Introducción
Antes de comenzar las pruebas, es necesario establecer los
requisitos precisos de los resultados a obtener, esto afectará al número de
pruebas necesarias.
Intentaremos realizar la medida mediante el método de «caída
de potencial» y si es posible se realizará mediante la regla del 61,8 %.
Si estos resultados de prueba no son satisfactorios será
necesario realizar el método «de la pendiente». Todos los resultados
podrían ser registrados y analizados en el sitio y si es necesario, se
repetiría alguna prueba ya hecha.
En general, para grandes áreas de electrodos utilizaremos el
método de la «intersección de curvas».
Ccomprobación
de resistencias de cables y de contacto de picas.
En un medidor de tierras
existen unos terminales de inyección de corriente y otros de medida de
potencial (figura 1). Antes de la prueba tendremos que compensar las
resistencias de contacto de las picas y las resistencias de los cables a
utilizar.
Figura 1: Sinóptico del medidor de tierras (Telurómetro)
a) Compensación de
cables:
Éste es un dato que se tomará en cuenta en el resultado final.
Uniremos C1 y P1 en el instrumento de medida y haremos lo mismo
con C2 y P2, conectaremos el cable de medida entre C1 - P1 y C2 - P2 (figura 2),
a continuación haremos la lectura: esta lectura será la resistencia del cable
que habrá que deducir de los valores obtenidos en mediciones posteriores.
Notas: El único que
interviene y afecta la medida es el que desde C1 - P1 va hasta el punto de
medida.
Figura
2: Medición de la resistencia del cable de medida.
b) Resistencias de
contacto de las picas de inyección y medida:
Esta resistencia debemos procurar siempre que sea la mínima
posible, ya que, si bien su valor no influye en la medida sí afecta a la
sensibilidad del aparato y ésta es variable según marcas y modelos. Para fines
prácticos bastará emplear unas picas auxiliares de redondo de acero de 400 mm
de longitud y 14 mm Ø aproximadamente.
Método de la caída de potencial.
Este
método será utilizado para la mayoría de los electrodos de tierra, y no se
utilizará cuando los electrodos de prueba cubran una gran área (figura 3).
a) Conectar el electrodo bajo prueba a los
terminales C1 y P1.
b) Llevar la pica de corriente C tan lejos como
sea posible del electrodo bajo prueba (E). Conectar esta pica al
terminal C2 del medidor de tierras.
c) Llevar la pica de potencial (P) a mitad de
camino entre E y C, sobre la recta que les une. Conectar
el cable de esta pica al terminal P2 del medidor de tierras.
d) Realizar la medida, siendo ésta la resistencia
R1.
e) Poner la pica (P) a una distancia igual al 40%
de EC desde E y tomar una segunda lectura, (R2).
f) Poner la pica P a una distancia igual al 60%
de EC desde E, y tomar una tercera lectura (R3).
g)
Calcular el valor medio de R1, R2 y R3
(R media).
h) Restar a R3 el valor medio y expresarlo como
un porcentaje de la R media.
i) Si el porcentaje es 1,2 veces más pequeño que
la precisión requerida del resultado, entonces
la R media puede ser tomada como la resistencia de tierra, con esta precisión.
j) Si esto no es así, entonces poner C más lejos
de E, o usar el método «de la pendiente».
Figura 3: Método de la caída de potencial
Regla del 61,8%
Si
conocemos el centro eléctrico del electrodo, entonces podemos realizar la
medida situando el electrodo P al 61,8% de EC desde E, valiéndonos la medida obtenida como resultado aproximado.
En realidad, como normalmente se desconoce el centro eléctrico, no se podrá
aplicar este método.
Método de la pendiente
Si
el método de la caída de potencial falla por no dar suficiente precisión, el
método de la pendiente, designado en su mayor parte para sistemas de electrodos
que cubren una gran área, podrá ser utilizado (figura 4).
a) Conectar C1 y P1 al electrodo bajo prueba,
como en el método anterior.
b) Tomar lecturas situando la pica P a las
distancias: 20%, 40% y 60% desde el electrodo E. Estas lecturas son: R1, R2 y R3 respectivamente.
Para
mayor exactitud se pueden hacer medidas al 90%, 80%, 70% de Ec, obteniendo también
los valores R1, R2 y R3.
Los
valores R2 y R3 son similares a los hallados en el primer método («caída de potencial»), sin embargo, ahora los
valores en lugar de promediarlos, hallaremos el valor µ.
c) Cálculo de:
d) Multiplicar
P/C por EC y obtener la distancia EP. (Para el valor de µ aparece un valor de P/C
en las tablas del Dr. TAGG, en anexos).
e) Poner la pica de potencial a la distancia EP
hallada, y tomar la lectura. Esta lectura es la resistencia de tierras del electrodo bajo
prueba, y éste será el resultado.
f) Repetir
el procedimiento variando EC. Comparar los resultados de las dos pruebas.
SEGURIDAD.
Es prudente que el electrodo
bajo prueba no esté en conexión con el sistema que protege, puede ser peligroso
en caso de fallo.
Figura 4: Método de la pendiente
EP
|
MEDIDA
|
20% EC
|
R1
|
40% EC
|
R2
|
60% EC
|
R3
|
-
Cálculo
-
Ver
en la tabla = P/C (En anexos)
-
Multiplicar
P/C · EC = EP
-
Situar
P a la distancia EP, y ésta será la R de la tierra del electrodo.
Medidas
de resistencias de grandes electrodos de tierras. "Método de intersección
de curvas".
Según el Dr. G.F.TAGG, en su libro
PROC. IEE, vol. II, nº 12 de Diciembre de 1964, dice que la verdadera
resistencia de tierra de un sistema de electrodos se obtiene cuando la pica de
potencial P está situada a una distancia del centro eléctrico del sistema,
igual al 61,8% de la distancia desde el centro eléctrico hasta la pica de
corriente C.
Esta idea de la regla del 61,8% la
vamos a utilizar también para medidas de tierras de grandes electrodos. Vamos a
tener problemas de limitación de espacio, para la situación de las picas.
Los procedimientos para este método
son los que siguen (figura 5):
Figura 5: Método de intersección de
curvas
a)
Elegimos
E de forma arbitraria dentro del sistema de electrodos.
b)
Llevamos
C lo más lejos posible que se pueda.
c)
Hacer todas las medidas, situando P al
10%, 20%, 30%, etc., hasta el 90% de EC (figura 6).
d)
Dibujar los valores de R obtenidos a las
diferentes distancias, de ellos deduciremos la curva EC1.
e)
Repetiremos el proceso con la misma E
(o punto de contacto de la malla de electrodos) y otra distancia C. Obtendremos la curva
EC2, de forma similar a la anterior.
f)
Repetiremos con nuevos valores de EC,
obteniendo EC3 (figura 7).
Figura 6
Figura 7
g) Estas tres curvas puede ocurrir que se corten
en un punto (figura 8), el cual será el valor de resistencia requerida como
resultado. Sin embargo esto no es lo normal. La teoría del Dr Tagg introduce un
nuevo concepto que es el valor λ que es la distancia entre nuestro punto E y el
punto de electrodo equivalente del sistema. Haremos la transformación con nuestras
tres curvas halladas anteriormente.
Realizaremos la transformación
siguiente, utilizando la regla del 61,8%:
Figura 8
Figura 9
Para cada una de las tres curvas
anteriores, sabiendo EC y los diferentes valores de EP obtendremos una curva R
en función de λ, como se observa en la figura 9.
El verdadero valor de resistencia será
el punto de intersección o centro del área comprendida entre curvas.
h)
Los valores de λ pueden darnos resultados
negativos, pero el valor de resistencia será igualmente válido.
i)
Para saber la distancia exacta EP,
sustituiremos en la fórmula el valor de λ hallado.
EP = 0,618 ECN − 0,382 λ
Pudiendo utilizarse este valor EP, para
posteriores medidas de mantenimiento.
j)
A todas las medidas anteriormente
realizadas, habrá que introducir el factor de corrección anteriormente descrito: la
resistencia del cable de medida.
Anexo
Tabla de valores de p/c para distintos valores de «µ»
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Excelente información, tendrá alguna experiencia en mediciones como plantas eólicas y solares?
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