tierragel, Protegel ,Laborgel o similar) 01 balde de plástico de 20 litros l itros de capacidad 01 compactador o pizon de 40 kilos (para compactar la tierra dentro del pozo) 01 escalera de 3 metros

CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Se ha considerado la instalación de un pozo ó pozos de puesta a tierra (para los equipos y para el pararrayos), para lograr la consistencia y seguridad

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necesaria para equipos de cómputo y éste deberá ser instalado de acuerdo a los siguientes argumentos:  Es necesario contemplar la construcción de pozos (o arreglos de pozos) de tierra de electrodo vertical u horizontal con arreglo de electrodos auxiliares en forma de lazo sobre el electrodo principal (varilla de cobre) con la finalidad de soportar la totalidad de la red eléctrica para los equipos de cómputo de las instituciones educativas. 

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El arreglocon de tierra pozosdede tierrapreviamente a construirzarandeada en cada local deberá rellenado cultivo en malla de ser  1/2 pulgada mezclada y tratada con dosis químicas del compuesto químico Thor Th orge gel,l, La Labo borg rgel el o si simil milar ar.. Los Los po pozo zoss de debe berá rán n tene tenerr 3 me metr tros os de profundidad por 1 metro de diámetro. (pozo vertical). Se debe dejar caja(s) de registro de 40 X 40 cms. con tapa(s) para in insspecc pecció ión n y mant nten enim imie ien nto to.. Asim Asimis ism mo se debe ebe con onssid ider erar ar la elaboración de por lo menos 2 puntos de medición con sus respectivas tapas metálicas sobre piso de concreto La lílíne nea a a tie tierr rra a debe deberá rá ser ser llev llevad ada a ha hast sta a el tabl tabler ero o el eléc éctri trico co de dell laboratorio de cómputo con cable eléctrico 6 AWG color amarillo-verde, con el fin de efectuar posteriormente la distribución respectiva a los circuitos para finalmente llevar la línea a tierra hasta los tomacorrientes que se instalarán para las estaciones de trabajo. El valor óhmico del sistema de puesta a tierra debe ser menor a 8 ohmios. Debe De be exis existitirr un so solo lo sist sistem ema a de pues puesta ta a tier tierra ra.. (2 o má máss po pozo zoss interconectados con cable de cobre desnudo de 50 mm2

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PREPARACIÓN DE LA PUESTA A TIERRA 1) POZO VERTICAL Son las que más se aplican por el mínimo de espacio que necesitan Primer Paso: a) Exca Excava varr un po pozo zo de 1m 1mtt de di diám ámet etro ro po porr un una a prof profun undi dida dad d de 3m 3mtt desechando todo material de alta resistencia, piedra, hormigón, cascajo, etc. b) Prepa Preparar rar el arreglo arreglo de la varilla varilla de cobre cobre con ele electrod ctrodo o auxili auxiliar ar ver figura figura

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Segundo Paso: a) Para rellenar el pozo se utilizará tierra de cultivo tamizada en malla de ½“ llene los primeros 0.30 mts y compacte con un compactador y coloque la barra de cobre de ¾“ de diámetro y de 2.40 mts de longitud (con arreglo de electrodo auxiliar. Ver figura), llene los siguientes 0.20mt y vuelve a compactar, repita la operación no olvidando que la tierra debe estar húmeda hasta completar la mitad del pozo.

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En las fotos observamos el tamizado de la tierra de cultivo por parte del personal de apoyo, en la instalación del pozo a tierra en dos instituciones educativas diferentes. Tercero Paso (Utilizando dosis química Thorgel) a) Dis Disuel uelva va el conte contenid nido o de la bolsa bolsa azu azull de la prim primera era caj caja a de dos dosis is de Thorgel en 20 Lts de agua y viértala en el pozo, espere que todo sea absorbido, luego disuelva el contenido de la bolsa crema de la dosis Thorgel en 20 Lts de agua, viértala sobre el pozo y espere que sea absorbido totalmente. NOTA: Cuando se utilice otros aditivos químicos como por ejemplo el compuesto químico Tierragel, se tendrá que mezclar una de las bolsas con tierra de cultivo totalmente zarandeada y las dos bolsas restantes se mezclarán con agua (ver  instrucciones dentro de la caja del aditivo químico a emplear)

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Cuarto Paso a) Rep Repita ita la aplic aplicaci ación ón con la segunda segunda caja caja de dos dosis is de Thor Thorgel gel , has hasta ta culminar el pozo, coloque una caja de registro de concreto con tapa ,por  medio de la cual se realizarán las mediciones del pozo y facilitará el la mantenimiento periódico ( cada 2 o 4 años para la renovación del pozo ) y para la conservación del mismo (cada 4 o 6 meses echar al pozo 30 litros de agua)

2) POZO HORIZONTAL. Se aplican poco, sólo cuando el subsuelo es rocoso, o cuando exista la presencia de agua a menos de un metro de profundidad del terreno. Primer Paso a) Ex Exca cava varr un po pozo zo de 1mt x 3mt de lado y a una una profun profundi dida dad d de 1 mt, desechando todo material de alta resistencia, piedra, hormigón, cascajo, etc. b) Prepa Preparar rar el arreglo arreglo de la varil varilla la de cobr cobre e con elect electrodo rodo au auxiliar xiliar tipo tipo malla (ver figuras)

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NOTA:  Para la preparación del relleno del pozo se repite los mismos pasos que en el caso del pozo vertical.  Cu Cuan ando do se ut utililic ice e ot otro ross ad adititiv ivos os quím químic icos os como como po porr ej ejem empl plo o el compuesto químico Tierragel ,se tendrá que mezclar una de las bolsas con tierra tierra de cultiv cultivo o totalm totalment ente e cer cernid nida a y las dos dos bo bolsa lsass restan restantes tes mezcladas con agua ( ver instrucciones dentro de la caja del aditivo químico a emplear) MEDICIÓN DE PUESTAS A TIERRA  No Noss pe perm rmite ite ve verif rific icar ar la ca capa paci cida dad d de ev evac acua uaci ción ón y di disp sper ersi sión ón de

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co corr rrie ient nte e cuando a tier tierra ra su enmedición el si sist stem ema a in inst stal alad ado o (una (upequeños, na pu pues esta ta menores a tier tierra ra se será eficiente arroje valores a rá 8 Ohmios) Para verificar las condiciones de resistencia de una puesta a tierra se debe tener presente los siguientes requerimientos: La instalación debe estar desenergizada Se deben retirar todas las conexiones de la puesta a tierra La medición se efectúa por 2 métodos: Directo (utilizando el medidor de tierra) o Indirecto. 

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PROCESO DE EJECUCIÓN: 1. Prepare el medidor de puesta a tierra, conectando los puntos de prueba en sus respectivos Terminales

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2. Verificar el estado de las baterías (con el botón check battery del medidor de pozo a tierra) 3. Coloque las picas auxiliares, tratando que se encuentren en un mismo eje con la varilla de la puesta a tierra, colocando cada pica auxiliar a una distancia de 5 a 10 m una de otra. 4. Las picas auxiliares deberán quedar ajustadas de modo que hagan un buen contacto 5. Debe humedecerse el seleccionando terreno donde se fij adoadecuado fijado las picas (R X1 ó RX10), y 6. Efectué la medición, el ha rango luego apreté el botón de medición 7. Observe y anote el valor indicado 8. Repita el procedimiento en otra dirección y anote la medición

En la figura observamos el modo de medir la puesta a titierra, erra, con el T Telurometro elurometro III.

 ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS, INSTRUMENT INSTRUMENTOS OS Y MA MATERIALES: TERIALES:

TELUROMETRO El modelo 4102 A es un medidor de la resistencia de tierra diseñado para la medición en líneas de distribución de potencia, instalaciones domésticas y aplicaciones eléctricas.   

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También dispone de una escala de voltaje CA para medir la tensión de tierra. Diseñado según la norma de seguridad IEC 61557 Construcción a prueba de salpicaduras en conforme a la norma IEC 60529 (IP54). Se pueden realizar mediciones incluso en condiciones adversas. Los cables de medición simplificada pueden ser utilizados con pinza de cocodrilo y punta de prueba. Indicador OK. Que advierte cuando la resistencia de tierra de las picas auxiliares excede el límite permitido para la medición.

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Especificaciones a) Marge Margen n de Med Medición ición y P Precis recisión ión (a 23 ± 5 5ºC ºC y 75% H HR R o infer inferior) ior) Margen

Margen de Medicion

Presicion

Voltaje de erra

0-30 V

± 3, 3,0% Lec. a fondo de escala.

de erra x 1Ω

0-12 Ω

x10 Ω

0 - 120 Ω

± 3,0% Le Lec. c. deauxiliares escala. escala. (Resist (Resistencia encia deAlas lafondo s picas 100 Ω ± 5%) (Tensión (Tensión de erra 10V o inferior)

x100 Ω

0 - 1200 Ω

Resistencia

b) Temper emperatura atura y H Humed umedad ad de funcio funcionamie namiento nto  0 a 40ºC, humedad relativa 85% o inferior (sin condensación) c) Temperatura y Humedad de almacenamiento  -20 a 60ºC, humedad relativa 85% o inferior (sin condensación) d) Alimentación  9V CC: 6x R6 e) Protección contra sobre cargas  Margen de tensión de tierra y resistencia de tierra: 276V CA/CC (10 segundos)de aislamiento f) Resistencia  10MΩ o más a 1000V entre los terminales del circuito y la carcasa. g) Rigidez dieléctrica  3700V CA durante durante un minuto entre los terminales del circuito y la carcasa. h) Dimensiones  105 x 158 x 70 i) Peso   Aproximadamente 600g 600g  j) Accesorios Accesorios  7095 Cables de prueba x1 juego  8032 Picas auxiliares x2  7127 Cables medición simplificada x1 juego (con pinza de cocodrilo y punta de prueba)  9084 Estuche x1  Correa x1  Manual de instrucciones x1  Baterías R6 x6  Certificado de conformidad x1

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1) Carátula 2) Led OK 3) Pulsador “PRESS TO TEST” 4) Botón de ajuste a cero 5) Selector de Funciones 6) Terminales de Medición 7) Cables de Prueba 8) Picas Auxiliares 9) Cables Medición Simplificada 11) Puntas de Prueba 10) Pinzas de Cocodrilo de Seguridad IV. IV.

DATOS EXPERIMENTALES:   Puesta a Tierra ( FIME)

V.

Resistencia 5.2 Ω

Longitud 2.4 m

PROCEDIMIENTO: Identificamos el puesto a tierra. 

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Medimos las distancias del puesto a tierra al primer y segundo electrodos.

Después se procede a alinear los electrodos para obtener una mejor medida.

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VI.

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 A continuación sacamos sacamos nuestro teluro metro y coloca colocamos mos nuestros electrodos en los puntos ya determinados.

Probamos si la batería del telurometro tel urometro para obtener una buena mediada. Luego aplicamos tensión para hallar las resistencias requeridas.

CONCLUSIONES :

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VII.

El telurometro mide el el valor de la resistencia del del pozo a tierra. Mientras más sea la distancia de separación de los electrodos mejor  será la medida Para mejorar aún más la medida debemos alinear lo más preciso los electrodos. Estas medidas nos sirve para mantener seguras a las personas que utilices el local con puesto a tierra.

SUGERENCIAS:     

VIII.

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 Asegurarse que las baterías del telurometro estén debidamente cargadas Enterrar bien los electrodos. Hacer las medidas correctas de separación (lo más separadas que se pueda bajo las medidas recomendadas).  Alinear bien los electrodos. electrodos.  Asegurarse que las pinzas estén bien colocadas a la corona de los electrodos.

BIBLIOGRAFIA:  http://www http://www.marcombo.com/Desca .marcombo.com/Descargas/8496334147-INST rgas/8496334147-INSTALACIONES ALACIONES %20EL%C3%89CTRICAS%20DE%20INTERIOR/U %20EL%C3%89CTRICA S%20DE%20INTERIOR/UNIDAD%2010.pdf  NIDAD%2010.pdf   ftp://ftp.perueduca.edu.pe/Ma ftp://ftp.perueduca.edu.pe/Manuales/Manuales%2 nuales/Manuales%20UC/SISTEMA%20DE 0UC/SISTEMA%20DE %20PUESTA%20A%20TIERRA%20-INSTALACION.pdf   http://www3.duarteneves.pt/file/dnl/docs/074.410.2a0-inst-es.pdf   http://www.para-rayos.com/datos/gel20061.pdf 

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