Técnica de medición
Medida de las tensiones de paso y contacto.
Como se indicó anteriormente (Parte 1ª), es preceptiva la medición de las tensiones de paso y de contacto en las inmediaciones de las instalaciones de p.a.t. a fin de asegurar que los valores posibles en caso de falta estén por debajo de aquellos considerados como peligrosos.
Método de medición.
a) Mediante, el empleo del equipo adecuado inyectar una corriente alterna entre el electrodo de tierra y un electrodo auxiliar (dispersor).
b) El valor de corriente a inyectar será determinado siguiendo las disposiciones reglamentarias.
c) El dispersor habrá que emplazarlo a una distancia tal que el reparto de corriente que parte del electrodo resulte regular. Este aspecto será preferible determinarlo por ensayo en la propia instalación.
d) Con un voltímetro de resistencia interna de 1000 Ω medir en el interior y en el exterior del área protegida las tensiones presentes en el suelo a distancias de 1 m. y entre partes metálicas y el suelo a 1 m. de distancia. Como "puntas" de medida del voltímetro emplear dos pesas, cada una de 25 Kg. y 200 cm2 de superficie de contacto con el suelo.
Obtención de valores.
Los resultados obtenidos en el ensayo habrá que referirlos a las condiciones presentes durante un fallo a tierra en la instalación, para ello bastará aplicar la fórmula siguiente:
Cuando se utilice el método de inversión de polaridad se tendrá en cuenta que:
Siendo Vpm 0º y Vcm 0º las tensiones de paso y contacto respectivamente inyectadas en un sentido y Vpm 180º y Vcm 180º las inyectadas en sentido contrario.
A continuación se listan los valores de tensión máxima admisible entre mano y pie, tensión de contacto y entre pie y pie, tensión de paso, según el tiempo t (seg.) que tarde en despejarse el defecto de acuerdo con la tabla 1 de la ITC 13 del RAT:
Tabla 2: Valores admisibles de la tensión de contacto aplicada Uca y tensión de paso aplicada Upa en función de la duración de la corriente de falta tF
Se comprende la facilidad que este ensayo puede entrañar riesgos para el personal operador y para las personas en general, si los valores de I son elevados, toda vez que, a priori, desconocemos si van a aparecer gradientes de potencial elevados. Las medidas deben realizarse por personal especializado y extremando las condiciones de seguridad.
Es importante, delimitar la zona donde se efectúan las mediciones mediante cintas, carteles de señalización, señales luminosas si fuera necesario, etc. principalmente en los alrededores de los electrodos que se emplean como toma de tierra auxiliar, que puede estar constituida por varios electrodos de barra. Un equipo como el que se presenta a continuación de la casa C.E.E. (Continental de Equipos Eléctricos) puede estar constituido por dos partes:
a) Módulo de alimentación.
b) Unidad de medida.
a) El módulo de alimentación conteniendo todos los órganos de alimentación, de ajuste y de medida montado sobre cuatro ruedas y provisto de cuatro tiradores para extracción con dispositivo de bloqueo. Sobre la parte trasera existe una puerta que se abre con llave permitiendo el acceso a los bornes de conexión para las sondas y las picas y está provista de un microinterruptor que impide el cierre del telerruptor general del módulo si la puerta está abierta. Dos orificios laterales permiten introducirlos conductores y operar con la puerta cerrada. La alimentación del conjunto se puede efectuar a partir de una red monofásica de220 V o bien de 380 V, 50 Hz. A este efecto, sobre el frontal del módulo se ha previsto un conmutador con posición cero inicial para la elección de la tensión de alimentación (figura 5).
b) La Unidad de medida contenida en un rack 19" va alojada en un hueco del módulo de alimentación y conectada a sus circuitos mediante un conector accesible abriendo la puerta inferior del conjunto. Además de otros mandos e instrumentos indicadores (como se indica en la leyenda más detalladamente), sobre la unidad de medida existe un instrumento indicador digital para la medida de Vm, con indicación de polaridad (±), para una lectura más clara del valor de dicha tensión (figura 6).
Figura 5: Módulo de Alimentación del Equipo de comprobación de Vp y Vc de la casa C.E.E.
Figura 6: Unidad de medida del equipo de comprobación de Vm y Vc de la casa C.E.E.
Figura 7: Conexiones del equipo para la verificación de la tensión de paso.
Figura 8: Conexiones del equipo para la verificación de la tensión de contacto.
Con carácter general se considera que las zonas más conflictivas de una instalación, considerando que es de mayor exigencia el cumplimiento de tensión de contacto, las siguientes:
En subestaciones:
- Los puntos que se presuma puedan ser conflictivos como pueden ser los cambios del tipo de piso del terreno (tapas de hierro, césped, falta de grava, etc.).
- Se medirán tensiones de paso en las zonas próximas al vallado, especialmente en las esquinas. Se entenderá como zona próxima, el área comprendida entre la valla y aproximadamente 5 metros, tanto en la parte interior como en la exterior.
- En el interior de los parques se realizarán, si se dispone de plano de la red de tierras enterrada, en las cuadriculas de mayores dimensiones, situando un electrodo aproximadamente sobre la vertical de un conductor y el otro a 1 metro en dirección al centro de la cuadrícula.
- En caso de que no se disponga del plano de la malla se realizarán a criterio del técnico que realice las pruebas.
En centros de transformación y en apoyos de líneas aéreas de MT (3ª categoría)
- A 1 m en dirección perpendicular a cada fachada.
- A 1 m en dirección a la prolongación de las diagonales en las esquinas
- A 1 m de las fachadas en sentido paralelo a las mismas.
- A 1 m de las esquinas (hacia la diagonal) en el sentido paralelo a las fachadas.
- Cinco mediciones en el interior repartidas por la superficie (CT).
- Una medición con un pie en el suelo interior del CT y otro en el terreno exterior.
Es conveniente que los electrodos de medición, hagan un buen contacto eléctrico con el terreno ya que en caso contrario, la caída de tensión por mal contacto, desvirtuaría ligeramente la medición. Para ello se recomienda humedecer el terreno en la zona a medir.
Uno de los puntos de inyección de corriente será el propio electrodo de puesta a tierra. El otro punto de inyección, que llamaremos tierra auxiliar o contratierra, estará formado por un conjunto de picas enterradas, cuyo número; dependerá de las características del terreno, y deberá ser suficiente para permitir el paso de la intensidad de inyección. Esta contratierra, estará situada en un punto suficientemente alejado de la malla de tierra, como para considerar que ambas son tierras independientes. Esta distancia, para las subestaciones será generalmente de 2 ó 3 veces la dimensión máxima de la malla de tierra. Para los centros de transformación será como mínimo del orden de los 40 m (figura 9).
Ejemplo de medida
Datos de partida
Nos encontramos en un Centro de Transformación alimentado desde una Subestación cercana a 25 kV y tensión máxima de línea 27,5 kV con reactancia limitadora de neutro de 20 Ω, el tiempo de actuación del relé instantáneo de defectos a tierra = 0,05 s, el tiempo de operación del relé reenganchador = 0,3 s, y el tiempo de actuación del interruptor automático = 0,05 s, el tiempo total de operación de despeje de falta, será = 0,05 + 0,05 + 0,3 + 0,05 + 0,05 = 0,5 s, siendo la resistencia de puesta a tierra del CT = 8,3 Ω.
Para una duración de 0,5 s en despejar la falta, la Tabla 2 nos da unos valores máximos admisibles de las tensiones de contacto y paso en el CT de 204 V y 2040 V respectivamente.
Figura 9: Esquema de conexión del equipo de prueba
Figura 10: Esquema en planta del CT indicando los puntos de medida
de las tensiones de paso y contacto
Tabla 3: Resultados obtenidos en las mediciones
Los valores obtenidos en la Tabla 3 son inferiores en todos los puntos medidos que las tensiones admisibles indicadas en la Tabla 2, por lo que no será necesario realizar ninguna operación para disminuirlos, en caso contrario deberán tomarse algunas de las siguientes medidas para disminuir los valores de las tensiones de paso y contacto:
- Mejora de la resistencia de puesta a tierra de protección
- Aumento de la resistividad superficial del terreno
- Instalación de anillos difusores alrededor de la instalación
- Conexión equipotencial de los elementos
- Aislar los elementos que puedan tocarse
La aplicación de una o varias de estas posibles soluciones dependerá en gran medida de cual sea el punto donde se encuentre el potencial elevado, del tipo de instalación y el entorno en donde esté situado esta.
FUENTES:
ITC RAT 13: Instalaciones de Puesta a Tierra (Reglamento de AT español)
Andrés Granero: Medidas y vigilancia de los sistemas de puesta a tierra
Unión Fenosa: Instalación de puesta a tierra (Unidad didáctica)
Andrés Granero: Medidas y vigilancia de los sistemas de puesta a tierra
Unión Fenosa: Instalación de puesta a tierra (Unidad didáctica)
POST EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:
http://www.mediafire.com/file/de68dlsv2g6hqhg/Medida_de_tensiones_paso_y_contacto.pdf
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