UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERIA MECNICA

RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

INFORME DE LABORATORIO DE MEDIDAS ELCTRICAS I (ML- 313)

DOCENTE: ING. EDGARD GUADALUPE G. GRUPO 4

UNIDAD EJECUTORA CDIGOCORILLA HINOSTROZA LUISALBERTO 20101333J -A MORALES LAVADO FREDY 20100210A -BULLOA ALIAGA RONALD 20070143J -BZEVALLOS ESTEBAN GIANCARLO 20117009B -B

LIMA-PERU2014ContenidoOBJETIVOS3FUNDAMENTO TERICO3SISTEMA DE PUESTA A TIERRA3MATERIALES4PROCEDIMIENTO5CUESTIONARIO6RECOMENDACIONES14CONCLUSIONES14BIBLIOGRAFIA15

OBJETIVOS

Determinar experimentalmente la resistencia de puesta a tierra con el mtodo de cada de potencial.

Manipular los instrumentos necesarios para la determinacin de la resistencia de puesta a tierra.FUNDAMENTO TERICO

Para elaborar la experiencia necesitamos del concepto siguiente:

1. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

1.1 CONCEPTOLa puesta a tierra corresponde al conjunto de electrodos y partes conductoras que en contacto conla tierra, permiten drenar hacia esta, todas las corrientes de falla, para que no pueda daar losequipos de trabajo.

1.2FINALIDAD DE LAS PUESTAS A TIERRAObtener unaresistenciaelctrica lo ms baja posible para derivar a tierra fenmenos elctricos.Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de loslmitesdeseguridadde modo que las tensiones de paso o de toque no sean peligrosas para los humanos.Ofrecer en todo momento y por un lapso prolongado baja resistencia elctrica que permita el paso de las corrientesderivadas.En Resumen: Garantiza la integridad fsica de aquellos que operan con equipos elctricos. Evitar voltajes peligrosos entre estructuras, equipos y el terreno durante fallas o en condiciones normales operacin. Dispersar las pequeas corrientes provenientes de los equipos electrnicos. Dispersar a tierra las corrientes de falla y las provenientes de sobretensiones ocasionadas por rayos, descargas en lneas o contactos no intencionales con la estructura metlica de un equipo elctrico.MATERIALES

Telurmetro.

Marca: AEMC(INSTRUMENTS)

Rango: 19-1999 (ohm)

Electrodos

Comba.

Conductores para conexiones

PROCEDIMIENTO

La experiencia empez cuando analizamos las medidas que tomaremos en el campo y con los materiales listos ubicamos el pozo tierra que utilizaremos .

Figura 1

Ubicamos un electrodo (conectado a Z, en el equipo) a 8 metros respecto de nuestro pozo (conectado a X-Xv, en el equipo) como indica la ficha tcnica del equipo.

Figura 2.

Una vez tomada las media en el paso anterior ubicamos otro electrodo(conectado a Y, en el equipo) para cada metro hasta llegar al metro 7; la experiencia se repite ahora para un electrodo puesto a 16 metros y el otro variando de 1 metro a 1 metro.

Figura 3.

CUESTIONARIO

1. Fundamentar el mtodo de la cada de potencial, utilizado para la medicin de resistencias de puesta a tierra.

Para explicar mejor el mtodo de la cada de potencia utilizaremos un electrodo hemisfrico.Para poder utilizar el Mtodo de la Cada de Potencial se requiere de dos electrodos auxiliares, una fuente de voltaje, voltmetro y ampermetro.A continuacin se muestra la siguiente disposicin:

Con referencia a la figura:ST: Sistema de conexiona tierra al cual se le va a medir la resistencia.Ev: Electrodo auxiliar de voltaje.Ei: Electrodo auxiliar de corriente.A: Ampermetro.Vf: Fuente de alimentacin.

La resistencia a tierra del sistema ST est representada por la relacin entre el voltaje medido en un punto remoto, teoricamente a una distancia infinita de ST, y la corriente inyacrada I.En la realidad ubicar un punto a una distancia infinita de ST es imposible. Sin embargo para fines practicos, y dentro del rango de exactitud de los instrumentos, es posible aproximar al valor de votaje del sistema ST, que representa el voltaje ST respecto de una referencia remota. Para analizar el metodo de medicion se recurre nuevamenta a los electrodos hemosfricos enterredos en un terreno homogeneo, y asumiendo que la distancia entrer ellos es mucho mayor que sus radios. La impedancia interna del voltmetro se considera de un valor elevado de tal forma que Iv >b.

Bajo las condiciones anteriores el voltaje medido por el ampermetro V ser la diferencia de potencial entre ST y Ev. El voltaje respecto a una referencia remota de cada uno de estos electrodods es:

El voltaje medido por el voltmetro es:

La resistencia medida ser:

Se conoce que el valor verdadero de la resistencia del sistema ST es:

El factor que sustrae el valor verdadero en la resistencia medida Rm, es el erro cometido en la medicion. De esta forma el valor medido se puede expresar como la suma algebraica de dos factores: el valor verdadreo Rv, y el error cometido en la medicin Re debido a la influencia del electrodo auxiliar de corriente auxiliar Ei.

Si por algn medio se puede anular el factor tendremos un resultado exacto.Un primer analisis de las expresiones anteriores nos per,ite concluir que amedida que aumentamos D, x, y se disminuye tambien el error de la medicin.

Regla del 61.8%:El valor verdadrero de la resistencia a tierra se puede obtener eliminando el factor del error de la siguiente manera.

Operando se obtiene:

Tambien se sabe que :

Remplazando (3) en (2)

Con lo cual se obtiene:

Lo anterior nos indica que debemos de ubicar el elctroctodo a una distancia del 61.8% de la distancia D.

2. Tomar para cada caso la distancia E-C como en 100% graficar la medida en cada caso en funcin de las distancias E.P expresadas como porcentaje de E-C.Acontinuacin se presentan los datos obtendos con sus respectias grficas.

Para la primera distancia E-C ( 8m) la cual es la distancia de toma de corriente .

PARA E-C = 8

DistanciaPORCE. DE EPResistencia

112.536.8

22540.6

337.545.4

45048.7

562.552.2

67559.5

787.569.6

Para la segunda distancia E-C ( 16m) la cual es la distancia de toma de corriente .

PARA E-C =16

DistanciaPORCEN. DE EPRESISTENCIA

16.2532.9

212.537.7

318.7540.9

42542.4

531.2543.4

637.544.4

743.7545.3

85046.2

956.2546.8

1062.547.7

1168.7548.5

127549.7

1381.2550.6

1487.552.3

1593.7555.3

3. Explicar las curvas para el caso anterior.

Se puede observar que a medida que se aumenta la distancia E-C las curvas se hacen ms planas en las zonas centrales y se considera que en esta zona la resistencia medida es muy prxima la resistencia de la distancia infinita, es decir se aproxima ms al valor real.Por lo tanto esta zona es la que se utiliza para encontrar el valor exacto de la resistencia del pozo. Por ello cuando se quiera mayor exactitud en la medida se deber tomar distancias grandes de E-C.A continuacin se muestra la superposicin de varias graficas con distintas distancias E-C.

En esta grfica se puede ver que mientras ms plana sea la curva, ms fcil se encontrar el valor de la resistencia del pozo.Ahora hallemos las resistencias de pozo en cada una de las grficas anteriores a partir del comentario hecho anteriormente.

Grfica1

Como se puede observar en la grfica los valores de resistencia del pozo, en la parte central de la grfica, estn en el rango de 48.7 y 52.2. A pesar de estar en rango muy cerrado, todava se podra mejorar el resultado ampliando ms la distancia.

Grfica2

Como se puede observar en la grfica los valores de resistencia del pozo, en la parte central de la grfica, estn en el rango de 46.2 y 47.7. Como el rango resistencias es muy pequeo se podra asegurar que la resistencia del pozo es 46.8 .Como se puede observar, tomar distancias ms largas nos garantiza una mayor exactitud de medida.

4. Explicar en qu forma se calcula la resistencia de una puesta a tierra en funcin de la resistividad del terreno y de las dimensiones fsicas (largo y ancho) de un electrodo tubular enterrado verticalmente en el suelo. Los pozos a tierra se pueden construir con electrodos verticales en pozo o electrodos horizontales en zanja, siendo el ms usado el de disposicin vertical ya que estos ocupan menos espacio. Para este ltimo se emplean varillas de cobre con medidas estndar de 2, 2.5 y 3 metros con dimetros de 0.025m y 0.013.A continuacin se muestran la resistencia del pozo a tierra en funcin de las dimensiones fsicas (largo y ancho) y la resistividad del terreno.

a) Electrodo vertical en pozo:

b) Electrodo horizontal en zanja:

RECOMENDACIONES

La varilla usada como electrodo debe tener un tratamiento trmico, con el fin que tenga la suficiente rigidez para poder ser hincada sin que esta se doble.

Antes de conectar los conductores a los electrodos estos deben estar limpios y libres de xido para posibilitar el contacto con el suelo.

Los terminales de conexin para el cable deben ser de buena calidad y de una baja resistencia de contacto.

El cable debe estar empacado en carretas para su fcil transporte y manipulacin.

Se debe tener en cuenta las recomendaciones dadas por el fabricante del equipo y el equipo adecuado para la medicin CONCLUSIONES

El diseo, la correcta instalacin y el mantenimiento del sistema de puesta a tierra de una instalacin es vital para cumplir un buen desempeo. Al utilizar este mtodo de medicin no es necesario realizar la desconexin del electrodo bajo estudio de la barra principal de tierra del sistema con lo que se ahorra tiempo, de disminuyen riesgos (una descarga elctrica podra ocurrir en ese momento) y se obtiene un valor de resistencia de puesta a tierra ms real. La presencia de objetos metlicos enterrados as como los pozos de puesta a tierra cercana, segn sea el caso, afecta la medicin.

BIBLIOGRAFIA

Medidaselctricas : Enciclopedia CEAC de Electricidad, Ramrez Vzquez, Jos , Barcelona CEAC 1992

Medidas elctricas, Breant, P. , Madrid :Aguilar, 1965

Resumen de normas tcnicas peruanas del sistema de conexin a tierra, Indecopi - Comisin de Reglamentos Tcnicos y Comerciales

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