UNE-EN_50522=2012

norma españo a

U E-EN 50522

Julio 2012 TÍTULO

Puesta a tierra en instalaciones de tensión s perior a 1 kV en corri nte alterna

 Earthing  f power installations installations exceeding 1 kV a.c. a.c.  Prises de terre des installations électriques en courant alternatif de puissance upérieure à 1 kV.

CORRESPONDENCIA

Esta no ma es la versión oficial, en español, de la Norma Euro ea EN 50522:2010.

OBSERVACIONES

Esta no ma anulará y sustituirá a las Normas UNE 207003:20 00 y UNE 207003:2000 Erratu :2006 antes de 2013-11-01.

ANTECEDENTES

Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/ CTN 207  207  Transporte y distribución de energía eléctrica cuya Secretaría desempeña U ESA.

Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 25878:2012

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

© AENOR

2012 Reproducción prohibida

71 Páginas Génova, 6 28004 MADRID-Espa a

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Tel.: 902 102 201 Fax: 913 104 032

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S

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 NORMA EUROPEA  EUROPEAN STANDARD ORME EUROPÉENNE  EUROPÄISCHE NORM 

EN 50522  Noviembre 2010

ICS 29.120.50

Sustituye a HD 637 S1:1999 (parcialmente)

Versión en español

Puesta a tierra en instalaciones de tensión superior a 1 kV en corriente alterna Earthing of power installations exceeding 1 kV a.c.

Prises de terre des i nstallations électriques en courant alternatif de puissance supérieure à 1 kV.

Erdung von Starkstromanlagen mit Nennwechselspannungen über 1 kV.

Esta norma europea ha sido aprobada por CENELEC el 2010-11-01. Los miembros de CENELEC están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en la Secretaría Central de CENELEC, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada  bajo la responsabilidad de un miembro de CENELEC en su idioma nacional, y notificada a la Secretaría Central, tiene el mismo rango que aquéllas. Los miembros de CENELEC son los comités electrotécnicos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Bulgaria, Chipre, Croacia, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Rumanía, Suecia y Suiza.

CENELEC COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN ELECTROTÉCNICA European Committee for Electrotechnical Standardization Comité Européen de Normalisation Electrotechnique Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung SECRETARÍA CENTRAL: Avenue Marnix, 17-1000 Bruxelles © 2010 CENELEC. Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CENELEC.

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PRÓLOGO Esta norma europea fue preparada por el Comité Técnico TC 99X,  Instalaciones eléctricas de tensión  superior a 1 kV en c.a. (1,5 kV en c.c.), c.c.) , de CENELEC. El texto del proyecto fue sometido a voto formal y fue aprobado por CENELEC como Norma Europea EN 50522 el 2010-11-01. Esta norma junto con la Norma EN 61936-1:2010 anula y sustituye al Documento de Armonización HD 637 S1:1999. Se llama la atención sobre la posibilidad de que algunos de los elementos de este documento estén sujetos a derechos de patente. CEN y CENELEC no son responsables de la identificación de dichos derechos de  patente. Se fijaron las siguientes fechas: − Fecha límite en la que la norma europea debe adoptarse

a nivel nacional por publicación de una norma nacional idéntica o por ratificación

(dop)

2011-11-01

(dow)

2013-11-01

retirarse las normas − Fecha límite en la que deben retirarse nacionales divergentes con esta norma  NOTA  El texto idéntico al de la Norma Norma IEC 61936-1 aparece en cursiva.

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ÍNDICE Página PRÓLOGO .............................................................................................................................................. 4 1

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN .................................................................................. 8

2

NORMAS PARA CONSULTA ................................................................. .................................. 9

3 3.1 3.2 3.3 3.4

TÉRMINOS Y DEFINICIONES ................................................................. ............................. 10 Definiciones generales .............................................................. .................................................. 10 Definiciones sobre instalaciones ....................................................... ......................................... 10 Definiciones sobre medidas de seguridad contra las descargas eléctricas ............................. 11 Definiciones sobre puesta a tierra ....................................................... ...................................... 11

4 4.1 4.2 4.3 4.4

REQUISITOS FUNDAMENTALES........................................................................................ 20  Requisitos generales ............................................................... ..................................................... 20  Requisitos eléctricos ..................................................... ................................................................................................................. ............................................................ ... 20 Criterios de seguridad ................................................................................................................. 22  Requisitos funcionales .......................................................... ...................................................... 22

5 5.1 5.2 5.3 5.4

 DISEÑO DE SISTEMAS DE TIERRA TIERRA .....................................................................................  ..................................................................................... 23 Generalidades ............................................................................................................................. 23 Dimensionado en relación con la corrosión y la resistencia mecánica................................... 23 Dimensionado en relación con la resistencia térmica ......................................................... ..... 23 Dimensionado en relación con las tensiones de contacto ........................................................ 26

6 6.1 6.2

MEDIDAS PARA EVITAR TENSIONES TRANSFERIDAS............................................... 30 Tensiones transferidas desde el sistema de alta tensión al de baja tensión............................... tensión ............................... 30 Tensiones transferidas a telecomunicaciones teleco municaciones y otros sistemas ............................................... 31

7 7.1 7.2 7.3

CONSTRUCCIÓN DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA..................................... 32 Montaje de los electrodos de tierra y de los conductores de tierra ........................................ 32 Rayos y sobretensiones transitorias.................................................... ...................................... 32 Medidas para la puesta a tierra del equipo y de las instalaciones ......................................... 33

8

 MEDICIONES ..................................................... ................................................................................................................. ............................................................ ........... 33

9 9.1 9.2

 MANTENIMIENTO  MANTENIMIENTO ...................................................... ............................................................ . 33  Inspecciones ....................................................... ............................................................. ............ 33  Medidas ................................................................................. ...................................................... 33

ANEXO A (Normativo)

MÉTODO DE CÁLCULO DE LA TENSIÓN DE CONTACTO ADMISIBLE ................................................................ .. 34

ANEXO B (Normativo) B.1 B.2

TENSIÓN DE CONTACTO Y CORRIENTE QUE PASA A TRAVÉS DEL CUERPO HUMANO .............................................. 36 Cálculo de las tensiones de contacto admisibles ...................................................................... 36 Cálculo del valor previsto de la tensión de contacto admisible .............................................. 38

ANEXO C (Normativo)

TIPO Y DIMENSIONES MÍNIMAS DE LOS MATERIALES DEL ELECTRODO DE TIERRA QUE ASEGURAN LA RESISTENCIA MECÁNICA M ECÁNICA Y LA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN ........................................ 41

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ANEXO D (Normativo)

CÁLCULO DE LA CORRIENTE ASIGNADA DE LOS CONDUCTORES DE TIERRA Y DE LOS ELECTRODOS DE TIERRA .............................................................. 42

ANEXO E (Normativo)

DESCRIPCIÓN DE LAS MEDIDAS M RECONOCIDAS Y ESPECIFICADAS ................................................................. ............ 46

ANEXO F (Normativo)

MEDIDAS EN LOS SISTEMAS DE TIERRA PARA REDUCIR LOS EFECTOS DE LAS INTERFERENCIAS DE ALTA FRECUENCIA ........................................................ ............ 49

ANEXO G (Normativo) G.1 G.2 G.3 G.4 G.5

MEDIDAS DETALLADAS PARA LA PUESTA A TIERRA DE LOS EQUIPOS Y DE LAS INSTALACIONES........................... INSTALACIONES........................... 50 Cercados alrededor de las subestaciones ................................................................................. 50 Canalizaciones ............................................................................................................................ 50 Raíles ferroviarios ...................................................................................................................... 50 Instalaciones de transformadores transformad ores y/o de equipos equipo s de maniobra montados sobre apoyos ......... 50 Circuitos secundarios de los transformadores de medida ...................................................... 51

ANEXO H (Normativo)

MEDIDA DE LAS TENSIONES DE CONTACTO ........................... 52

ANEXO I (Informativo) I.1 I.2

FACTORES DE REDUCCIÓN RELATIVOS A LOS CONDUCTORES DE TIERRA DE LAS LÍNEAS AÉREAS Y A LAS PANTALLAS METÁLICAS METÁLICA S DE LOS CABLES SUBTERRÁNEOS ...53 Generalidades ............................................................................................................................. 53 Valores típicos de los factores de reducción de las líneas aéreas y de los cables (50 Hz) .......... 53

ANEXO J (Informativo) J.1 J.2

BASES PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ............................................................................................. 55 Resistividad del terreno ............................................................................................................. 55 Resistencia a tierra .......................................................... ........................................................... 55

ANEXO K (Informativo) K.1 K.2

MONTAJE DE LOS ELECTRODOS DE TIERRA Y DE LOS CONDUCTORES DE PUESTA A TIERRA.............................. 59 Montaje de los electrodos de tierra ............................................................... ............................ 59 Montaje de los conductores de puesta a tierra ........................................................................ 59

ANEXO L (Informativo) L.1 L.2 L.3 L.4

MEDIDAS RELATIVAS A LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA ............................................................................................. 61 Medida de la resistividad del terreno ..................................................... .................................. 61 Medida de resistencias a tierra y de impedancias a tierra...................................................... 61 Determinación de la elevación del potencial de tierra ............................................................ 63 Eliminación de las tensiones de las interferencias y perturbaciones en las medidas de puestas a tierra ....................................................................................................... 64

ANEXO M (Normativo)

DETALLES SOBRE LAS VERIFICACIONES EN EL EMPLAZAMIENTO Y LA DOCUMENTACIÓN DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA ................................................. 66

ANEXO N (Informativo)

USO DE ARMADURAS DE REFUERZO EN EL HORMIGÓN PARA LA PUESTA P UESTA A TIERRA .................................. 67

ANEXO O (Informativo)

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA GLOBAL ................................. 68

ANEXO P (Normativo)

CONDICIONES NACIONALES ESPECIALES ............................... 69

ANEXO Q (Informativo)

DESVIACIONES TIPO A ........................................................ ............ 70

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Figura 1 – Ejemplo mostrando la variación de potencial de superficie y las tensiones en caso de electrodos de tierra portadores de corriente .............................................................. .................... 16 Figura 2 – Ejemplo de corrientes, tensiones y resistencias para un defecto a tierra en una subestación transformadora con puesta a tierra del neutro por baja impedancia .......................... 17 Figura 3 – Componentes esenciales de las corrientes de defecto a tierra en sistemas de alta tensión .................................................................................................................................................... 19 Figura 4 – Tensiones de contacto admisibles ...................................................................................... 28 Figura 5 – Diseño del sistema de puesta a tierra, si no forma parte de un sistema global de tierras (C1 del 5.4.2) en relación a la tensión de contacto admisible U Tp Tp comprobando la elevación del potencial de tierra U E o la tensión de contacto U T ....................................................... 29 Figura B.1 – Esquema del circuito de contacto................................................................................... 39 Figura B.2 – Ejemplos de curvas U vTp  = f  (t   (t f f)  para diferentes resistencias adicionales vTp = f   RF = R  = RF1 + R  + RF2 ......................................................................................................................................... 40 Figura D.1 – Densidad de la corriente de cortocircuito G  para  para los conductores de tierra y los electrodos de tierra en función de la duración de la corriente de defecto t F ............................ 43 Figura D.2 – Corriente permanente I  permanente  I D para conductores de tierra .................................................. 45 Figura J.1 – Resistencia a tierra de electrodos de tierra horizontales (hechos de pletinas, varillas o cable trenzado) para una disposición en línea o en anillo en un terreno homogéneo ho mogéneo ..... 56 Figura J.2 – Resistencia a tierra de las picas de tierra, ti erra, enterradas verticalmente en suelo homogéneo ............................................................................................................................................. 57 Figura J.3 – Valores típicos para la resistencia a tierra de un cable con funciones de electrodo de tierra dependiendo de la longitud del cable y de la resistividad del terreno .............. 58 Figura L.1 – Ejemplo para la determinación de la impedancia a tierra mediante el método de inyección de corriente de intensidad elevada ........................................................ .............................. 65 Tabla 1 – Corrientes a considerar para el diseño de los sistemas de puesta a tierra ....................... 25 Tabla 2 – Requisitos mínimos para la interconexión de sistemas de puesta a tierra de baja y alta tensión, basados en los límites lí mites del EPR .................................................................... ................. 31 Tabla B.1 – Corriente admisible que pasa a través del cuerpo humano  I B en función de la duración t F de la corriente de defecto .................................................................................................. 36 Tabla B.2 – Impedancia total del cuerpo humano hu mano Z   Z T relacionada con la tensión de contacto contact o U T para una trayectoria de corriente de mano a mano ............................................................. ......... 37 Tabla B.3 – Valores calculados de las tensiones de contacto ad misibles U Tp Tp en función de la duración del defecto t F........................................................................................................................... 37 Tabla B.4 – Supuestos para los cálculos con resistencias adicionales ............................................... 38 Tabla D.1 – Constantes según el material ........................................................................................... 42 Tabla D.2 – Factores para la conversión de la corriente permanente de una temperatura final de 300 ºC a otra temperatura final ........................................................ ...................................... 43 Tabla E.1 – Condiciones para el uso de las medidas M reconocidas y especificadas para asegurar las tensiones de contacto admisibles U Tp Tp (véase la figura 4) .............................................. 46 Tabla J.1 – Resistividad del terreno para corriente alterna a frecuencia industrial (rango de valores frecuentemente medidos) ................................................................. ................................... 55

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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma europea se aplica para especificar los requisitos para el diseño y construcción de los sistemas de puesta a tierra en las instalaciones eléctricas en redes de tensión nominal superior a 1 kV a.c. y frecuencia nominal hasta 60 Hz, para  proporcionar la seguridad y el funcionamiento adecuados adecuados al uso para el cual han sido construidas. construidas. A efectos de interpretación de esta norma se considera como instalación eléctrica alguna de las instalaciones siguientes: a) subestación, incluyendo incluyendo las subestaciones subestaciones para alimentación ferroviaria;  b) instalaciones eléctricas en mástiles, mástiles, postes y apoyos; aparamenta y/o transformadores situados fuera de un área cerrada de operación eléctrica; c) una (o más) centrales centrales eléctricas generadoras situadas en un mismo mismo lugar; la instalación incluye unidades generadoras y unidades transformadoras con la aparamenta asociada y todos t odos los sistemas eléctricos auxiliares. Quedan excluidas las conexiones entre centrales eléctricas generadoras situadas en diferentes lugares; d) el sistema eléctrico de una fábrica, planta industrial, o cualquier otro edificio industrial, agrícola, comercial o público. Las instalaciones eléctricas incluyen, entre otros, el equipo siguiente:  – máquinas eléctricas rotativas;  – aparamenta;  – transformadores y reactancias;  – convertidores;  – cables;  – sistemas de cableado;  – baterías;  – condensadores;  – sistemas de puesta a tierra;  – edificios y cercados que forman parte de un área área cerrada de operación eléctrica;  – equipos de control, protección y sistemas sistemas auxiliares asociados; − grandes reactancias de núcleo al aire.  NOTA En general la norma sobre un determinado equipo equipo tiene prioridad sobre sobre esta norma.

Esta norma europea no es de aplicación al diseño y construcción de sistemas de puesta a tierra en los siguientes casos:  – líneas subterráneas o aéreas entre entre instalaciones separadas;  – ferrocarriles eléctricos;  – equipos e instalaciones mineras;  – instalaciones de lámparas fluorescentes; fluorescentes;

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 – instalaciones en barcos y plataformas marítimas; marítimas;  – equipos electrostáticos (por ejemplo precipitadores precipitadores y máquinas de pintar en spray);  – lugares de ensayos;  – equipos médicos, por ejemplo equipos médicos médicos de rayos X. Esta norma europea no aplica a los requisitos para efectuar trabajos en tensión en las instalaciones eléctricas.

2 NORMAS PARA CONSULTA Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). EN 60529 Grados de protección proporcionados por las envolventes (Código IP) (IEC 60529). EN 60909 Corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos de corriente alterna (IEC 60909). aciones es eléctricas eléctricas de baja baja tensión. tensión. Parte 1: 1: Principios Principios fundament fundamentales, ales, determi determinació naciónn de las caracterís característitiHD 60364-1 Instal 60364-1 Instalacion cas generales, definiciones (IEC 60364-1, modificada). iones eléctricas eléctricas de baja baja tensión. Parte Parte 4-41: Protección Protección para para garantizar la seguridad. seguridad. Protección Protección HD 60364-4-41 Instalac 60364-4-41 Instalaciones contra los choques eléctricos (IEC 60364-4-41, modificada). IEC 60050(151):2001 Vocabulario electrotécnico internacional (VEI). Parte 151: Dispositivos eléctricos y magnéticos. IEC 60050(195):1998 Vocabulario electrotécnico internacional (VEI). Capítulo 195: Puesta a tierra y protección contra choques eléctricos. IEC 60050(601):1985 Vocabulario electrotécnico internacional (VEI). Capítulo 601: Producción, transporte y distribución de la energía eléctrica. Generalidades. IEC 60050(602):1983 Vocabulario electrotécnico internacional (VEI). Capítulo 602: Generación, transporte y distribución de electricidad. Generación. IEC 60050(604):1987 Vocabulario electrotécnico internacional (VEI). Capítulo 604: Producción, transporte y distribución de la energía eléctrica. Explotación. IEC 60050(605):1983 Vocabulario electrotécnico internacional (VEI). Capítulo 605: Generación, transporte y distribución de electricidad. Subestaciones. IEC 60050(826):2004 Vocabulario electrotécnico. Parte 826: Instalaciones eléctricas. IEC 60287-3-1 Cables eléctricos. Cálculo de la intensidad admisible. Parte 3-1: Secciones sobre condiciones de funcionamiento. namiento. Sección 1: Condiciones de funcionamiento de referencia y selección del tipo de cable. IEC/TS 60479-1:2005 Efectos 60479-1:2005 Efectos de la corriente sobre el hombre y los animales domésticos. Parte 1: Aspectos generales. IEC 60949:1988 Cálculo de las intensidades de cortocircuito térmicamente admisibles, teniendo en cuenta los efectos del calentamiento no adiabático. IEC/TS 61000-5-2 Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 5: Guías de instalación y atenuación. Sección 2:  Puesta a tierra y cableado.

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3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES Para los fines de este documento, se aplican los términos y definiciones siguientes:

3.1 Definiciones generales 3.1.1 equipo eléctrico: Cualquier material utilizado en la producción, transformación, transporte, distribución y utilización de energía eléctrica, como máquinas eléctricas, transformadores, aparamenta, instrumentos de medida, dispositivos de protección, canalizaciones, equipos que utilizan corriente. [VEI 826-16-01]

3.1.2 valor asignado: Valor de una magnitud utilizado como especificación, establecido para un conjunto determinado de condiciones operativas de un componente, dispositivo, equipo o sistema. [VEI 151-16-08]

3.1.3 alta tensión: Tensión que excede los 1 000 V de corriente alterna. 3.1.4 baja tensión: Tensión que no excede los 1 000 V de corriente alterna. 3.1.5 operación: Toda actividad, incluyendo tanto actividades eléctricas como no eléctricas, necesarias para que la instalación eléctrica  funcione.  NOTA Las actividades incluyen incluyen maniobra, control, supervisión supervisión y mantenimiento. mantenimiento.

3.2 Definiciones sobre instalaciones 3.2.1 área cerrada de operación eléctrica:  Local o emplazamiento para la operación de instalaciones y equipos eléctricos cuyo acceso se supone restringido a  personas  personas cualificadas cualificadas o instruidas, instruidas, o a personal personal bajo la supervisión supervisión de éstas, mediante, mediante, por ejemplo, ejemplo, la apertura de una  puerta  puerta o el levantamie levantamiento nto de una barrera barrera de protección protección que requieren requieren el uso de una llave o herramienta herramienta,, y que está claramente indicado por señales de advertencia apropiadas. 3.2.2 subestación:  Parte de un sistema eléctrico, concentrado en una determinada ubicación, que qu e incluye principalmente p rincipalmente los extremos de líneas de transporte o distribución, aparamenta y edificaciones, que también pueden incluir transformadores. Generalmente incluye las instalaciones necesarias para el sistema de seguridad y control (por ejemplo, los dispositivos de  protección).  NOTA Las subestaciones subestaciones se pueden calificar en función de la naturaleza naturaleza del sistema sistema del que forman parte. parte.  EJEMPLO Subestación de transporte transporte (de un sistema sistema de transporte), subestación subestación de distribución, distribución, subestación subestación de 400 kV, subestación subestación de 20 kV.

[VEI 605-01-01]

3.2.3 estación generadora:  Parte de un sistema eléctrico cuyo fin es generar electricidad, y que incluye obras de ingeniería civil, convertidores y todo el equipo auxiliar necesario. [VEI 602-01-01]

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3.2.4 instalación abiertas:  Instalaciones donde el equipo no cuenta con protección contra contra el contacto directo. 3.2.5 instalación bajo envolvente:  Instalaciones donde el equipo cuenta con protección contra el contacto directo.  NOTA Los grados de protección protección bajo envolvente envolvente se detallan en la Norma Norma EN 60529. 60529.

3.3 Definiciones sobre medidas de seguridad seguridad contra las descargas descargas eléctricas 3.3.1 protección contra el contacto directo:  Medidas que impiden a las personas acercarse, o acercar partes de su cuerpo o los objetos que llevan, a una proximidad peligrosa de las partes en tensión o de aquellas partes en las que exista riesgo de una tensión de contacto peligrosa (alcanzand (alcanzandoo la zona de peligro). 3.3.2 protección en caso de contacto indirecto:  Protección  Protección de las personas de los peligros que pudieran pudieran surgir, en caso de defectos, defectos, del contacto con partes partes conductoras conductoras expuestas del equipo eléctrico o ajenas a éste. 3.3.3 envolvente:  Parte que protege protege el el equipo contra contra ciertas ciertas influencias influencias externas externas y, que en en cualquier cualquier dirección dirección lo protege protege contra el el contacto contacto directo. 3.4 Definiciones sobre puesta a tierra 3.4.1 tierra (local):  Parte de de la Tierra Tierra que está está en contact contactoo eléctrico eléctrico con con un electrodo electrodo de de tierra y cuyo potenc potencial ial eléctrico eléctrico no es necesar necesariamen iamente te igual a cero.  NOTA La masa conductora conductora de tierra, cuyo potencial potencial en cualquier punto, punto, por convención convención se considera igual igual a cero.

[VEI 195-01-03, modificado]

3.4.2 tierra de referencia; (tierra remota):  Parte de la Tierra considerada considerada conductora, cuyo potencial por convención convención se considera considera igual a cero, situada fuera del área de influencia de un conjunto de puesta a tierra.  NOTA El concepto "Tierra" se refiere refiere al planeta y a toda toda su materia física.

[VEI 195-01-01, modificado]

3.4.3 electrodo de tierra: Conductor en contacto eléctrico con la Tierra, que puede estar empotrado en un medio conductor específico, como hormigón o carbón. [VEI 195-02-01]

3.4.4 conductor de tierra: Conductor que proporciona un camino conductor, o parte de este camino, entre un determinado punto de un sistema, instalación o equipo, y un electrodo de tierra. [VEI 195-02-03]  NOTA Allá donde donde la conexió conexiónn entre entre parte parte de de la insta instalació laciónn y el electr electrodo odo de tierra tierra se se lleve lleve a cabo cabo median mediante te un fusible fusible de desconex desconexión, ión, un un secciona seccionador, dor, un contador limitador de impulsos, un descargador limitador de impulsos, etc., únicamente la parte de la conexión permanentemente unida al electrodo de tierra es un conductor de tierra.

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3.4.5 conductor equipotencial de protección: Conductor de protección que garantiza continuidad equipotencial. 3.4.6 sistema de puesta a tierra: Conjunto de conexiones y dispositivos necesarios para poner a tierra un equipo o un sistema, por separado o conjuntamente. [VEI 604-04-02]

3.4.7 pica de tierra:  Electrodo de tierra que consiste en una barra de metal hincada en el terreno. [VEI 604-04-09]

3.4.8 electrodo de tierra estructural:  Parte de de metal metal que está en contact contactoo conductor conductor con la tierra o con el el agua, agua, directam directamente ente o mediante mediante hormigón, hormigón, y cuya finalifinalidad original no es la puesta a tierra aunque cumple todos los requisitos de un electrodo de tierra sin menoscabo de su  finalidad original.  NOTA Ejemplos Ejemplos de electrodo electrodoss de tierra tierra naturales naturales son son las tubería tuberías, s, los pilotes pilotes de cimentación cimentación de de plancha plancha metálica, metálica, barras barras de de refuerzo refuerzo de hormigón hormigón y la la estructura metálica de los edificios, etc.

3.4.9 resistividad eléctrica del suelo, E:  Resistividad típica de una muestra de suelo. 3.4.10 resistencia de puesta puesta a tierra, RE:  Parte real de la impedancia de puesta a tierra. 3.4.11 impedancia de puesta a tierra, tierra, Z E:  Impedancia  Impedancia a una una frecuencia frecuencia dada entre entre un punto punto específic específicoo de un sistema sistema,, instalación instalación o equipo, y la tierra tierra de referencia. referencia.  NOTA La impedan impedancia cia de tierra tierra está está determinad determinadaa por los electr electrodos odos de tierr tierraa directame directamente nte conecta conectados dos y también también por los los conduct conductores ores de de tierra tierra de líneas líneas aéreas conectados y los conductores de líneas aéreas enterrados en tierra, por cables con efecto de electrodo de tierra conectados y por otros  sistemas  sistemas de puesta puesta a tierra tierra que están están conec conectado tadoss conduct conductivam ivamente ente al sistema sistema de puesta puesta a tierra tierra princip principal al median mediante te las las cubiert cubiertas as condu conductor ctoras as de los cables, los blindajes, los conductores PEN o en cualquier otra forma.

3.4.12 elevación del potencial de tierra, EPR (earth potential rise), U E: Tensión entre un sistema de puesta a tierra y la tierra de referencia. 3.4.13 potencial: Tensión entre un punto de observación y la tierra de referencia. 3.4.14 tensión de contacto (efectiva), U T: Tensión entre partes conductoras cuando se tocan simultáneamente.  NOTA La imped impedanci anciaa de la perso persona na en contacto contacto con las partes partes conduc conductora torass puede puede influ influir ir aprecia apreciablem blemente ente en en el valor valor de la tensió tensiónn de contacto contacto efectiva. efectiva.

[VEI 195-05-11, modificado]

3.4.15 tensión de contacto prevista, U VT VT: Tensión entre partes conductoras accesibles simultáneamente, cuando estas partes no están siendo tocadas. [VEI 195-05-09, modificado]

3.4.16 tensión de paso, U S: Tensión entre dos puntos de la superficie terrestre que distan 1 m uno del otro, distancia que se considera como la amplitud de zancada de una persona. [VEI 195-05-12]

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3.4.17 potencial transferido: Subida de potencial de un sistema de puesta a tierra causado por una corriente a tierra transferida mediante un conductor conectado (por ejemplo, una envolvente de cable metálica, un conductor PEN, una tubería, un raíl) en áreas de baja o nula  subida de potencial potencial relativo relativo a la tierra de referencia. referencia. Esto da lugar a una diferencia diferencia de potencial potencial entre el conductor y su entorno (figura 1). 1).  NOTA La definic definición ión también también es de aplica aplicación ción a un cond conducto uctorr que que está está conect conectado ado a la tierra tierra de referencia referencia y conduce conduce al área área de de la subid subidaa de potencia potencial.l.

3.4.18 tensión de esfuerzo: Tensión que aparece durante un defecto a tierra, entre una u na parte puesta a tierra, o una envolvente de un equipo o sistema, y cualquier otra parte del equipo o sistema, que puede afectar a su funcionamiento normal o la seguridad. 3.4.19 sistema de puesta puesta a tierra global: Sistema de puesta a tierra equivalente creado por la interconexión de los sistemas locales de puesta a tierra que asegura,  por la proximidad de los sistemas de puesta a tierra, que no hay tensiones de contacto peligrosas.  NOTA 1

Tales Tales sistemas sistemas permiten permiten la la división división de la corri corriente ente de de defecto defecto a tierra tierra de de forma forma que resul resulta ta en una una reducci reducción ón de la la subida subida del del potencia potenciall de tierra tierra en el sistema local de puesta a tierra. De tal sistema podría decirse que forma una superficie cuasi-equipotencial. cuasi-equipotencial.

 NOTA 2

La existenci existenciaa de un sistema sistema de puesta puesta a tierra tierra global global puede puede ser ser determina determinada da mediant mediantee el muestreo muestreo o el cálculo cálculo de sistemas sistemas típico típicos. s. Ejemplos Ejemplos de de  sistema de puesta tierra tierra global son los los centros urbanos o industriales con con sistemas de puesta puesta a tierra distribuidos, distribuidos, de baja y alta tensión. tensión.

3.4.20 conductor neutro de alta tensión tensión (HV) con puesta a tierra múltiple: Conductor neutro de una línea de distribución conectado al sistema de puesta a tierra del transformador de potencia,  puesto a tierra en sucesivos puntos. 3.4.21 parte conductora expuesta:  Parte conductor conductoraa de un equipo eléctric eléctricoo que puede puede ser tocada tocada y que no está está normalmente normalmente en tensión tensión pero puede puede estarlo estarlo en caso de condiciones de defecto del aislamiento básico. [VEI 826-12-10]

3.4.22 parte conductora ajena:  Parte conductora que no forma parte de la instalación eléctrica y que puede introducir un potencial, generalmente el  potencial de tierra local. [VEI 826-12-11, modificado]

3.4.23 conductor PEN: Conductor que combina las funciones de conductor de protección y de conductor de neutro. [VEI 826-13-25]

3.4.24 defecto a tierra:  Defecto causado por un u n conductor puesto a tierra o porque p orque el aislamiento de la resistencia res istencia a tierra es menor que un valor especificado. [VEI 151-03-40:1978]  NOTA Los defectos defectos a tierra tierra de dos dos o más cond conducto uctores res de fase fase de de un mismo mismo sistema sistema en distin distintos tos lugares lugares se se denomi denomina na defect defectoo a tierr tierraa doble doble o múltiple. múltiple.

3.4.25 sistema con neutro aislado: Sistema en el que los neutros de los transformadores y generadores no están intencionalmente conectados a tierra, excepto  por conexiones de alta impedancia para para señalización, medida o protección. [VEI 601-02-24, modificado]

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3.4.26 sistema con puesta a tierra resonante: Sistema en el que al menos un neutro de un transformador o de un transformador de puesta a tierra está puesto a tierra mediante una bobina de extinción de arco y la inductancia combinada de todas las bobinas de extinción de arco está esencialmente sintonizada con la capacidad a tierra del sistema para la fr ecuencia de operación.  NOTA 1 En el caso de que el arco del defecto no sea autoextinguible autoextinguible se utilizan dos diferentes diferentes métodos de procedimientos procedimientos de operación: operación: −

desconexión automática;

−

operación continua durante el proceso proceso de localización del defecto. defecto.

Para facilitar la operación de la localización del defecto hay diferentes procedimientos: −

conexión corta a tierra para detección;

−

conexión corta a tierra para el disparo;

−

medidas de operación operación , como desconexión de barras acopladas;

−

puesta a tierra de la fase.

 NOTA 2 Las bobinas de supresión supresión de arco pueden tener una resistencia de alto valor valor óhmico en paralelo para facilitar la detección del defecto.

3.4.27 sistema con puesta a tierra del neutro con baja impedancia: Sistema en el que al menos un neutro de un transformador o de un transformador de puesta a tierra o de un generador, está puesto a tierra directamente o mediante una impedancia, diseñada de tal manera que debido a un defecto a tierra en cualquier emplazamiento, la magnitud de la corriente de defecto lleva a una desconexión automática fiable a causa de la la magnitud de la corriente de defecto [VEI 601-02-25, 601-02-26]

3.4.28 corriente de defecto a tierra, tierra, I F: Corriente que circula desde el circuito principal a tierra o a las partes puestas a tierra en el lugar del defecto (lugar del defecto a tierra). (Véase tierra).  (Véase la figura 2 y la figura 3). 3) .  NOTA 1 Para defectos a tierra simples simples esta corriente corriente es:  –

en sistemas con neutro neutro aislado, la corriente corriente capacitiva de defecto defecto a tierra;

 –

en sistemas con puesta puesta a tierra de alta resistencia, resistencia, la corriente de defecto a tierra compuesta compuesta RC;

 –

en sistemas con puesta puesta a tierra resonante, resonante, la corriente residual residual de defecto a tierra;

 –

en sistemas con puesta puesta a tierra del neutro neutro por baja impedancia, impedancia, la corriente corriente de cortocircuito fase-tierra. fase-tierra.

 NOTA 2 Corrientes de defecto a tierra más elevadas pueden pueden resultar de de doble defecto a tierra y de una bifásica a-tierra. a-tierra.

3.4.29 corriente a tierra, I  tierra, I E: Corriente que fluye a tierra a través de la impedancia i mpedancia a tierra (véase la figura 2).  NOTA La corriente corriente a tierra es parte de la corriente de defecto defecto a tierra I  tierra I F, que causa la elevación del potencial de los sistemas de puesta a tierra. Para la obtención de I  de I E véase también el anexo L.

3.4.30 factor de reducción, r : El factor r  de  de una línea trifásica es la relación entre la corriente a tierra y la suma de las corrientes de secuencia cero (homo polares)  polares) en los conduc conductores tores de de fase del del circuito circuito principal principal (r  ( r  = I   = I E / 3 I  3  I 0) en un punto distante del lugar del cortocircuito y del sistema de puesta a tierra de una instalación. 3.4.31 corriente de circulación circulación del neutro del transformador: transformador:  Porción de de la corriente de defecto defecto que que vuelve al punto punto neutro del trasformado trasformadorr a través de partes partes metálicas metálicas y/o el sistema de puesta a tierra, sin haberse descargado tan siquiera en el suelo.

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3.4.32 electrodo de tierra horizontal: Electrodo que está generalmente enterrado a una profundidad de hasta aproximadamente un metro. Puede consistir en varillas, barras cilíndricas o conductores trenzados y puede disponerse en forma de un electrodo de tierra radial, anular o mallado o una combinación de estos. 3.4.33 cable con efecto de electrodo de tierra: Cable cuyas envolventes, pantallas o blindajes tienen el mismo efecto que un electrodo de tierra desnudo. 3.4.34 electrodo de tierra en cimientos: Conductor estructural empotrado en hormigón el cual está en contacto conductor con la tierra mediante una gran superficie. [VEI 826-13-08, modificado]

3.4.35 electrodo de tierra tierra de fijación de potencial: Conductor que debido a su forma y disposición se utiliza principalmente para la fijación del potencial más que para establecer una cierta resistencia a tierra.

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Leyenda E

Electrodo de tierra

U E

Subida del potencial de tierra

S1, S2, S3

Electrodos de tierra de fijación de potencial (por ejemplo, electrodos de tierra anulares), conectados al electrodo de tierra E

U vS vS

Tensión de paso

U vT vT

Fuente de tensión de contacto

A

Tensión de contacto prevista resultante d la tensión transferida en el caso de que la pantalla del cable este puesta a tierra en un lado

B

Tensión de contacto prevista resultante d la tensión transferida en el caso de que la pantalla del cable este  puesta a tierra en ambos lados

ϕ 

Potencial de superficie de tierra

Figura 1 – Ejemplo ostrando la variación de potencial de superficie y las tensiones en ca o de electrodos de tierra portadores de corriente

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Leyenda 3 I 0

Tres veces la corriente de secuencia cero (homo polar) de la línea

 I  N

Corriente a través de la puesta a tierra del neutr  del transformador

 I F

Corriente de defecto a tierra

 I E

Corriente a tierra (no puede medirse directamente)

 I RS RS

Corriente a través de la resistencia a tierra del electrodo de tierra mallado

r E

Factor de reducción de la línea aérea

 RES

Resistencia a tierra del electrodo de tierra mallado

 RET

Resistencia a tierra de la torre

 Z ∞

La impedancia del conductor de tierra/pie de to re de la línea aérea se supone infinita

 Z E

Impedancia de tierra

U E

Subida del potencial de tierra

n

Número de líneas aéreas que salen de la subestación (aquí: n = 2)

Figura 2 – Ejemplo de corrie tes, tensiones y resistencias para un defecto a tierra en una subestación transformadora con puesta a tierra del neutro por baja impedan cia

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 NOTA  I C puede incluir componentes óhmicos.

a) Corriente de defecto a tierra en un sistema con neutro aislado

b) Corriente de defect a tierra en un sistema con puesta a tierra resonant

c) Corriente de defecto a tierra e  un sistema con puesta a tierra t ierra del neutro por baja mpedancia ′′  esta corriente también tiene que tenerse en cuenta.  NOTA Si I  Si I C es del mismo orden que  I k1

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d) Corriente de d efecto a tierra en un sistema con puesta a tierra resonante y puesta a tierra temporal del neutro por baja impedancia

e) Corriente por doble defecto a tier a en un sistema con neutro aislado o con puesta a ti rra resonante Leyenda  I F

Corriente de defecto a tierra

 I C

Corriente capacitiva de defecto a tierra (valor co  plejo, incluido el componente componente óhmico)

 I L

Suma de las corrientes de las bobinas de extinción de arco en paralelo

 I H

Corriente armónica (diferentes frecuencias)

 I RES RES

Corriente residual de defecto a tierra

′′  I k1

Corriente de cortocircuito cortocircuito simétrica simétrica inicial inicial en un cortocircuito fase-tierra

′′  I kEE  Corriente por doble defecto a tierra

 NOTA  I R es el valor resistivo del valor complejo de ( I   I  + I L)

Figura 3 – Componentes esencial s de las corrientes de defecto a tierra en sistemas de alta tensión

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4 REQUISITOS FUNDAMENTALES 4.1 Requisitos generales Esta norma precisa los criterios para el diseño, el montaje, los ensayos y el mantenimiento del sistema de puesta a tierra de forma que funcione en todas las condiciones y garantice la seguridad de la vida humana en cualquier lugar al que las  personas  personas tengan legítimo legítimo acceso. acceso. Asimismo Asimismo especifica especifica los criterios criterios para asegurar asegurar que se mantiene la integridad integridad del equipo equipo conectado y en proximidad al sistema de tierras.  Las instalaciones y los materiales deben ser capaces de soportar las influencias eléctricas, mecánicas, climáticas y ambientales previstas para su emplazamiento.  El diseño deberá tener en cuenta: −  el servicio que debe prestar la instalación; −  los requisitos del usuario tales como potencia, fiabilidad, disponibilidad y la capacidad de la red eléctrica para resistir

los efectos de fenómenos transitorios como arranque de grandes motores, interrupciones de suministro cortas y reactivación de la instalación;

−  la seguridad de los operarios y el público; −  la influencia del entorno;

la instalación, en caso de que sea necesaria. −  el mantenimiento y la posibilidad de ampliación de la

4.2 Requisitos eléctricos 4.2.1 Métodos de puesta puesta a tierra del neutro  El método de puesta a tierra del neutro tiene gran influencia en el nivel de corriente de defecto y en la duración de la corriente de defecto. El método de puesta a tierra del neutro es importante también en lo referente a: −  selección del nivel de aislamiento; −  características de sobretensión – dispositivos limitadores – como descargadores o pararrayos; −  selección de relés de protección; −  diseño del sistema de puesta a tierra.

 Ejemplos de puesta a tierra del neutro: −  neutro aislado; −  puesta a tierra resonante; −  puesta a tierra de alta resistividad; −  puesta a tierra sólida o de baja impedancia.

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 La elección del tipo de puesta a tierra del neutro se basa normalmente en los siguientes criterios: en caso caso de de que exista; −  normativa local, en eléctrica; −  continuidad del suministro requerido por la red eléctrica; −  limitación de posibles daños al equipo debidos a defectos a tierra; −  eliminación selectiva de secciones defectuosas de la red eléctrica (deslastrar); −  detección del emplazamiento del defecto; −  tensión de contacto y de paso; −  interferencias por inducción; −  aspectos relativos al funcionamiento y mantenimiento.

Un sistema conectado galvánicamente dispone de un único método de puesta a tierra del neutro. Sistemas diferentes galvánicamente independientes pueden tener diferentes métodos de puesta a tierra del neutro. En caso de que en condiciones de  funcionami  funcionamiento ento normales normales o anormales anormales se puedan puedan suceder suceder diferentes diferentes configurac configuraciones iones de puesta puesta a tierra tierra del neutro, el equipo y el sistema de protección estarán diseñados para funcionar bajo tales condiciones.

4.2.2 Corrientes de cortocircuito  Las instalaciones deben estar diseñadas, construidas y montadas para resistir con seguridad los efectos mecánicos y térmicos térmicos que resultan de las corrientes de cortocircuito. El objetivo es determinar el peor escenario de defecto para cada aspecto relevante de los requisitos funcionales y como  puedan diferir. Los siguientes tipos de defectos deben ser examinados para cada nivel de tensión presente en la instalación: a) trifásico a tierra;  b) bifásico a tierra; c) monofásico a tierra; d) fases a fase fase por tierra (defecto que se establece por la tierra). Los posibles defectos dentro y fuera del emplazamiento de la instalación deben ser examinados para encontrar el punto de la peor falta a tierra.  No se considerarán defectos simultáneos en sistemas de tensión diferentes. diferentes.  Las instalaciones instalaciones deben estar protegidas protegidas con dispositivos dispositivos automáticos automáticos para desconectar cortocircuitos cortocircuitos trifásicos trifásicos y cortocircuitos entre fases.  Las instalacion instalaciones es deben deben estar protegidas protegidas ya sea sea mediante mediante dispositiv dispositivos os automáticos automáticos que que desconecta desconectann defectos defectos a tierra o que indican la presencia de un defecto a tierra. La selección del dispositivo depende del método de puesta a tierra del neutro.  El valor normalizado de la duración asignada del cortocircuito es 1,0 s.  NOTA 1 De ser adecuado un un valor distinto de 1 s, los valores recomendados recomendados son 0,5 s, 2,0 s y 3,0 s.  NOTA 2 La duración asignada asignada debe determinarse determinarse teniendo en cuenta cuenta el tiempo de desconexión desconexión de la falta.

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4.3 Criterios de seguridad  El peligro peligro para los seres humanos humanos es que la corriente corriente fluya fluya a través través de la región cardíaca cardíaca,, y que ésta sea capaz de causar causar  fibrilación  fibrilación ventric ventricular. ular. El límite límite de corriente, corriente, para para supuestos supuestos de frecuenc frecuencia ia industri industrial, al, se deriva deriva de la curva correspondi correspondiente ente en la Especificación Técnica IEC/TS 60479-1. Este límite de corriente corporal se traduce a límites de tensión para poder compararlo con las tensiones de contacto y de paso calculadas, teniendo en cuenta: −  proporción de la corriente fluyendo a través de la región cardíaca; −  impedancia corporal a lo largo del camino de la corriente; −  resistencia entre los puntos de contacto del cuerpo y, por ejemplo, estructuras de metal a la mano, guante incluido,

 pies al sistema de puesta a tierra, incluidos zapatos y grava; −  duración del defecto.

Tiene que admitirse que incidencia de defectos, la magnitud del defecto de corriente, la duración del defecto y la presencia de seres humanos, son de naturaleza probabilística.  Para el diseño diseño de de instalac instalacione iones, s, la curva curva mostr mostrada ada en en la figura figura 4 se se calcula calcula de acuerdo acuerdo con el el método método defini definido do en los anexos anexos  A y B.  NOTA La curva basada en datos extraídos de de la Especificación Técnica IEC/TS IEC/TS 60479-1: − 

impedancia del del cuerpo de la la tabla 1 de la Especificación Especificación Técnica IEC/TS IEC/TS 60479-1 (el (el 50% de la población no la excede);

− 

corriente corporal corporal permisible correspondient correspondientee con la curva c2 en la figura 20 y la tabla tabla 11 de la Especificación Especificación Técnica IEC/TS 60479-1 (la  probabilidad  probabilidad de fibrilación ventricular ventricular es menor del 5%) 5%)

− 

factor de corriente corriente cardíaca correspondient correspondientee con la tabla tabla 12 de la la Especificación Técnica IEC/TS 60479-1.

 La curva representada en la figura 4 nuestra los valores de tensión de contacto admisibles que deben utilizarse. Como normal general, al cumplir los requisitos de la tensión de contacto, se satisface también los de la tensión de paso, dado que los límites de la tensión de paso tolerable son mucho más altos que los de la tensión de contacto, debido al diferente diferente recorrido de la corriente a través del cuerpo.  En instalaciones instalaciones donde donde el equipo equipo de alta tensión tensión no está situado situado en áreas áreas cerradas de de operación eléctric eléctrica, a, por ejemplo ejemplo en el entorno industrial, se debe usar un sistema de puesta a tierra global para prevenir tensiones de contacto resultantes de defectos de alta tensión que exceden el límite de baja tensión dado en la Norma HD 60364-4-41 (por ejemplo 50 V).

4.4 Requisitos funcionales  El sistema de puesta puesta a tierra, sus componentes componentes y conductores conductores equipotencial equipotenciales es debe ser capaz de distribuir distribuir y de descargar el defecto de corriente sin exceder los límites térmicos y mecánicos del diseño, basados en el tiempo de funcionamiento de la protección de apoyo.  El sistema sistema de puesta puesta a tierra tierra debe debe mantener mantener su integrid integridad ad durante durante la vida vida útil esperada esperada de la instalaci instalación, ón, habida habida cuenta cuenta de la corrosión y las limitaciones mecánicas.  El sistema de puesta a tierra debe evitar el daño al equipo debido a la subida excesiva de la tensión, a las diferencias de potencias dentro del sistema de puesta a tierra, y debido a corrientes excesivas fluyendo por caminos auxiliares, que no estén destinados a cargar parte del defecto de corriente.  El sistema de puesta a tierra, combinado con medidas apropiadas, debe mantener las tensiones de paso, contacto y las transferidas dentro del límite de tensión basado en el tiempo de operación normal de los relés de protección y los interruptores.

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 NOTA Los requisitos requisitos para mantener mantener las tensione tensioness de paso y contacto contacto dentro de niveles niveles admisibles admisibles no aplican a las conexiones conexiones temporales temporales de tierras tierras (equipos de puesta a tierra portátiles) en los lugares de trabajo.

 El funcionamiento del sistema de puesta a tierra debe contribuir a asegurar la compatibilidad electromagnética, EMC entre los aparatos eléctricos y electrónicos del sistema de alta tensión, de acuerdo con la Especificación Técnica  IEC/TS 61000-5-2.

5 DISEÑO DE SISTEMAS DE TIERRA 5.1 Generalidades Parámetros significativos para el dimensionado del sistema de puesta a tierra son los siguientes:  – valor de la corriente de defecto1);  – duración del defecto1);  – características del terreno.

5.2 Dimensionado en relación con con la corrosión y la resistencia mecánica mecánica 5.2.1 Electrodos de tierra Los electrodos que se encuentran en contacto directo con el suelo deben ser de materiales capaces de resistir la corrosión (agresión química o biológica, oxidación, formación de un par electrolítico, electrólisis, etc.). Deben resistir las influencias mecánicas durante su montaje así como durante el funcionamiento normal. Es admisible utilizar armaduras de acero embebidas en los cimientos de hormigón y estructuras de acero o cualquier otro electrodo de tierra natural como parte del sistema de puesta a tierra. Las consideraciones sobre la resistencia mecánica y frente a la corrosión determinan las dimensiones mínimas para los electrodos de tierra que se describen en el anexo C. Si se utiliza un material diferente, por ejemplo acero inoxidable, este material y sus dimensiones deben cumplir los requisitos de funcionamiento.

5.2.2 Conductores de tierra Debido a la resistencia mecánica y a la estabilidad contra la corrosión, las secciones mínimas son:  – cobre:

16 mm2 (véase también el capítulo G.5);

 – aluminio:

35 mm2;

 – acero:

50 mm2.

5.2.3 Conductores equipotenciales Se recomienda que el tamaño de los conductores de equipotencialidad esté en consonancia con el apartado 5.2.2.  NOTA Los conductores de tierra tierra y los de equipotencialidad equipotencialidad hechos de acero requieren requieren protección apropiada contra contra la corrosión.

5.3 Dimensionado en relación con la resistencia térmica 5.3.1 Generalidades Las corrientes que deben ser tenidas en cuenta para los conductores de tierra y los electrodos de tierra están descritas en la tabla 1.

1) Estos parámetros dependen dependen principalmente del método método de puesta a tierra del del neutro del sistema de alta tensión. tensión.

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 NOTA 1 En alguno algunoss casos casos deben deben tomarse tomarse en en consid consideraci eración ón corrien corrientes tes homo homopol polares ares perma permanente nentess para para el dimensio dimensionado nado de los los sistema sistemass de puesta puesta a tierra. tierra.  NOTA 2 A efectos efectos del diseñ diseño, o, las corrien corrientes tes utiliza utilizadas das para para calcular calcular el tamaño tamaño del del condu conductor ctor debería deberíann tener tener en cuenta cuenta la posib posibilid ilidad ad de una una ampliaci ampliación ón en el futuro.

La corriente de defecto a menudo se subdivide en el sistema de electrodos de tierra; por lo tanto, es factible dimensionar cada electrodo para una fracción de la corriente de defecto solamente. Las temperaturas finales utilizadas para el diseño y a las que se hace referencia en el anexo D, deben elegirse para evitar que la resistencia del material se reduzca r eduzca y que el material cercano, por ejemplo hormigón o materiales aislantes, resulte dañado. En esta norma no se incluye un calentamiento máximo del suelo que rodea los electrodos de tierra puesto que la experiencia ha demostrado que este calentamiento suele ser insignificante.

5.3.2 Cálculo de las corrientes asignadas El cálculo de la sección de los conductores de tierra o de los electrodos de tierra dependiendo del valor y de la duración de la corriente de defecto se describe en el anexo D. El cálculo discrimina entre una duración del defecto menor de 5 s. (calentamiento adiabático) y una mayor de 5 s. La temperatura final debe elegirse teniendo en cuenta el material y las condiciones locales. No obstante, las secciones mínimas del apartado 5.2.2 tienen que ser consideradas.  NOTA Debe tenerse en cuenta la capacidad de transportar corriente según el tipo de conexiones utilizadas (especialmente las c onexiones del tipo atornilladas).

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Tabla 1 – Corrientes a considerar para el diseño de los sistemas de pue sta a tierra Para las cargas térmicas a e

Tipo de sistema de alta tensión

Electrodo Conductor de tierra de tierra

Para la elevación del potencial de tierra y las tensiones de contacto

Sistemas con neutro aislado ′′  I kEE

′′  I kEE

 I E = r ⋅ I C  b

′′  I kEE

′′  I kEE

 I E = r ⋅ I RES  b

′′  I kEE

′′  I kEE

′′  I k1

′′  I k1

′′  I k1

′′  I k1

Sistemas con puesta a tierra resonante Incluye corto tiempo de puesta a tierra para la detección Subestaciones sin bobinas de extinción de arco

f

Subestaciones con bobinas de extinción de arco

c

 I E = r ⋅ I L2 + I R2 es

 b h

Sistemas con puesta a tierra del neutro de baja impedancia i mpedancia Incluye corto tiempo de puesta a tierra para la detección g Subestaciones sin neutro puesto a tierra Subestaciones con neutro puesto a tierra

′′  I E = r ⋅ I k1

 I E = r ⋅ ( I k′′1 − I N )

d

a

Si son posibles posibles diversas trayectorias trayectorias de corriente, corriente, puede considerarse considerarse la distribución distribución de corriente corriente resultante al diseñar diseñar el sistema del electrodo electrodo de tierra.

 b

Si no hay desconexión desconexión automática automática de los defectos defectos a tierra, la necesidad necesidad de considerar doble doble falta a tierra depende depende de la experiencia experiencia en la operación. operación.

c

El conductor de tierra de la bobina bobina Petersen ha de de ser dimensionado dimensionado de acuerdo acuerdo con la corriente máxima de la la bobina.

d

Debe ser ser comprobado comprobado si si una falta externa externa puede puede ser decisiva.

e

La sección mínima del anexo C debe considerarse.

f 

En el caso del que el sistema no esté bien bien compensado compensado la aproximación aproximación general del 10% I  10% I C puede no aplicarse. La componente reactiva/ capacitiva de la corriente residual debe ser considerada adicionalmente.

g

La puesta a tierra de corta duración del sistema de puesta a tierra resonante arranca automáticamente en menos de 5 s después después de cada detección detección de falta.

h

En caso de un defecto en la subestación subestación la corriente capacitiva capacitiva de falta I  falta I C debe considerarse. En caso de grandes bobinas externas a la subestación esto  pueda considerarse. Leyenda:  I C Corriente capacitiva de defecto a tierra calculada o medida.  I Res Corriente residual residual de defecto a tierra (véase la figura 3b) Si no se conoce el valor exacto, puede asumirse asumirse el 10% de I  de I C. Res  I L Suma de las las corrientes corrientes asignadas asignadas de las bobinas de extinción de arco montadas montadas en paralelo en la la subestación subestación en cuestión. ′′  I kEE Corriente de doble doble falta a tierra calculada calculada de acuerdo con la la Norma IEC 60909. 60909. ′′  puede usarse como valor máximo el 85% de la corriente simétrica de cortocircuito inicial). (Para  I kEE ′′  I k1

Corriente simétrica simétrica de cortocircuito inicial para un cortocircuito cortocircuito fase-tierra, calculada de acuerdo con la Norma EN EN 60909.

 I E Corriente a tierra (véase el figura 2).  I  N Corriente a través de la puesta a tierra del neutro del transformador (véase el figura 2). r  Factor de reducción (véase el anexo I). Si las líneas y cables de salida de la subestación tienen diferentes factores de reducción, debe determinarse la corriente en cuestión (de acuerdo con el anexo L).

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5.4 Dimensionado en relación relación con con las tensiones de contacto 5.4.1 Valores admisibles Los límites de la tensión de contacto admisible se muestran en la figura 4 y en el apartado 4.3 (criterios de seguridad) La figura 4 se basa únicamente en el contacto entre manos desnudas o contactos entre manos y pie. Se permite usar los cálculos dados en el anexo A y tomar en cuenta resistencias adicionales, por ejemplo calzado, o superficies de materiales de alta resistencia. Cada defecto a tierra será desconectado automática o manualmente. Por lo tanto, las tensiones de contacto de muy larga duración o duración indefinida no aparecen como consecuencia de los defectos a tierra.

5.4.2 Medidas para el cumplimiento cumplimiento de las tensiones de contacto admisibles La aplicación de los requisitos básicos dará el diseño inicial del sistema de puesta a tierra. Este diseño debe ser comprobado con respecto a las tensiones de contacto y puede ser considerado como un diseño tipo para situaciones similares. Para los valores de las tensiones de contacto admisibles U Tp Tp debe usarse la figura 4. Estos valores admisibles se consideran cumplidos si:  – se cumple una de las siguientes condiciones C: C1: La instalación en cuestión cuestión forma parte de un sistema de puesta puesta a tierra global. C2: La elevación del potencial de tierra, tierra, determinada por medida o cálculo, cálculo, no excede el doble del valor de la tensión tensión de contacto admisible de acuerdo con la figura 4  – o bien las correspondientes medidas M reconocidas y especificadas son realizadas de acuerdo con la magnitud de la subida del potencial de tierra y la duración del defecto. Estas medidas están descritas en el anexo E. Pueden tenerse en cuenta resistencias adicionales para determinar las tensiones de contacto admisibles U T, T, de acuerdo con el anexo A y anexo B. Un diagrama de flujo del proceso de este diseño se muestra en la figura 5. Si ninguna de las condiciones C se cumple ni se realizan las medidas M reconocidas y especificadas, entonces la condición de la tensión de contacto admisible U Tp Tp de la figura 4 debe demostrarse, generalmente mediante medidas. Alternativamente, puede usarse un diseño tipo que asegure que se cumplen por completo los requisitos del apartado 5.4.1.  NOTA Como alternativ alternativaa al uso de las cond condicio iciones nes C y de las medidas medidas M reconoci reconocidas das y especificadas especificadas,, los valores valores de las tensiones tensiones de contacto contacto pueden pueden verificarse por medidas de campo.

Los potenciales transferidos deben verificarse siempre por separado. La elevación del potencial de tierra y las tensiones de contacto de un sistema de puesta a tierra pueden calcularse a partir de los datos disponibles (resistividad del suelo, impedancia a tierra de los sistemas de puesta a tierra existentes, véase el anexo J). Para el cálculo, pueden considerarse todos los electrodos de tierra y otros sistemas de puesta a tierra que estén conectados fiablemente al sistema de puesta a tierra en cuestión con la suficiente capacidad de paso de corriente admisible. En particular, esto es de aplicación a los cables de guarda conectados, cables enterrados en tierra y cables con efecto de electrodo de tierra. Esto es también de aplicación a los sistemas de puesta a tierra que están conectados conductivamente al correspondiente sistema de puesta a tierra a través de las armaduras o las pantallas de los cables, los conductores PEN, o en cualquier otra forma. Para la justificación mediante el cálculo con la ayuda de la figura J.3, pueden considerarse todos los cables con efecto de electrodo de tierra excepto los que están dispuestos en más de cuatro rutas. Estos cables pueden pertenecer a sistemas de tensiones diferentes.

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 NOTA En el caso de más de cuatro cuatro rutas rutas no debe debe olvidarse olvidarse su su influencia influencia mutua; mutua; por por lo tanto, tanto, de todas las rutas rutas existente existentess solamente solamente hay hay que seleccio seleccionar nar cuatro. En el caso de que varios cables estén dispuestos en la misma ruta, la longitud puede incluirse una sola vez.

Para la determinación de la elevación del potencial de tierra y las tensiones de contacto son de aplicación las corrientes de la tabla 1. Para la justificación mediante medida, tiene que ser considerado el capítulo 8 (con referencia al anexo H y el anexo L).

5.4.3 Proceso de diseño  El diseño de un sistema de puesta puesta a tierra se puede llevar a cabo de la siguiente siguiente manera: a) recopilación de datos, por ejemplo, corriente corriente de defecto a tierra, duración del defecto y distribución; b) diseño inicial del sistema sistema de puesta a tierra tierra basado en requisitos requisitos funcionales; c) determinar si es parte de un sistema sistema de puesta a tierra tierra global; d) en caso contrario, determinar determinar las características del suelo, suelo, por ejemplo, resistividad específica específica de las capas del suelo; e) determinar la corriente descargada descargada en el suelo desde el sistema de puesta puesta a tierra, basada en la corriente corriente de defecto a tierra;  f) determinar determinar la impedancia impedancia total a tierra, tierra, basado en la distribución, distribución, características características del suelo y sistemas sistemas de puesta a tierra tierra paralelos;  g) determinar la subida de potencial de tierra; tierra; h) determinar la tensión de contacto contacto admisible; i) si la subida de potencial de tierra tierra es menor que la tensión tensión de contacto permitida, y se se cumplen los requisitos de la tabla 2, el diseño está completo;  NOTA El diseño también se completa completa si el EPR es menor que que 2 U Tp Tp, de acuerdo con el apartado 5.4.2.

 j) en caso contrario, contrario, determina determinarr si las tensiones tensiones de contacto contacto dentro dentro y en las proximidade proximidadess del sistema de puesta puesta a tierra tierra están bajo límites tolerables; k) determinar si las tensiones transferidas transferidas representan representan un peligro fuera o dentro de la instalación eléctrica; en caso afirmativo afirmativo,, proceder a la mitigación en los lugares expuestos; l) determinar si los equipos de baja tensión están expuestos expuestos a una tensión de esfuerzo excesiva; en caso afirmativo,  proceder con medidas de mitigación que pueden incluir la separación de los lo s sistemas de puesta a tierra de alta y baja tensión; m) determinar si la corriente neutra circulante del transformador puede causar diferencias de potencial excesivas entre diferentes partes del sistema de puesta a tierra; en caso afirmativo, proceder con medidas de mitigación. Una vez cumplidos los criterios antes mencionados, el diseño puede refinarse, en caso necesario, repitiendo los pasos anteriores. El diseño detallado es necesario para asegurar que todas las partes conductoras expuestas están puestas a tierra. tierra. Partes conductoras externas se deben poner a tierra si es apropiado.  El electrodo electrodo de tierra tierra estructural estructural debe debe ser equipotenci equipotencial al y formar parte parte del sistema sistema de puesta puesta a tierra. Si no es equipotenequipotencial, es necesaria verificación para asegurar que se cumplen todos los requisitos de seguridad.  Estructur  Estructuras as metálicas metálicas con protecció protecciónn catódica catódica pueden pueden estar separadas separadas del sistema sistema de puesta puesta a tierra. tierra. Se deben tomar  precaucio  precauciones, nes, como por ejemplo etiquetado, etiquetado, para asegurar asegurar que cuan cuando do se toman toman esta medida, los trabajos trabajos de mantenimantenimiento o modificaciones no la anulen involuntariamente.

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Figura 4 – Tensiones de contacto admisibles  NOTA Para circulaciones de corriente mayores mayores de 10 s puede utilizarse utilizarse un valor de 80 V como como tensión de contacto admisible admisible U Tp Tp.

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Figura 5 – Diseño del sist ema de puesta a tierra, si no forma parte de un siste a global de tierras (C1 del .4.2) en relación a la tensión de contacto admisible ad misible Tp comprobando la elevación del potencial de tierra U E o la tensión de contacto U T

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6 MEDIDAS PARA EVITAR TENSIONES TRANSFERIDAS 6.1 Tensiones transferidas desde el sistema sistema de alta tensión al de baja tensión 6.1.1 Sistemas de puesta a tierra de alta y baja tensión  Allí donde existan existan sistemas sistemas de puesta puesta a tierra tierra de alta y baja tensión en proximida proximidadd el uno con el otro, y no formen formen un  sistema  sistema de puesta puesta a tierra tierra global, global, parte de la subida subida del potencial potencial de tierra tierra EPR del sistema sistema de alta tensión, tensión, puede ser aplicado aplicado en el sistema de baja tensión. Actualmente se utilizan dos prácticas: a) interconexión de los sistemas de puesta puesta a tierra de alta y baja tensión; b) separación de los sistemas sistemas de puesta a tierra de alta y baja tensión.  En cualqui cualquiera era de de los casos, casos, se se deben deben cumplir cumplir los requis requisitos itos especifica especificados dos debajo debajo referen referentes tes a las tension tensiones es de de paso, paso, contact contactoo  y a las las transf transferida eridas, s, dentro dentro de una una subesta subestación ción y en una una instalac instalación ión de de baja baja tensión tensión alimen alimentada tada por esa subest subestació ación. n.  NOTA Si es realizable, se prefiere la interconexión.

6.1.2 Instalación auxiliar de BT dentro de las subestaciones subestaciones de AT AT  Allí donde donde el el sistema sistema de de baja tensión tensión está está totalmen totalmente te confinad confinadoo dentro dentro del área área cubier cubierta ta por el sistema sistema de de puesta puesta a tierra tierra de de alta tensión, ambos sistemas de puesta a tierra deben ser interconectados incluso si no existe un sistema de puesta a tierra  global. 6.1.3 La BT auxiliar entra o sale de la subestación AT Se asegura el total cumplimiento si el sistema de puesta a tierra de la instalación de alta tensión es parte de un sistema de  puesta  puesta a tierra global global o si está conectad conectadoo a un conductor conductor neutro neutro de alta tensión tensión que está está puesto puesto a tierra tierra de forma múltiple múltiple en un sistema equilibrado. En caso de que no exista un sistema de puesta a tierra global, se deben usar los requisitos mínimos de la tabla 2 para identificar aquellas situaciones donde la interconexión de sistemas de puesta a tierra con  suministr  suministros os de baja tensi tensión ón es factible factible fuera fuera de la instalació instalaciónn de alta tensión. tensión. Si los sistemas de puesta a tierra de alta y baja tensión están separados, se debe escoger el método de separar los electrodos de tierra de manera que no se ponga en riesgo al personal ni los equipos en la instalación de baja tensión. Esto  significa  significa que los potenciale potencialess de paso y contacto, contacto, las tensiones tensiones transferid transferidas as en baja tensión tensión y las sobretens sobretensiones iones en la instalación de baja tensión causadas por un defecto de alta tensión, están dentro de los lo s límites apropiados.  NOTA Para instalac instalaciones iones con con tensión tensión nominal nominal inferior inferior a 50 kV una una distancia distancia de 20 m entre entre tierras tierras separadas separadas puede puede usarse usarse en muchos casos. casos. Para Para ciertas estructuras de suelo, otros valores pueden ser más apropiados.

6.1.4 BT en proximidad de una subestación subestación AT Se debe tener especial consideración con sistemas de baja tensión situados en la zona de influencia del sistema de puesta a tierra de una instalación de alta tensión.  En instalaciones industriales y comerciales se puede usar un sistema común de puesta a tierra común. Debido a la  proximidad  proximidad de equipos equipos no es posible separar los sistemas sistemas de puesta a tierra.

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Tabla 2 – Requisitos mínimos para la interconexión de sistemas de  puesta a tierra de baja y alta tensión, tensión, basados en los límites del EPR  Requisitos de la subida de potencial de tierra, EPR (Earth Potential Rise) Tipo de sistema de baja tensión

 IT

Tensión de esfuerzo c

a, b

Tensión de contacto

 Duración del defecto t  f  5 s

 Duración del defecto t  f  > 5 s

TT

No aplicable

 EPR ≤  1 200 V

EPR ≤   250 V

TN

d, e  EPR ≤   F * U Tp   Tp

EPR ≤  1 200 V

EPR ≤   250 V

Conductor de tierra de  protección distribuido

Como para un sistema TN

 EPR ≤  1 200 V

EPR ≤   250 V

Conductor de tierra de  protección no distribuido

 No aplicable

 EPR ≤  1 200 V

EPR ≤   250 V

a

Véase el Documento de Armonización HD 60364-1 para definiciones de los tipos de sistemas de baja tensión.

b

 Para equipos de telecomunicaciones telecomunicaciones se deberían deberían usar las recomendaciones recomendaciones ITU. ITU.

c

Se puede aumentar el límite l ímite si se ha instalado un sistema de baja tensión apropiado apropiado o EPR puede ser sustituido por diferencias de potencial locales basadas en mediciones o cálculos.

d 

Si el PEN o el conductor neutro del sistema de baja tensión está conectado a tierra solo en el sistema de puesta a tierra del sistema de alta tensión, el el valor de F debería ser 1.

e

U Tp Tp se deriva de la figura 4.

 NOTA El valor típic típicoo de F es 2. Valores Valores de F mayores mayores pueden pueden ser aplica aplicados dos donde donde existan existan conexio conexiones nes adicion adicionales ales del del conductor conductor PEN PEN a tierra. tierra. Para determinadas estructuras de suelo, el valor de F puede ser hasta 5. Es necesaria precaución cuando se aplica esta regla en suelos con alto contraste de resistividad, donde la capa superior tiene mayor resistividad. La tensión de contacto en este caso puede exceder el 50% del EPR .

6.2 Tensiones transferidas a telecomunicaciones telecomunicaciones y otros sistemas Las reglas para los sistemas de telecomunicaciones en el interior o en las proximidades de los sistemas de puesta a tierra de alta tensión quedan fuera del campo de aplicación de esta norma. Deben tenerse en cuenta los documentos internacionales existentes (por ejemplo, directivas y recomendaciones ITU) cuando se trate de potenciales transferidos a causa de sistemas de telecomunicaciones. Durante un defecto a tierra dentro de una subestación, los cables y los tubos metálicos aislados de entrada o salida de ésta,  pueden verse sometidos a diferencias diferencias de tensión. Según la manera en que la pantalla y/o la armadura del cable esté puesto a tierra (en uno o en los dos extremos) pueden aparecer, en la pantalla y/o en la armadura, importantes corrientes o variaciones de tensión. El aislamiento de los cables o los tubos ha de estar dimensionado de acuerdo con estas circunstancias. En el caso de puesta a tierra en un solo extremo, esto puede hacerse dentro o fuera de la subestación. Debe prestarse atención a las posibles tensiones de contacto en el otro extremo aislado. En caso necesario, pueden adoptarse las precauciones que se muestran en los siguientes ejemplos:  – interrupción de la continuidad de las partes metálicas metálicas cuando salen del área del sistema sistema de puesta a tierra;  – aislamiento de las superficies o partes conductoras; conductoras;  – montaje de barreras adecuadas alrededor alrededor de las superficies o partes conductoras para impedir que sean tocadas;

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 – montaje de una barrera aislada entre las partes conectadas a diferentes sistemas sistemas de puesta a tierra;  – gradiente de potencial adecuado;  – limitación de las sobretensiones mediante el el uso de dispositivos adecuados. Cuando un sistema de puesta a tierra de alta tensión forma parte de un sistema de puesta a tierra global, donde normalmente no deberían aparecer diferencias de potencial peligrosas, los problemas pueden surgir si son accesibles simultáneamente  partes  partes conducto conductoras ras de tubos y cables cables aislados aislados,, etc. conectados conectados a un potenci potencial al de tierra tierra remoto remoto y partes partes conduct conductoras oras y puestas puestas a tierra de la instalación de alta tensión. Por lo tanto, es necesario que este equipo se sitúe a una distancia suficiente de las áreas influenciadas por los electrodos de tierra. Si ello no es posible, deben tomarse las medidas apropiadas.  No puede especificarse una distancia distancia general, el grado de peligro debe determinarse determinarse en cada caso particular.

7 CONSTRUCCIÓN DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA TIERRA 7.1 Montaje de los electrodos electrodos de tierra y de los conductores de tierra Un sistema de puesta a tierra generalmente está compuesto de varios electrodos horizontales, verticales o inclinados, enterrados o hundidos en el suelo.  No se recomienda el uso de productos químicos para reducir la resistividad del suelo. Los electrodos de tierra horizontales deberían enterrarse normalmente a una profundidad de entre 0,5 m y 1 m por debajo del nivel del suelo. Esto da la protección mecánica suficiente. Se recomienda que el electrodo de tierra sea situado por debajo de la cota de congelación. En el caso de las picas verticales, el extremo superior de cada pica estará situado normalmente por debajo del nivel del suelo. Las picas verticales o inclinadas son particularmente ventajosas cuando la resistividad del suelo decrece con la profundidad. Las estructuras metálicas, puestas a tierra de acuerdo con esta norma, que constituyen una unidad de construcción pueden usarse como conductores de tierra para poner a tierra los elementos montados directamente sobre estas estructuras. En consecuencia, el conjunto de la estructura debe tener una sección suficientemente conductiva y las conexiones deben ser fiables conductiva y mecánicamente. Deben tomarse precauciones para evitar que una parte de la estructura se desconecte del sistema de puesta a tierra durante un desmontaje provisional. Las grandes estructuras deben conectarse al sistema de  puesta  puesta a tierra tierra en un un número número de puntos suficient suficientes. es.

 Donde los los trabajos trabajos de constr construcció ucciónn impliquen impliquen sistemas sistemas de puesta puesta a tierra tierra ya existente existentes, s, se deben deben tomar tomar medidas medidas de protec protec-ción para asegurar la seguridad de las personas durante las condiciones de defecto. Los detalles generales de montaje pueden encontrarse en el anexo K.

7.2 Rayos y sobretensiones transitorias  Los rayos y las maniobras son fuentes fuentes de corrientes corrientes de alta y baja frecuencia frecuencia y tensión. tensión. Las subidas subidas de tensión tensión suelen suelen ocurrir cuando se maniobran largas secciones de cable, por el funcionamiento de aparamenta aislada por gas, o llevando a cabo maniobras con condensadores. La atenuación satisfactoria requiere de suficiente densidad del electrodo en los puntos de inyección para hacer frente a corrientes de alta frecuencia, junto con un sistema de puesta a tierra de extensión  suficiente  suficiente para hacer hacer frente frente a corrie corrientes ntes de de baja frecue frecuencia. ncia. El El sistema sistema de puesta puesta a tierra tierra de alta tensi tensión ón debe forma formarr parte del sistema de protección contra rayos y pueden resultar necesarios conductores adicionales de puesta a tierra en los  puntos de inyección.

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Se deben usar compatibilidades electromagnéticas relevantes así como normativa sobre rayos para hacer frente a aspectos específicos relacionados con el rendimiento transitorio del sistema de puesta a tierra y sus componentes. Cuando una instalación comercial o industrial incluye más de un edificio o ubicación, los respectivos sistemas de puesta a tierra deben estar interconectados. Dado que durante las subidas de tensión, como las ocasionadas por impactos de rayos,  se dará una gran diferen diferencia cia de potencial potencial entre los sistemas sistemas de puesta puesta a tierra de cada edificio edificio y ubicación, ubicación, en lugar de la interconexión, se deben tomar medidas para prevenir daños en equipos sensibles conectados entre diferentes edificios o ubicaciones. Donde sea posible deberían utilizarse medios no metálicos como el cable de fibra óptica para el intercambio de señales de bajo nivel entre las ubicaciones. El anexo F muestra información para el diseño y construcción de los sistemas de puesta a tierra para reducir los efectos de las interferencias de alta frecuencia.

7.3 Medidas para la puesta a tierra del equipo y de las instalaciones Todas las partes conductoras expuestas que forman parte del sistema eléctrico deben ser puestas a tierra; en casos especiales deben crearse zonas aisladas. Las partes conductoras ajenas deberían ser puestas a tierra si ello es apropiado, por ejemplo, debido al arco, fallos mecánicos al acoplamiento capacitivo o inductivo. En el anexo G pueden encontrarse medidas detalladas para la puesta a tierra de vallados, tubos, raíles ferroviarios, etc.

8 MEDICIONES  Las mediciones mediciones deben llevarse a cabo después de la construcción, construcción, cuando sean necesarias, necesarias, para verificar verificar la adecuación adecuación del diseño. Las mediciones pueden incluir la impedancia del sistema de puesta a tierra, las posibles tensiones de paso y contacto en ubicaciones relevantes y el potencial transferido, en caso de que sea apropiado. Cuando se realicen las mediciones de las tensiones de paso y contacto bajo condiciones de ensayo, por ejemplo el ensayo de inyección de corriente, existen dos opciones. Una consiste en medir las tensiones de paso y contacto posibles usando un voltímetro de alta impedancia, y la otra en medir las tensiones de paso y contacto efectivas, que aparecen a través de una resistencia adecuada que representa el cuerpo humano. En los anexos H, L y M se dan detalles. d etalles.

9 MANTENIMIENTO 9.1 Inspecciones  La construc construcción ción del del sistema sistema de puesta puesta a tierra debe debe llevarse llevarse a cabo cabo de manera manera que el estado estado del del sistema sistema de puesta puesta a tierra tierra  puede ser examin examinado ado periód periódicam icamente ente media mediante nte inspecci inspección. ón. Se considerar considerarán án medios medios adecua adecuados dos como como excava excavaciones ciones en zonas zonas  selectivas e inspección visual. 9.2 Medidas  El diseño diseño y la instalación instalación del sistema sistema de puesta puesta a tierra debe debe permitir llevar llevar a cabo medicione medicioness periódicament periódicamentee o después de grandes cambios que afecten a requisitos fundamentales, o incluso ensayos de continuidad.

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 ANEXO A (Normativo)  MÉTODO DE CÁLCULO CÁLCULO DE LA TENSIÓN DE CONTACTO CONTACTO ADMISIBLE ADMISIBLE

Fórmula: 1 U Tp = I B (tf ) ⋅ BF ⋅ Z (U ) ⋅ BF  HF  T T

 

Factores: Tensión de contacto

U T

Tensión de contacto admisible

U Tp Tp

 Duración del defecto

t f f 

Corriente admisible por el cuerpo humano

I B(t f f) 

c2 en la figura 20 y tabla 11 de la Especificación Técnica  IEC/TS 60479-1, donde donde la probabilidad de fibrilación ventricular es menor del 5%.  I  B depende de la duración del defecto

 Factor de corriente por el corazón corazón

HF

Tabla 12 de la la Especificac Especificación ión Técnica Técnica IEC/TS IEC/TS 60479-1, 60479-1, por ejemplo, 1,0 para mano izquierda a pie, 0,8 para mano derecha a los pie, 0,4 de una mano a la otra.

 Impedancia del cuerpo humano

Z T(U T)

Tabla 1 y figura 3 de la Especificación Técnica  IEC/TS 60479-1  El valor de Z T T no es superado por el 50% de la población    Z T T depende de la tensión de contacto, por lo tanto, el primer   cálculo debe empezar con un valor supuesto

 Factor del cuerpo humano

BF

Figura Figura 3 de la Especificac Especificación ión Técnica Técnica IEC/TS IEC/TS 60479-1, 60479-1, por ejemplo, 0,75 de una mano a ambos pies, 0,5 de ambas manos a los pies

 NOTA 1 Diferentes Diferentes cond condicione icioness de la tensión tensión de contacto, contacto, como por ejemplo de mano izquierda izquierda a los pies o de una mano a la otra, conducen a diferentes tensiones de contacto admisibles. La figura 4 de esta norma se basa en una media ponderada de cuatro configuraciones de tensión de contacto diferentes. La tensión de contacto de la mano izquierda a los pies (ponderada 1,0), la tensión de contacto de la mano derecha a los  pies (ponderada (ponderada 1,0), la tensión de contacto contacto de ambas manos a los pies (ponderad (ponderadaa 1,0) y la tensión de contacto contacto de una mano a la otra (ponderada 0,7).  NOTA 2 En algunos países países se aplican diferentes diferentes valores de los parámetros parámetros (véanse las desviaciones tipo A).

 Pueden considerarse resistencias adicionales, en ese caso debe aplicarse la siguiente forma para determinar los valores previsibles de la tensión de contacto admisible: U vTp = I B (tf ) ⋅

1 ⋅ ( Z (U ) ⋅ BF + RH + RF )  HF  T T

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Factores adicionales: Tensión de contacto admisibles y previsibles

U vTp vTp

 Resistencia adicional en las manos

 RH

 Resistencia adicional en los pies

 RF

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ANEXO B (Normativo) TENSIÓN DE CONTACTO Y CORRIENTE QUE PASA A TRAVÉS DEL CUERPO HUMANO

B.1 Cálculo de las tensiones tensiones de contacto admisibles admisibles Para el cálculo de los valores admisibles para las tensiones de contacto en las instalaciones de alta tensión se hacen los siguientes supuestos:  – trayectoria de la corriente de una mano a los pies; pies;  – 50% de probabilidad de impedancia del cuerpo humano;  – 5% de probabilidad de fibrilación ventricular;  – ninguna resistencia adicional.  NOTA Estos supue supuestos stos dieron dieron como como resulta resultado do una curva curva de de la tensión tensión de conta contacto cto con con un riesgo riesgo estimad estimadoo que, debid debidoo a la experien experiencia, cia, person personal al instruido instruido específicamente, gastos justificables etc., es aceptable en caso de defectos a tierra en las instalaciones de alta tensión.

Asumiendo que la base del cálculo de la corriente que pasa a través del cuerpo humano es según la Especificación Técnica IEC/TS 60479-1, y teniendo en cuenta como límite admisible de corriente la curva c2 de la figura 20 de la Especificación Técnica IEC/TS 60479-1 (menos de un 5% de probabilidad de fibrilación ventricular en una trayectoria de corriente de la mano izquierda a los dos pies), resulta la siguiente tabla (tabla B.1):

Tabla B.1 – Corriente admisible que pasa a través del cuerpo humano  I B en función de la duración t f f de la corriente de defecto   Duración del defecto s 0,05 0,10 0,20 0,50 1,00 2,00 5,00 10,00

Corriente que pasa a través del cuerpo humano mA 900 750 600 200 80 60 51 50

Para obtener la tensión de contacto admisible correspondiente es necesario determinar la impedancia total del cuerpo humano. Esta impedancia depende de las tensiones de contacto y de la trayectoria de la corriente; los valores para una trayectoria de corriente de mano a mano y de mano a pie se indican en la Especificación Técnica IEC/TS 60479-1, y de ellos se deduce la siguiente tabla (tabla B.2) (50% de probabilidad de que la impedancia del cuerpo humano es menor o igual al valor dado):

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Tabla B.2 – Impedancia total del cuerpo humano Z  humano  Z T relacionada con la tensión de contacto U T para una trayectoria de corriente de mano a mano Tensión de contacto V

Impedancia total del cuerpo humano

25 50 75 100 125 150 175 200 225 400 500 700 1 000

3 250 2 500 2 000 1 725 1 550 1 400 1 325 1 275 1 225 950 850 775 775

Ω

Para una trayectoria de corriente de una mano a los pies debe aplicarse un factor de corrección de 0,75 a la impedancia del cuerpo humano (figura 3 de la Especificación Técnica IEC/TS 60479-1). Mediante la combinación de las dos tablas y considerando este factor de corrección, es posible, mediante un proceso iterativo, calcular una tensión de contacto límite para cada valor de la duración del defecto. El resultado indicado en la figura 4 se basa en una media ponderada (nota del anexo A). En la tabla B.3 se muestran los valores de algunos de los puntos de la curva de la figura 4.

Tabla B.3 – Valores calculados de las tensiones de contacto admisibles U Tp Tp en función de la duración del defecto t F Duración del defecto t F s 0,05 0,10 0,20 0,50 1,00 2,00 5,00 10,00

Tensión de contacto admisible U Tp Tp V 716 654 537 220 117 96 86 85

 NOTA 1 Para condiciones específicas específicas pueden determinarse las las tensiones de contacto basadas en trayectorias de corrientes corrientes reales.  NOTA 2 Para una una duració duraciónn de flujo flujo de corrien corriente te consider considerablem ablemente ente superi superior or a 10 s,s, puede puede utilizarse utilizarse un valor valor de 80 80 V como como tensió tensiónn de contacto contacto admisibl admisiblee U Tp Tp.

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B.2 Cálculo del valor previsto de la tensión de contacto admisible Tabla B.4 – Supuestos para los cálculos con resistencias adicionales Tipo de contacto

Mano izquierda – ambos pies

Factor de probabilidad para el valor  Z T

50%

Curva I B = f  (  (t f f) 

c2 en la figura 20 de Especificación Técnica IEC/TS 60479-1

Impedancia del circuito

 Z T (50%) + RF

Resistencia adicional

 ρ s  RF = RF1 + RF2 = RF1 + 1,5 m-1 ⋅ ρ 

Leyenda Véase la figura B.1.

Método de cálculo: (Duración del defecto)

t f 

U Tp Tp

= f  (  (t f f) 

de acuerdo con el capítulo B.1 tabla B.3 o figura 4

= f  (  (U T)

de acuerdo con el capítulo B.1, tabla B.2 Con U T = U Tp Tp para empezar

U T  Z T

 por definición



 Z T 

 I B 

U Tp Tp (t f  f) 

= U T (t f f)  + ( R  RF1 + RF2) . I B = U T (t f f)  . (1 +

 RF )  Z T

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La figura B.2 muestra las curvas U Tp  = f  (t   (t f f)   para 4 valores de R de RF Tp = f 

Leyendas para la figura B.1, tabla B.3 y tabla B.4: U vTp vTp

Diferencia de tensión actuando como fuente fuente de tensión en el circuito de contacto con un valor limitado que garantiza la seguridad de una persona cuando utiliza las resistencias adicionales conocidas (por ejemplo, calzado, superficies accesibles de material aislante)

 Z T

Impedancia total del cuerpo humano

 I B

Corriente que pasa a través del cuerpo humano

U Tp Tp

Tensión de contacto admisible, la tensión tensión a la que está sometido el cuerpo humano

 RF

Resistencia adicional ( R  RF = R  = RF1 + R  + RF2)  RF1 Por ejemplo, resistencia resistencia del calzado  RF2 Resistencia a tierra de la superficie donde donde está el operador

 ρ S

Resistividad del terreno cerca de una superficie en una instalación (en Ωm)

t f f 

Duración del defecto

Figura .1 – Esquema del circuito de contacto

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(1)

Tensiones de contacto admisibles según la figura 4

(2)

 RF = 750 Ω

 RF1 = 0 Ω

 ρs =

500 Ωm

(3)

 RF = 1 750 Ω

 RF1 = 1 000 Ω

 ρs =

500 Ωm

(4)

 RF = 2 500 Ω

 RF1 = 1 000 Ω

 ρs =

1000 Ωm

(5)

 RF = 4 000 Ω

 RF1 = 1 000 Ω

 ρs =

2000 Ωm

 NOTA  RF1 = 1 000 Ω representa el valor promedio para zapatos gastados y húmedos. Valores superiores de la resistencia del calzado pueden utilizarse cuando sea apropiado.

Figura B.2 – Ejemplos de curvas U vTp  = f  (t   (t f f)  vTp = f  para diferentes resistencias adicionales R adicionales  RF = R  = RF1 + R  + RF2

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ANEXO C (Normativo) TIPO Y DIMENSIONES MÍNIMAS DE LOS MATERIALES DEL ELECTRODO DE TIERRA QUE ASEGURAN LA RESISTENCIA MECÁNICA Y LA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

Tamaño mínimo Revestimiento/ pantalla

Conductor Material

Tipo de electrodo Diámetro

Sección

Espesor

Valores simples

Valores medios

mm

mm2

mm

µm

µm

Varillas b

90

3

63

70

Perfiles (incluidas pletinas)

90

3

63

70

2

47

55

63

70

Tubos

25

Barras redondas para picas de tierra

16

Cable redondo para electrodo de tierra horizontal

10

Con armadura de  plomoa

Cable redondo para electrodo de tierra horizontal

8

1 000

Con armadura de cobre extruido

Barras redondas para picas de tierra

15

2 000

Con armadura de cobre electrolítico

Barras redondas para picas de tierra

14,2

90

100

1

5

20

40

Galvanizado en caliente Acero

Desnudo

Varillas

50

Cable redondo para electrodo de tierra horizontal

25 c

Cable trenzado Tubos

Cobre

50

Estañado

Cable trenzado

Galvanizado

Varillas

Con armadura de  plomoa

Cable trenzado Cable redondo

1,8 d

25

20 1,8 d

2 25 50

1,8 d

2

2

25

1 000

25

1 000

a

 No es adecuado para empotrar empotrar directamente en el hormigón, hormigón, El uso de plomo plomo no está recomendado por razones ambientales. ambientales.

 b

Varillas, enrolladas o cortadas con extremos redondeados.

c

En condiciones extremas cuando la experiencia demuestra que el riesgo de corrosión y daño mecánico es extremadamente bajo, puede usarse 16 mm 2.

d

Para cable individual.

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ANEXO D (Normativo) CÁLCULO DE LA CORRIENTE ASIGNADA DE LOS CONDUCTORES DE TIERRA Y DE LOS ELECTRODOS DE TIERRA

Para las corrientes de defecto que son interrumpidas en menos de 5 s, la sección del conductor de tierra o del electrodo de tierra debe calcularse a partir de la siguiente fórmula D.1 (véase la Nor ma IEC 60949:1988).  A =

t f  1    K  ln Θ f  +  β  Θ i +  β 

(D.1)

donde  A

es la sección en milímetros cuadrados;

 I 

es la corriente en el conductor en amperios (valor eficaz);

t 

es la duración de la corriente de defecto en segundos;

 K 

es una constante constante que depende del material del componente conductor de corriente; la tabla D.1 proporciona valores  para los materiales más habituales asumiendo una temperatura inicial de 20 ºC;

 β 

es el recíproco del del coeficiente por temperatura de la resistencia del conductor a 0 ºC (véase la tabla D.1);

Θ i

es la temperatura temperatura inicial en grados centígrados. centígrados. Los valores figuran en la Norma Norma IEC 60287-3-1. 60287-3-1. Si en las tablas nacionales no no dan valores, se adoptará adoptar á 20 ºC como la temperatura ambiente a 1 m de profundidad;

Θ f f 

es la temperatura final en grados centígrados.

Tabla D.1 – Constantes según el material  en ºC

 K  en A  en A s /mm2

Cobre

234,5

226

Aluminio

228

148

Acero

202

78

Material

Para condiciones habituales donde el conductor de tierra está en el aire y el electrodo de tierra está enterrado en el suelo, la densidad de la corriente de cortocircuito G (= I   (= I / A)  A) puede tomarse de la figura D.1 para temperaturas iniciales de 20 ºC y  para temperaturas finales de hasta 300 ºC. ºC. Para corrientes de defecto que circulan durante más tiempo (como en el caso de los sistemas con neutro aislado o con puesta a tierra resonante) las secciones admisibles aparecen en la figura D.2. Si se elige una temperatura final distinta de 300 ºC (véase la figura D.2a y figura D.2b, líneas 1, 2 y 4) la corriente puede calcularse con un factor seleccionado de la tabla D.2. Por ejemplo, se recomiendan temperaturas finales más bajas para los conductores aislados y para los embebidos en hormigón.

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Tabla D.2 – Factor es para la conversión de la corriente permanente de una temper tura final de 300 ºC a otra temperatura final Temperatura final en ºC

Factor de conversión

400 350 300 250 200 150 100

1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6

Leyenda Las líneas 1, 3 y 4 son de aplicación para una temperat ra final de 300 ºC; la línea 2 se aplica para una temperatura de 150 º . 1

Cobre, desnudo o recubierto de zinc

2

Cobre, recubierto de estaño estaño o con envolvente de pl mo

3

Aluminio, solamente conductores de tierra

4

Acero galvanizado

Figura D.1 – Densidad de la corriente de cortocircuito G  para  para los conductores de tierra y los electrodos de tierr  en función de la duración de la corriente de defecto t f

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Leyenda Las líneas 1, 2 y 4 son de aplicación para una temperat ura final de 300 ºC; la línea 3 se aplica para una temperatura de 150 ºC. La tabla D.2 contiene factores de conversión a otras temperaturas finales. 1

Cobre, desnudo o recubierto de zinc

2

Aluminio

3

Cobre, recubierto de estaño estaño o con envolvente de pl mo

4

Acero galvanizado

a) Corriente permanente  I D para los conductores de tierra de sección circular ( A)

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Leyenda Las líneas 1, 2 y 4 son de aplicación para una temperat ura final de 300 ºC; la línea 3 se aplica para una temperatura de 150 ºC. La tabla D.2 contiene factores de conversión a otras temperaturas finales. 1

Cobre, desnudo o recubierto de zinc

2

Aluminio

3

Cobre, recubierto de estaño estaño o con envolvente de pl mo

4

Acero galvanizado

b) Corriente permanente  I D para los conductores de tierra de sección rectang lar en función del produ to de la sección y la circunferencia del perfil ( A s) Figura D.2 – Cor iente permanente  I D para conductores de tierra

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ANEXO E (Normativo) DESCRIPCIÓN DE LAS MEDIDAS M RECONOCIDAS Y ESPECIFICADAS

Tabla E.1 – Condiciones para el uso de las medidas M reconocidas y especificadas para asegurar las tensiones de contacto admisibles U Tp Tp (véase la figura 4) Duración del defecto t f f 

Elevación del potencial de tierra U E

En los muros exteriores y cercados alrededor de las instalaciones

t f f  > 5 s

U E ≤ 4 × U Tp Tp

t f f  ≤ 5 s

En el interior de las instalaciones Instalación de interior

Instalación de exterior

M1 o M2

M3

M4.1 o M4.2

U E > 4 × U Tp Tp

Verificar que U T ≤ U Tp Tp

M3

M4.2

U E ≤ 4 × U Tp Tp

M1 o M2

M3

M4.2

U E > 4 × U Tp Tp

Verificar que U T ≤ U Tp Tp

M 1:

Medidas reconocidas y especificadas para los muros exteriores de los edificios con instalaciones de interior. Una de las medidas reconocidas y especificadas, desde la M 1.1 a la M 1.3, puede aplicarse como protección contra la tensión de contacto externa.

M 1.1:

Uso de material material no conductor para los muros muros exteriores (por ejemplo, albañilería o madera) y ausencia de partes de metal puestas a tierra las cuales pueden ser accesibles desde el exterior.

M 1.2:

Difusión del gradiente gradiente de potencial mediante un electrodo electrodo de tierra horizontal que está está conectado conectado al sistema de puesta a tierra a una distancia de aproximadamente 1 m más allá del muro exterior y a una profundidad máxima de 0,5 m.

M 1.3:

Aislamiento de la zona de operación: Las capas de material aislante deben ser del tamaño tamaño suficiente suficiente para impedir que las partes conductoras puestas a tierra estén al alcance de la mano desde cualquier otro lugar fuera de la capa aislante. Si el contacto es solamente posible en dirección lateral, es suficiente una anchura de 1,25 m de capa aislante. El aislamiento de la zona de operación es considerado suficiente en los siguientes casos:  – una capa de piedras prensada de un grosor grosor mínimo de 100 mm,  – una capa de asfalto con base adecuada adecuada (por ejemplo, grava),  – una alfombrilla alfombrilla aislante aislante de 1 000 000 mm × 1 000 mm de área mínima y de un grosor mínimo de 2,5 mm u otra medida que asegure un aislamiento equivalente.

M 2:

Medidas reconocidas y especificadas para los cercados exteriores en las instalaciones de exterior Una de las medidas reconocidas y especificadas, desde la M 2.1 a la M 2.3, puede aplicarse como protección contra la tensión de contacto externa; en las puertas de los cercados externos la medida reconocida y especificada M 2.4 ha de ser considerada.

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M 2.1:

Uso de cercados de material material no conductor o de enrejado recubierto de plástico.

M 2.2:

En caso de usar usar cercados de material conductor, conductor, la difusión del gradiente de potencial mediante un electrodo electrodo de tierra horizontal conectado a la cerca, a una distancia de aproximadamente 1 m del cercado por el exterior y a una profundidad máxima de 0,5 m. La conexión del cercado al sistema de puesta a tierra es opcional (sin embargo, véase la medida reconocida y especificada M 2.4).

M 2.3:

Aislamiento de la zona de operación de acuerdo con la medida reconocida y especificada M 1.3 y puesta a tierra del cercado o bien de acuerdo con el anexo F o mediante conexión con el sistema de tierra.

M 2.4:

Si las puertas de los cercados exteriores están conectadas al sistema sistema de tierra directamente, o mediante mediante conductoconductores de protección o envolventes metálicas de los cables de los sistemas de señalización etc., en tal caso en el área de paso de las puertas ha de aplicarse la difusión del gradiente de potencial o el aislamiento de la zona de operación de acuerdo con la medida reconocida y especificada M 1.3. Cuando en un cercado conductor puesto a tierra separadamente, las puertas deben conectarse con el sistema de  puesta  puesta a tierra principal, principal, las puertas deben quedar aisladas de las partes conductoras del cercado de forma que establezcan una separación eléctrica mínima de 2,5 m. Esto puede conseguirse mediante el uso de material no conductor en una sección del cercado o mediante el uso de cercado conductor con juntas aislantes en los extremos. Debe prestarse atención al hecho de asegurar que la separación eléctrica se mantiene cuando las puertas están completamente abiertas.

M 3:

Medidas reconocidas y especificadas en instalaciones de interior Dentro de las instalaciones de interior puede aplicarse una de las medidas reconocidas y especificadas desde la M 3.1 a la M 3.3.

M 3.1:

Difusión del gradiente de potencial mediante mediante electrodos de tipo rejilla, empotrados en los cimientos del edificio (por ejemplo, de una sección mínima de 50 mm 2 y anchura máxima del enrejado de 10 m o mallas de acero estructurales), y conexión al sistema de puesta a tierra en un mínimo de dos lugares separados. Si se usan también las armaduras de acero del hormigón armado para disipar la corriente de defecto, la capacidad de las armaduras de acero debe verificarse mediante cálculos. Si se usan mallas de acero estructurales, entonces las mallas adyacentes han de estar interconectadas como mínimo una vez y el conjunto de las mallas ha de estar conectado al sistema de puesta a tierra como mínimo en dos lugares. En los edificios existentes puede usarse un electrodo de tierra horizontal que ha de estar enterrado en el suelo cerca de las paredes exteriores y conectados al sistema de puesta a tierra.

M 3.2:

Construcción de las zonas de operación con materiales materiales metálicos metálicos (por ejemplo, una rejilla de metal metal o placa de metal) y conexión de todas las partes de metal que deban ser puestas a tierra y que q ue sean accesibles al contacto desde la zona de operación.

M 3.3:

Aislamiento de las zonas de operación para la elevación del potencial de tierra de acuerdo con la medida medida reconocida y especificada M 1.3. Para la conexión equipotencial, las partes metálicas que han de ser puestas a tierra y que pueden simultáneamente ser accesibles desde la zona de operación, han de estar interconectadas.

M 4:

Medidas reconocidas y especificadas en instalaciones de exterior

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M 4.1:

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En las zonas de operación: Difusión del gradiente de potencial mediante un electrodo de tierra horizontal a una profundidad de aproximadamente 0,2 m y a una distancia de aproximadamente 1 m del material a maniobrar. Este electrodo de tierra horizontal ha de estar conectado con todas las partes de metal que han de ser puestas a tierra y que pueden ser accesibles desde la zona de operación. o Construcción de las zonas de operación con materiales metálicos (por ejemplo, rejilla de metal o placa de metal) y conexión con las partes de metal que deban ser puestas a tierra y que sean accesibles al contacto desde la zona de operación. o Aislamiento la zona de operación de acuerdo con la medida reconocida y especificada M 1.3. Para la conexión equipotencial, las partes metálicas que han de ser puestas a tierra y que pueden simultáneamente ser accesibles desde el local de operación, han de estar interconectadas.

M 4.2:

Electrodo de tierra horizontal enterrado enterrado que rodea el sistema sistema de puesta a tierra en forma de anillo cerrado. Dentro de este anillo, ha de enterrarse una rejilla de tierra cuyas aberturas máximas individuales no pueden superar los 10 m × 50 m. En partes individuales de la instalación situadas fuera del anillo y conectadas al sistema de puesta a tierra, ha de disponerse un electrodo de tierra de equipotencialidad a una distancia de aproximadamente 1 m y a una profundidad de aproximadamente 0,2 m (por ejemplo, pararrayos que están conectados al sistema de puesta a tierra a través de los conductores de protección).

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ANEXO F (Normativo) MEDIDAS EN LOS SISTEMAS DE TIERRA PARA REDUCIR LOS EFECTOS DE LAS INTERFERENCIAS DE ALTA FRECUENCIA

A pesar de que el sistema de puesta a tierra está diseñado básicamente para cumplir los requisitos basados en las corrientes de 50 Hz, también deben considerarse los requisitos basados en las l as corrientes de alta frecuencia. Estas corrientes  principalm  principalmente ente pueden pueden surgir surgir de los rayos rayos o de las maniobras maniobras en en las instalac instalaciones iones de alta alta tensión. tensión. Las Las corrientes corrientes transit transitorias orias resultantes o las correspondientes tensiones pueden perturbar, por ejemplo, el funcionamiento de los dispositivos de  protección  protección y de control. control. Resulta Resulta muy costoso costoso reducir reducir las interferen interferencias cias mediante mediante la modifica modificación ción de un sistema sistema de puesta a tierra ya existente. Por esta razón han de considerarse los siguientes puntos al diseñar y construir un sistema de puesta a tierra: a) Las trayectorias de corriente corriente deben ser de la menor inductancia posible: posible:  – los electrodos de tierra y los conductores de puesta a tierra deben estar firmemente mallados; mallados;  – la densidad densidad de la malla de la rejilla rejilla de puesta puesta a tierra tierra debería debería increm incrementa entarse rse en las las zonas zonas donde hay hay mayor mayor probabiliprobabilidad de altas corrientes transitorias. Esto es principalmente de aplicación a los pararrayos, transformadores de tensión, transformadores de intensidad e instalaciones de aparamenta de aislamiento en gas (GIS);  – los terminales de puesta a tierra del material de alta tensión, los armarios armarios de control, control, los relés, los bastidores, bastidores, etc. deben conectarse a una malla de tierra;  – la conexión al sistema de puesta a tierra debe hacerse a través de un conductor de puesta a tierra de la menor longitud posible;  – en los cruces, los conductores de puesta puesta a tierra deben estar conectados;  – los bucles resultantes deben ser ser puestos en cortocircuito;  – la impedancia mutua puede reducirse separando los electrodos de tierra paralelos o los conductores de puesta a tierra como mínimo 0,5 m o mediante la división de conductor y disponiendo separadamente los subconductores resultantes;  – en las zanjas de cables, los conductores de puesta a tierra deberían disponerse en paralelo al cable. Las pantallas de los cables deberían conectarse al sistema de puesta a tierra en ambos extremos. La pantalla debe ser capaz de conducir la parte correspondiente de la corriente de defecto a tierra.  b) Con el propósito de un mejor blindaje electromagnético y una trayectoria tr ayectoria de corriente de baja inductancia, las partes metálicas de la construcción de los edificios y las armaduras de acero del hormigón deberían estar conectadas al sistema de puesta a tierra.  NOTA 1 Las armadura armadurass de acero acero y las estru estructura cturass metálicas metálicas puede puedenn tener, tener, además además de los los efectos efectos de difusió difusiónn del gradie gradiente nte de potencial potencial y/o y/o el propósi propósito to de  puesta  puesta a tierra, tierra, un efecto efecto de pantall pantallaa entre entre las áreas sensibles sensibles y las las áreas de radiac radiación ión (por (por ejemp ejemplo, lo, conex conexione ioness entre entre GIS y cable). cable). En este este caso, caso, el efecto pantalla puede mejorarse mediante la reducción del tamaño de la malla de la armadura de acero y la interconexión de esta malla de la armadura de acero con partes metálicas de la GIS o pantallas de los cables de control que pasan a través de las losas del hormigón. Los conductores de puesta a tierra, que deberían estar interconectados a través de conexiones conductoras, solamente son necesarios si debe tenerse en cuenta el flujo de corrientes más altas o si los blindajes son parte de la malla conductora de puesta a tierra. Normalmente, la conexión múltiple de los  blindajes  blindajes con los los conduc conductores tores es suficien suficiente. te. Deben Deben propor proporcion cionarse arse tantos tantos terminales terminales como sea necesar necesario io para para que todas todas las las partes partes puedan puedan interc intercoonectarse entre ellas y con el sistema de puesta a tierra t ierra en varios lugares.  NOTA 2 Para evitar evitar descarg descargas as locales locales proce procedent dentes es de interr interrupci upciones ones de corrient corrientes es de carga carga es es necesario necesario tener tener conexion conexiones es de baja imped impedancia ancia HF HF entre entre los GIS y las cajas de conexión de cables y las pantallas de los cables con puestas a tierra HF.

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ANEXO G (Normativo) MEDIDAS DETALLADAS PARA LA PUESTA A TIERRA DE LOS EQUIPOS Y DE LAS INSTALACIONES

G.1 Cercados alrededor de las subestaciones Los cercados metálicos desnudos deben estar puestos a tierra en varios puntos, por ejemplo, en cada esquina. Según las condiciones locales (que el cercado esté en el interior o en el exterior del sistema de puesta a tierra), la conexión a tierra debería hacerse al sistema de puesta a tierra de alta tensión o con los electrodos de tierra separados.  No es preciso realizar la puesta a tierra de las partes partes metálicas desnudas desnudas del cercado revestidas de material material aislante. Todas las aberturas físicas del cercado que rodea una subestación, por ejemplo, las puertas, deben contar con una conexión equipotencial que asegure que no se crean potenciales peligrosos entre las partes del cercado.

G.2 Canalizaciones Las canalizaciones metálicas del interior de una subestación deberían conectarse con el sistema de puesta a tierra de la subestación. Debería evitarse el uso de canalizaciones metálicas, por ejemplo, suministros de agua, procedentes de fuera del perímetro de la subestación y en su lugar utilizar otros materiales no metálicos o empalmes aislados.

G.3 Raíles ferroviarios Los raíles de los sistemas ferroviarios no eléctricos que penetran en el emplazamiento de la subestación deben conectarse al sistema de puesta a tierra de la subestación. En el perímetro del emplazamiento de la subestación deben colocarse juntas aislantes adecuadas en los raíles para mantener la separación eléctrica de estos con el resto de los raíles del sistema ferroviario. En algunos casos pueden requerirse dos  juntas  juntas aislantes aislantes en los raíles para imped impedir ir que la la locomotor locomotoraa cree cree un cortoci cortocircuit rcuito. o. Debe Debe prestarse prestarse una atenci atención ón especial especial a los emplazamientos desde los cuales se opera el sistema ferroviario. Para la adopción de medidas, debería consultarse con el  propietario  propietario del sistem sistemaa ferrovia ferroviario rio y debería debería tenerse tenerse en cuenta cuenta lo lo estipulad estipuladoo en el aparta apartado do 6.2. 6.2.

G.4 Instalaciones de transformadores transformadores y/o de equipos de maniobra maniobra montados sobre apoyos En general, todo transformador montado sobre apoyos, combinado o no con equipo de maniobra, debe ser puesto a tierra. En ocasiones, cuando en el apoyo solamente está situado un transformador, un sistema de puesta a tierra mínimo (es decir, una pica de tierra o un electrodo de tierra en anillo o el pie de un apoyo apo yo conductor) cumple los requisitos de la puesta a tierra tie rra del transformador. En general, los equipos de maniobra montados en apoyos hechos de acero u otro material conductor o hechos de hormigón armado deben ser puestos a tierra. En la posición de explotación debe cumplirse la tensión de contacto admisible conforme al apartado 5.4. Esto pude materializarse, por ejemplo: diseño del sistema de puesta puesta a tierra, o − el diseño unión equipotencial por medio de una malla de tierra, o − una unión

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uso de aislamiento en el lugar de operación, o − el uso material aislante (ejemplo herramientas herramientas aislantes, guantes guantes o alfombrillas) cuando se se haga la maniobra, maniobra, o − el uso de material − una combinación de las medidas descritas.

 No es necesa necesario rio realiza realizarr la puesta puesta a tierra tierra de los equipos equipos de maniobr maniobraa montados montados sobre apoy apoyos os hechos hechos de de material material no condu conducctor. Si no son puestos a tierra, deben instalarse en el mecanismo de maniobra y fuera del alcance de la mano elementos aislantes, mecánicamente fiables (por ejemplo, barras de maniobras hechas de material aislante). Estos elementos aislantes deben diseñarse para la tensión nominal del sistema. La parte del mecanismo de maniobra que puede alcanzarse desde el suelo ha de ser puesta a tierra para disipar posibles corrientes de fuga. Es suficiente una pica de tierra de 1 m de longitud como mínimo o un electrodo de tierra horizontal alrededor del apoyo y a una distancia de aproximadamente 1 m. Los electrodos de puesta a tierra y los conductores de tierra deben satisfacer las secciones mínimas de acuerdo con en el anexo C, apartados 5.2 y 5.3.

G.5 Circuitos secundarios secundarios de los transformadores de medida medida Los circuitos secundarios de todos los transformadores de medida deben ser puestos a tierra lo más cerca posible de los terminales secundarios del transformador de medida. La sección mínima que figura en el apartado 5.2.2 no es de aplicación a este tipo de material. Se requiere una sección mínima de cobre de 2,5 mm 2; si el conductor de tierra no está mecánicamente protegido, entonces se precisa cobre de 4,0 mm2. Sin embargo, si la puesta a tierra es necesaria en otros puntos, en tal caso debe ser imposible desconectarla involuntariamente.

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ANEXO H (Normativo) MEDIDA DE LAS TENSIONES DE CONTACTO

Para las medidas de las tensiones de contacto debe usarse un método de inyección de corriente (véase en el anexo L). La tensión de contacto debe determinarse teniendo en cuenta una resistencia del cuerpo humano de 1 k Ω. El(los) electrodo(s) de medida para la simulación de los pies debe(n) tener un área total de 400 cm 2 y apoyarse sobre el suelo con una fuerza total mínima de 500 N. Si no deben tenerse en cuenta otras resistencias adicionales, una sonda, introducida como mínimo 20 cm en el suelo, puede sustituir el electrodo de medida. Para la medida de la tensión de contacto en cualquier parte de la instalación, el electrodo debe situarse a una distancia de 1 m de la parte expuesta de la instalación; para hormigón o suelo seco, debería estar sobre una tela mojada o una capa de agua. Un electrodo de punta para la simulación de la mano debe ser capaz de penetrar de forma fiable un revestimiento de pintura (no un aislante). Un terminal del voltímetro se conecta al electrodo que simula la mano y el otro terminal al electrodo que simula el pie. Es suficiente llevar a cabo estas medidas en una subestación como ensayo de muestreo.  NOTA Para una una aprecia apreciación ción rápida rápida de la tensión tensión de contacto contacto prevista, prevista, que es es siempre siempre mayor mayor que la la tensión tensión de de contact contacto, o, la medida medida con un voltím voltímetro etro de alta alta resistencia interna y una sonda introducida a 10 cm de profundidad a menudo es suficiente.

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ANEXO I (Informativo) FACTORES DE REDUCCIÓN RELATIVOS A LOS CONDUCTORES DE TIERRA DE LAS LÍNEAS AÉREAS Y A LAS PANTALLAS METÁLICAS DE LOS CABLES SUBTERRÁNEOS

I.1 Generalidades Los conductores de tierra de las líneas aéreas y las pantallas metálicas de los cables subterráneos participan en retornar a tierra las corrientes de defecto a tierra. Estos elementos evacuan parte de la corriente a tierra del correspondiente circuito, tal como se indica en la figura 2 de esta norma. Mediante este efecto, el sistema de puesta a tierra de una instalación de alta tensión afectada por un defecto a tierra será descargado efectivamente de la corriente de defecto a tierra. La contribución a esta descarga es lo que se denomina factor de reducción. El factor de reducción r  de   de un conductor de tierra de una línea aérea trifásica es la relación entre la corriente de retorno a tierra y la suma de las corrientes homopolares del circuito trifásico. 3 I – I   I  r  = E = 0 EW 3 I 0 3 I 0 donde  I EW EW

es la corriente en el conductor de tierra (en régimen de equilibrio);

 I E

es la corriente de retorno a tierra;

3 I 0

es la suma de las corrientes homopolares.

La misma definición es de aplicación al factor de reducción r  de  de un cable subterráneo con envolvente metálica, pantalla, armadura o tubo metálico envolvente. En lugar de la corriente en el conductor de tierra  I EW EW debe usarse la corriente en la  pantalla metálica. Para una distribución equilibrada de corriente de una línea aérea el factor de reducción de un conductor de tierra puede calcularse sobre la base de las impedancias propias de los conductores de fase  Z L-E L-E, y el conductor de tierra  Z EW-E EW-E y la impedancia mutua entre los conductores de fase y el conductor de tierra Z ML-EW.  Z  – Z ML-EW Z  r  = EW -E = 1 – ML-E W  Z EW -E Z EW -E El término más influyente para Z ML-EW es la distancia media entre los conductores de fase y el conductor de tierra, para  Z EW-E EW-E la resistencia del conductor de tierra. Así, el efecto de reducción de un conductor de tierra relacionado con la corriente de defecto a tierra aumenta (r  ( r  muestra   muestra una tendencia a la reducción) a medida que disminuye la distancia del conductor de fase y del conductor de tierra y disminuye la resistencia del conductor de tierra.

I.2 Valores típicos de los factores factores de reducción de las líneas aéreas y de los cables (50 Hz) Conductores de tierra de las líneas aéreas (110 kV) Acero 50...70 mm2

r = 0,98

Acero/aluminio (ACSR) 44/32 mm2

r = 0,77

Acero/aluminio (ACSR) 300/50 mm2

r = 0,61

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Cables aislados con papel (10 kV y 20 kV) Cu 95 mm2/1,2 mm envolvente de plomo

r = 0,20 - 0,60

Al 95 mm2/1,2 mm envolvente de aluminio

r = 0,20 - 0,30

Cables XLPE unipolares (10 kV y 20 kV) Cu 95 mm2/16 mm2 pantalla de cobre

r  =  = 0,50 - 0,60

Cables unipolares rellenos de aceite (110 kV) Cu 300 mm2/2,2 mm envolvente de aluminio

r  =  = 0,37

Cables de aislamiento en gas en tubo metálico (110 kV) Cu 300 mm2/1,7 mm acero

r  =  = 0,01 - 0,03

Cables XLPE unipolares (110 kV) Cu 300 mm2/35 mm2 pantalla de cobre

r  =  = 0,32

Cables XLPE unipolares (150 kV) Cu 800 mm2/700 mm2 pantalla de plomo

r  =  = 0,2

Cables unipolares rellenos de aceite (400 kV) Cu 1 200 mm2/1 200 mm2 pantalla de aluminio

r  =  = 0,01

 NOTA El factor de reducción de las redes de cables puede ser reducido aun más si se instalan cables extras de sección apropiada (por ejemplo 150 mm2 de cobre) en la misma zanja y poniéndolos a tierra en los mismos puntos donde se conectan a tierra las pantallas

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ANEXO J (Informativo) BASES PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

J.1 Resistividad del terreno La resistividad del terreno ρE varía considerablemente con el tipo de terreno, la granulometría, la densidad y la humedad (véase la tabla J.1)

Tabla J.1 – Resistividad del terreno para corriente alterna a frecuencia industrial (rango de valores frecuentemente medidos) Tipo de terreno Terreno pantanoso Marga, arcilla, humus Arena Grava

Resistividad del terreno  ρ E en m 5 a 40 20 a 200 200 a 2500 2 000 a 3 000

Suelos pedregosos Arenisca Granito Cantos rodados

normalmente por debajo de 1 000 2 000 a 3 000 hasta 50 000 hasta 50 000 hasta 30 000

Hasta algunos metros de profundidad, los cambios de humedad pueden provocar variaciones temporales de la resistividad del terreno. Además, debe considerarse que la resistividad del terreno puede cambiar considerablemente con la profundidad debido normalmente a la presencia de diferentes capas de terreno.

J.2 Resistencia a tierra La resistencia a tierra R tierra  RE de un electrodo de tierra depende de la resistividad del terreno así como de la dimensiones y de la disposición del electrodo de tierra. Depende principalmente de la longitud del electrodo de tierra, más que de la sección. Las figuras J.1 y J.2 muestran los valores de la resistencia a tierra para los electrodos de tierra horizontales y para las picas de tierra en relación con su longitud total. En caso de electrodos de tierra horizontales muy largos (por ejemplo, cables con efecto de electrodo de tierra) la resistencia a tierra disminuye con la longitud, pero de manera asintótica (véase la figura J.3). Los electrodos de tierra en cimentaciones pueden considerarse como electrodos de tierra enterrados en el terreno circundante. La resistencia a tierra de un electrodo de tierra mallado es aproximadamente  ρ  RE = E 2 D

 D es el diámetro de un círculo con la misma área que el electrodo electr odo de tierra mallado.

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Figura J.1 – Resistencia a tie ra de electrodos de tierra horizontales (hechos de p etinas, varillas o cable trenzado) para una disposición en línea o en anillo en un terreno homogéneo Valores calculados según las siguientes fór  ulas: Electrodo de tierra pletina: Electrodo de tierra en anillo:  L   L 

 D =

 L

 REB

 ρE π   L

ln

2 L

d   ρE 2π  D  RER  ln 2 d  π   D Longi ud de la pletina de tierra en m Diám tro del electrodo de tierra en anillo en m

π 

 D

 ρ E

Diám tro del electrodo de tierra de cable trenzado o la mit d de la anchura de una pletina de tierra en m (se t oma igual a 0,015 m) Resist vidad del terreno en Ωm

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Figura J.2 – Resistencia a tierra de las picas de tierra, enterradas verticalmente en suel o homogéneo Valores calculados según la fórmula siguien e:

 RE =

 ρE

2π  L

ln

 L

Longitud de la pica de tierra en m

d 

Diámetro de la pica de tierra en m (se t oma igual a 0,02 m)

 ρ E

Resistividad del terreno en Ωm

4 L d 

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Figura J.3 – Valores típic os para la resistencia a tierra de un cable con funcio nes de electrodo de tierra dependi endo de la longitud del cable y de la resistividad del terreno

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ANEXO K (Informativo) MONTAJE DE LOS ELECTRODOS DE TIERRA Y DE LOS CONDUCTORES DE PUESTA A TIERRA

K.1 Montaje de los electrodos electrodos de tierra K.1.1 Electrodos de tierra horizontales Los electrodos de tierra horizontales normalmente se sitúan en el fondo de una zanja o de una excavación de los cimientos. Se recomienda que:  – estén rodeados de tierra ligeramente compactada, compactada,  – las piedras o la grava no deben estar estar en contacto directo con los electrodos de tierra enterrados,  – si el suelo natural es agresivo al metal del del electrodo utilizado, debería reemplazarse por un relleno conveniente.

K.1.2 Picas verticales o inclinadas Las picas verticales o con inclinación se clavan en el terreno por la fuerza y deberían separarse por una distancia igual o mayor que la longitud de la pica. Deben usarse las herramientas apropiadas para impedir cualquier daño en los electrodos al clavarlos en el terreno.

K.1.3 Empalmes de los electrodos de tierra Los empalmes utilizados para conectar partes conductoras de una red de electrodos de tierra (malla) dentro de la misma red, deben tener las dimensiones apropiadas para asegurar la conductividad eléctrica y la resistencia mecánica y térmica equivalente a la de los electrodos. Los electrodos de tierra deben ser resistentes a la corrosión y no deberían contribuir a crear acoplamientos galvánicos. Las piezas de empalme utilizadas para el ensamblaje de las picas deben tener la misma resistencia mecánica que las picas y deben resistir el esfuerzo mecánico mientras estas son clavadas. Cuando han de ser conectados metales diferentes, que forman acoplamientos galvánicos que pueden causar corrosión galvánica, los empalmes han de protegerse por medios duraderos contra el contacto con electrólitos a su alrededor.

K.2 Montaje de los conductores de puesta a tierra En general, el camino de los conductores de puesta a tierra debe ser el más corto posible.

K.2.1 Montaje de los conductores conductores de puesta a tierra tierra Pueden considerarse los siguientes métodos de montaje:  – Conductores de puesta a tierra enterrados: Puede requerirse requerirse protección contra daños mecánicos. mecánicos.  – Conductores de puesta a tierra accesibles: Por encima del suelo los conductores de puesta a tierra deben montarse de forma que permanezcan accesibles. Si hubiera riesgo de daños mecánicos, el conductor de tierra debe protegerse adecuadamente.  – Conductores de puesta a tierra embebidos en hormigón: hor migón: Los conductores de tierra pueden también embeberse en el hormigón. Deben quedar disponibles en cada extremo unos terminales fácilmente accesibles.

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Debe prestarse una atención especial para evitar la corrosión cuando el conductor de tierra desnudo penetra en el terr eno o en el hormigón.

K.2.2 Conexiones de los conductores de tierra Las conexiones deben tener una buena continuidad eléctrica para impedir cualquier calentamiento inadmisible bajo condiciones de corriente de defecto. Las uniones no deben aflojarse y deben estar protegidas contra la corrosión. Cuando han de ser conectados los diferentes metales que forman acoplamientos galvánicos que pueden causar corrosión galvánica, las conexiones han de protegerse por medios duraderos contra el contacto con electrólitos a su alrededor. Deben utilizarse conectores adecuados para conectar el conductor de puesta a tierra al electrodo de tierra, al terminal de tierra principal y a cualquier parte metálica. Puede ser de ayuda el uso de cajas seccionables para pruebas de las conexiones. Debe ser imposible desunir las conexiones sin herramientas especiales.

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ANEXO L (Informativo) MEDIDAS RELATIVAS A LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

L.1 Medida de la resistividad resistividad del terreno terreno La medida de la resistividad del terreno para la predeterminación de la resistencia a tierra o de la impedancia a tierra ha de ser llevada a cabo usando un método de cuatro picas (por ejemplo, el método Wenner), mediante el cual puede determinarse la resistividad del terreno para las diferentes profundidades.

L.2 Medida de resistencias resistencias a tierra tierra y de impedancias a tierra tierra determinar estas resistencias e impedancias. impedancias. La elección del método adecuado adecuado depende L.2.1 Hay diferentes medios de determinar del tamaño del sistema de puesta a tierra y del grado de interferencias (véase el capítulo L.4)  NOTA Debe prest prestarse arse atenci atención ón al hecho de que que pueden pueden surgir surgir tensione tensioness de cont contacto acto peligrosas peligrosas en las las partes partes puest puestas as a tierra tierra y entre ellas ellas (por (por ejemplo, ejemplo, entre entre la torre y el conductor de tierra desmontado) mientras se llevan a cabo las mediciones y los preparativos, incluso cuando están desconectadas y especialmente durante la medida.

L.2.2 Ejemplos de métodos y tipos de instrumentos de medida adecuados: a) Método de caída de potencial con ayuda de un ohmímetro ohmímetro Este instrumento se utiliza para electrodos de tierra y sistemas de puesta a tierra de pequeña o media extensión, por ejemplo, electrodo de tierra de pica única, electrodos de tierra de varilla, electrodos de tierra de torres de líneas aéreas con conductores de tierra desmontados o no, sistemas de puesta a tierra de media tensión y separación del sistema de  puesta  puesta a tierra tierra de baja baja tensión. tensión. La frecuen frecuencia cia de la tensión tensión alterna alterna usada usada no no debería debería exceder exceder los los 150 150 Hz. El electrodo de tierra bajo ensayo, la sonda y el electrodo auxiliar deberían estar tendidos sobre una línea recta, tan distanciados como sea posible. La distancia entre la sonda y el electrodo de tierra bajo ensayo debería ser como mínimo dos veces y media la extensión máxima del electrodo de tierra bajo ensayo (en el sentido de la medida), y en cualquier caso no debe ser menor de 20 m; la distancia del electrodo auxiliar debe ser como mínimo cuatro veces la extensión máxima y en cualquier caso no menor de 40 m.  b) Ohmímetro de alta frecuencia Este instrumento facilita la medida de la resistencia a tierra de un solo apoyo sin necesidad de desmontar el conductor de tierra. La frecuencia de la corriente de medida debe ser tan alta que la cadena de impedancia del conductor de tierra y de las torres a su alrededor resulte elevada, representado un circuito derivado prácticamente despreciable frente al sistema de puesta a tierra del apoyo único de la línea aérea. c) Método de inyección de corriente de fuerte intensidad (véase la figura L.1) Este método se utiliza particularmente para la medida de la impedancia a tierra de grandes sistemas de puesta a tierra. Mediante la aplicación de una tensión alterna de aproximadamente la frecuencia del sistema, entre el sistema de puesta a tierra y un electrodo de tierra remoto, se inyecta una corriente de ensayo  I M en el sistema de puesta a tierra lo que causa una elevación del potencial del sistema de puesta a tierra que puede ser medible. Para la medida, no deben desconectarse los conductores de tierra ni las pantallas de los cables con función de electrodo de tierra que están conectados operativamente al sistema de puesta a tierra.

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El módulo de la impedancia a tierra lo da la fórmula:  Z E =

U EM  I M ⋅ r 

donde U EM EM

es la tensión medida entre el sistema sistema de puesta puesta a tierra y una sonda en el área de la tierra de referencia (tierra remota) en voltios

 I M

es la corriente de ensayo medida en amperios

r

es el factor de reducción de la línea del electrodo de tierra remoto (véase el anexo I). El factor de reducción  puede determinarse mediante cálculo o por medida. Para líneas aéreas sin conductores de d e tierra y cables sin  blindaje r  =  = 1.

Los conductores de tierra de líneas aéreas que discurren sobre soportes separados paralelos a la línea ensayada entre el sistema de puesta a tierra y el electrodo de tierra remoto, han de considerarse si están conectados al sistema de puesta a tierra bajo ensayo y al electrodo de tierra remoto. Si se dispone de un cable con pantalla metálica de baja resistencia,  puesto  puesto a tierra tierra en ambos ambos extremo extremos, s, entonces entonces la mayor mayor parte parte de la corrien corriente te de ensayo ensayo retorna retornará rá a través través de la pantal pantalla. la. Si hay una cubierta aislante alrededor de la pantalla puede ser adecuada desconectar la puesta a tierra de la pantalla. Sin embargo, para los cables que cumplen la función de electrodos de tierra, la puesta a tierra de las pantallas no debe desconectarse. La distancia entre el sistema de puesta a tierra ensayado y el electrodo de tierra remoto, a ser posible, debe ser lo suficientemente larga para separar las zonas de influencia, por ejemplo de 1 km a 5 km del sistema de puesta a tierra. La corriente de ensayo, a ser posible, debería seleccionarse a una intensidad tan elevada que las tensiones medidas (la elevación del potencial de tierra así como las tensiones de contacto referidas a la corriente de ensayo) superen las tensiones de las posibles interferencias y perturbaciones. En general, esto está asegurado para el caso de las corrientes de ensayo por encima de los 50 A. La resistencia interna del voltímetro debe ser como mínimo 10 veces la resistencia a tierra de la sonda.  NOTA Para pequeños sistemas de puesta a tierra, distancias menores menores pueden ser suficientes. suficientes.

Las posibles tensiones de interferencias y perturbaciones deben ser eliminadas (véase el capítulo L.4). d) Determinación a partir de las resistencias individuales individuales Si el sistema de puesta a tierra consiste en electrodos de tierra separados, entre los que prácticamente no hay interferencia recíproca pero que están interconectados a través de conductores de conexión, por ejemplo, conductores de puesta a tierra o conductores de tierra de líneas aéreas, entonces la impedancia a tierra  Z E puede determinarse de la siguiente forma: La resistencia a tierra de cada electrodo de tierra se determina, por medio del método de caída de potencial, estando los conductores de conexión desconectados; se calcula la impedancia de los conductores de conexión y se determina la impedancia a tierra total a partir del circuito equivalente de la resistencia a tierra y de las impedancias de los conductores de conexión.

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L.3 Determinación de la elevación del potencial de tierra La elevación del potencial de tierra U E se obtiene de la forma siguiente (véase la figura L.1): U E = Z   = Z E ⋅ I E donde  Z E

es la impedancia impedancia a tierra, por ejemplo, obtenida obtenida de la medida medida de acuerdo acuerdo con el punto c) del apartado L.2.2 o del cálculo de acuerdo con del punto d) del apartado L.2.2;

 I E

es la corriente a tierra de acuerdo con el apartado 3.4.29.

La corriente a tierra durante la medida se obtiene mediante:  I EM EM = r ⋅ I M La impedancia a tierra se obtiene mediante:  Z E =

U EM  I EM

La elevación del potencial de tierra en caso de defecto se obtiene mediante:  I  U E = I E ⋅ Z E = U EM ⋅  E r ⋅ I M Para un defecto a tierra en un sistema trifásico y para un factor de reducción similar del conductor de tierra de todas las líneas aéreas de salida de una subestación, la corriente a tierra puede determinarse mediante:  I E = r ⋅ Σ 3 I   3 I 0 donde r 

es el factor de reducción del conductor de tierra;

 3 I 0 es el vector suma de las corrientes de todos los conductores de fase de este este sistema que entran en la subestación. subestación. Σ 3 I  Para un defecto en la subestación Σ 3 I   3  I 0 es la diferencia entre la corriente de defecto a tierra y la corriente de neutro del transformador. Si los factores de reducción de los conductores de tierra de las líneas A, B, C ... de salida de las subestaciones son diferentes, la corriente a tierra se obtiene:  I E = r A ⋅ 3 I 0A  3 I 0B  3 I 0C 0A + r B ⋅ 3 I  0B+ r C ⋅ 3 I  0C + ... donde  I 0A 0A

es la corriente homopolar homopolar de un conductor de fase (por ejemplo, ejemplo, fase L1) de la línea A, A,  I 0B 0B respectivamente para la línea B, etc.

r A

es el factor de reducción del conductor de tierra de la línea A, r B de la línea B, etc.

 NOTA Este circuito circuito equiv equivalen alente te está está basado basado en el el efecto, efecto, que que en la prácti práctica, ca, la cadena cadena de impedanc impedancias ias Z   Z   puede alcanzar después de unos pocos vanos. Para líneas aéreas más largas que unos pocos vanos el efecto del acoplamiento magnético tiene como resultado una corriente de circulación por el conductor neutro, esta puede considerarse adicionalmente por el factor de reducción. ∞

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Para obtener I  obtener I E de un cable de salida de una subestación, en lugar del factor de reducción del conductor de tierra, debe usarse el factor de reducción de la pantalla del cable en la ecuación mencionada anteriormente para  I E. Para cables con cubiertas aisladas que conducen la corriente de defecto a la subestación, el factor de reducción r educción de la cubierta es el efecto primario. Además debe considerarse la cadena de impedancias (cubierta/mallas de tierra vecinas) si el cable es significativamente largo que las secciones, formando la cadena de impedancia.

L.4 Eliminación de las tensiones tensiones de las interferencias y perturbaciones en las medidas medidas de puestas a tierra En la determinación de la elevación del potencial de tierra de acuerdo con el punto c) del apartado L.2.2 pueden darse distorsiones de los valores medidos debidas a las tensiones de las interferencias y perturbaciones de todo tipo (por ejemplo, interferencias inducidas en el circuito de ensayo por circuitos paralelos en funcionamiento). A continuación se ofrecen ejemplos que en la práctica se han demostrado útiles para eliminar estas distorsiones: a) Método de impulsos En este caso, se usa una fuente de tensión (por ejemplo, un equipo generador de emergencia) cuya frecuencia se desvía algunas décimas de Hertz de la frecuencia del sistema. Las tensiones causadas por la corriente de ensayo se suman vectorialmente a las posibles tensiones de perturbación U d' cuyos módulos y ángulo de fase para una duración suficientemente corta de un ciclo de medida pueden considerarse constantes. Debido a la superposición asíncrona, la aguja del indicador del voltímetro oscila entre un valor máximo U 1 y un valor mínimo U 2. La tensión causada por la corriente de ensayo se determina mediante: U + U 2 U  = 1 2

para 2 ⋅ U d′  < U 1

U  – U 2 U  = 1 2

para 2 ⋅ U d′  > U 1

U  U  = 1 2

para 2 ⋅ U d′  = U 1

 b) Método de la inversión de polaridad Para este método se usa una fuente de tensión de sistema síncrono (un transformador) cuya tensión es invertida eléctricamente 180º en el ángulo de fase después de un tiempo muerto. Durante la circulación de la corriente de ensayo, se miden las tensiones que se dan antes de la inversión U a y después de la inversión U  b y la tensión de perturbación U d cuando la corriente de ensayo está desconectada. Debido a las relaciones vectoriales, la tensión causada por la corriente de ensayo se calcula mediante: U=

U a2 + U b2 – U d2 2

c) Medida vectorial Deben tenderse cables de medida largos de forma perpendicular a la línea de ensayo y lo más lejos posible. Si esto no es  posible  posible debido debido a la disponibilida disponibilidadd de espacio, espacio, la parte de la tensión tensión inducida inducida en la línea línea que se mide por por la corriente corriente de ensayo puede eliminarse parcialmente por un equipo de medida vectorial. d) Bloqueo de las corrientes corrientes continuas continuas Si las tensiones de perturbación tienen una componente continua elevada, puede ser necesario el uso de un voltímetro que bloquee la tensión continua.

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Leyenda  I M

Corriente de ensayo (generalmente, solo se deter mina el módulo de la tensión y de la corriente)

 I EM EM

Corriente a tierra durante la medida (en este caso no se puede medir directamente)

r E

Factor de reducción de la línea al electrodo de tierra remoto

 RES

Resistencia a tierra del electrodo de tierra mallado

 RET

Resistencia a tierra de la torre

U E

Elevación del potencial de tierra durante la medi a

U vT vT

Fuente de tensión de contacto prevista durante la medida

Figura L.1 – Ejemp o para la determinación de la impedancia a tierra mediante el métod de inyección de corriente de intensidad elevada

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ANEXO M (Normativo) DETALLES SOBRE LAS VERIFICACIONES EN EL EMPLAZAMIENTO Y LA DOCUMENTACIÓN DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

Debería existir un plano del emplazamiento del sistema de puesta a tierra que muestre el material y la posición de los electrodos de tierra, sus derivaciones y la profundidad a la cual están enterrados. Previamente a la recepción de la obra, debería elaborarse un informe que muestre que se han observado todos los requisitos de esta norma. La resistencia a tierra de cada instalación situada fuera del área de un sistema de puesta a tierra global debería calcularse o medirse sistemáticamente (los detalles de la técnica de medida figuran en el anexo L) así como la subida del potencial de tierra, que debe ser calculada o medida. Cuando sea necesario, debe justificarse la tensión de contacto mediante cálculo o medida. Dentro de las áreas del sistema de puesta a tierra global no hay necesidad de verificar la resistencia a tierra o la subida del  potencial de tierra puesto que es es suficiente un diseño básico básico del sistema de puesta puesta a tierra. Si son necesarias medidas reconocidas y especificadas para conseguir tensiones de contacto admisibles, deben incluirse en el plano del emplazamiento y ser descritas en la l a documentación.

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ANEXO N (Informativo) USO DE ARMADURAS DE REFUERZO EN EL HORMIGÓN PARA LA PUESTA A TIERRA

Las armaduras de acero de refuerzo pueden usarse con varios propósitos: a) como parte del sistema de puesta a tierra, en cuyo caso el tamaño tamaño de las barras debe estar de acuerdo con el apartado 5.2.2;  b) como como gradiente gradiente de potencial potencial para la protecció protecciónn del operador, operador, en cuyo caso todas las partes partes corresp correspondie ondientes ntes de la armadura de acero de refuerzo deben estar conectadas entre sí para asegurar que no existen diferencias de potencial. Las conexiones deben dimensionarse de acuerdo con el apartado 5.2.3; c) como una pantalla electromagnética electromagnética asociada a las corrientes corrientes de alta frecuencia, en cuyo caso todas las partes partes corres pondientes  pondientes de la armadura armadura de acero de refuerzo refuerzo deben estar conectadas conectadas entre sí para formar formar un camino de muy baja impedancia para las corrientes de alta frecuencia. Las armaduras de acero estarán provistas de numerosos puntos de conexión para permitir que las conexiones del equipo sean mantenidas tan cortas como sea posible para minimizar las influencias electromagnéticas. electromagnéticas. Cuando se usen barras de acero de refuerzo para alguno de estos propósitos, debe prestarse atención a la posibilidad de corrosión y asegurar que es la mínima. La conexión con las barras de acero de las armaduras de refuerzo debe ser acorde con el anexo K.

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ANEXO O (Informativo) SISTEMA DE PUESTA A TIERRA GLOBAL

La definición de sistema de puesta a tierra global está basada en el hecho que en una cierta área prácticamente no pueden ocurrir diferencias de potencial a considerar. Para identificar estas áreas no existe una regla única o simple. En general: • una resistencia global global de bajo valor es necesaria necesaria pero no suficiente. suficiente. Por eso eso la norma no no establece un requisito requisito mínimo

 basado en la resistencia; resistencia;

Por otra parte, también en instalaciones con alta resistividad del suelo y resistencia global alta, pueden implementarse condiciones de seguridad atendiendo al incremento de resistencias adicionales y adecuado gradiente de potencial; • una corriente corriente de defecto defecto de bajo valor valor también ayuda a que el aumento aumento de potencial total sea limitado; limitado; • el factor de reducción de un cable adecuado con cubierta o el factor de reducción reducción de conductores conductores de tierra tierra distribuyen la

corriente de defecto de tal manera que la elevación total del potencial de tierra es limitada; • una duración pequeña pequeña de la corriente de defecto incrementa incrementa los valores admisibles admisibles de tensión de contacto contacto y en conseconse-

cuencia cuencia las diferencias de referencia a los límites de tensión de contacto admisible son so n menores. Existen diferentes medidas para conseguir los requisitos de seguridad. Para especificar medidas para una cierta área deben considerarse las condiciones locales. La verificación debe hacerse mediante los medios usuales basados en mediciones o cálculos. Los casos típicos donde existe un sistema global de puesta a tierra pueden ser: • subestación rodeada rodeada de edificios con electrodos de tierra tierra en los cimientos y con el sistema de puesta puesta a tierra interconecinterconec-

tado, por ejemplo ejemplo por las pantallas de cable o conductores de tierra protegidos en baja tensión; • la Subestación alimenta el centro de una una ciudad o de áreas densamente construidas; • la subestación es alimentadora alimentadora de un área área suburbana suburbana con muchos electrodos de tierra interconectados interconectados por por conductores de

tierra protegidos del sistema de baja tensión;

• subestación con un número número dado de subestaciones cercanas; • subestación con un número y longitud longitud dados de electrodos electrodos salientes; salientes; • subestación conectada con cables cables con un electrodo electrodo de tierra efectivo; efectivo; • la subestación subestación es alimentadora de una una extensa extensa área industrial; • la subestación forma forma parte de un un sistema puesto a tierra en múltiples puntos con con conductor de neutro neutro de alta tensión. tensión.

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ANEXO P (Normativo) CONDICIONES NACIONALES ESPECIALES

Condición nacional especial: Característica o práctica nacional que no se puede cambiar ni siquiera transcurrido un largo periodo de tiempo, por ejemplo condiciones climáticas y condiciones eléctricas de puesta a tierra.  NOTA Si afecta a la armonización, forma parte parte de la norma europea EN.

Para los países en los cuales aplica la correspondiente condición nacional especial, estas disposiciones son normativas. Para otros países son informativas. Capítulo

Condición nacional especial

5.3.2

Finlandia Para sistemas con neutro aislado y sistemas con neutro puesto a tierra de manera resonante I C y  I res res  pueden usarse para dimensionar la carga térmica de los electrodos y los conductores de tierra si el tiempo de desconexión es menor de 1 s.

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ANEXO Q (Informativo) DESVIACIONES TIPO A

Desviación tipo A: Desviación nacional debida a una incompatibilidad con la legislación, cuya alteración está, por el momento, fuera de la competencia del miembro de CENELEC. Esta norma europea cae bajo la Directiva de CE. Las desviaciones tipo A en los países de la AELC son válidas en lugar de lugar  de las provisiones de la norma europea en dicho  país hasta que hayan sido eliminadas. eliminadas. Capítulo

Desviación

General

Francia En Francia diferentes leyes y decretos son mandatarias para el diseño, construcción, la verificación y el control de las instalaciones de AT. Todos los requisitos legales y de seguridad en Francia, principalmente están realizados por el Ministerio de Industria (arrête del 17 de mayo del 2001), el Ministerio de Trabajo (decreto del 14 de Noviembre de 1988) y los códigos GRID para redes públicas de muy Alta Tensión o Media Tensión están incorporados en dos normas nacionales: NFC 13-100 y NFC 13-200. Ambas están globalmente en línea con la Norma EN 50522. Estos requisitos son obligatorios en Francia y no pueden ser anulados por la EN, la cual únicamente contiene reglas generales. La Norma EN 50522 no da cobertura a una gran parte de los campos que están regulados en Francia.  No puede usarse en Francia como base contractual entre las diversas partes que están involucrados en el negocio de la muy Alta Tensión, sin que esto pueda crear dificultades, problemas de interpretación y situaciones confusas. Las reglas principales adicionales y desviaciones de la Norma EN 50522 están recogidas en las Normas  NFC 13-100 y NFC 13-200. 13-200.

5.4.1 +

Reino Unido (Ejecutivo Unido (Ejecutivo de Salud y Seguridad (HSE))

Anexo A

Los sistemas de puesta a tierra de las subestaciones de muy Alta Tensión deben diseñarse atendiendo a las tensiones basadas en las impedancias del cuerpo humano que no excedan del 5% de la población, como se da en la tabla 1 de la Norma IEC 60479-1:2005.

5.4.1

Suecia (ELSÄK-FS Suecia (ELSÄK-FS 2008: 1, kap 5 §§ 3, 6, 7 y 8) Los defectos a tierra deben ser desconectados automáticamente en menos de 5 s para los sistemas de  puesta a tierra de NO baja impedancia. Existe una excepción que se aplica a los sistemas de puesta a tierra de NO baja impedancia, cuando el sistema de tensión no supera los 25 kV y no incluyen líneas aéreas, donde un defecto a tierra monofásico se permite para solamente iniciar una alarma automática Los defectos a tierra para los sistemas puestos a tierra con baja impedancia deben ser desconectados en menos de 0,5 s

5.4.1

Suiza (Ley Suiza (Ley federal concerniente a las instalaciones eléctricas (Alta y baja tensión) (SR 734-0), Regulaciones para instalaciones eléctricas de potencia (SR 734.2) Los dimensionamientos a tener en cuenta frente a las tensiones de paso y contacto admisibles, SR 734.2: Art. 54 (Tensiones de paso y contacto admisibles en instalaciones eléctricas) Art. 55 (Tensiones de contacto admisibles en instalaciones de baja tensión ) Srt. 57 ( Puestas  Puestas a tierra en las instalaciones de alta tensión)  Apéndice 4 (Art. 54, 55 y 57) Tensiones de contacto admisibles. ( Apéndice

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5.4.2

EN 50522:2010

Suecia (ELSÄK-FS 2008: 1, kap 2,§ 2 y Kap 5 §§ 6, 7 y 8.ELSÄK-FS 2008: 3 §§, 3 y 6). Las medidas para el cumplimiento de las tensiones de contacto admisibles deben ser comprobadas por mediciones.

6.1

Francia

Tabla 2

De acuerdo con las regulaciones de Francia (arrête technique del 17 de Mayo del 2001 – Artículo 45), en caso de un defecto monofásico de Alta Tensión, la sobretensión inducida con referencia referencia a las instalaciones locales de BT no deben exceder de 1 500 V eficaces.

6.1.4

Suecia (ELSÄK-FS (ELSÄK-FS 2008: 1, kap 5,§ 6) Para los sistemas de puesta a tierra de NO baja impedancia con un sistema de tensiones que no excede de 25 kV, donde un defecto a tierra monofásico se permite para solamente iniciar una alarma automática, la tensión de contacto para el sistema TN de la tabla 2 debe cumplir siempre que EPR≤ 50 V.

Anexo E

Francia

M3.1

En las subestaciones del sistema sistema de redes públicas, la conexión de los cimientos de los edificios a l sistema de tierras, debe realizarse al menos cada 10 m en las tres direcciones (x, y, z.) Para los edificios industriales la puesta a tierra debe realizarse según el Artículo 412 de la NFC 13-200.

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