Tema ii.los sistemas eléctricos y su relación con la tierra

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Tema II Los sistemas Eléctricos y su relación con los sistemas de puesta tierra Sin un adecuado sistema de puesta a tierra, las instalaciones eléctricas pudieran resultar peligrosas para la vida de las personas comunes y mucho más para las trabajadores del sector eléctrico. Adicionalmente muchos dispositivos sensibles necesitan de un adecuado sistema de puesta a tierra para no deteriorarse. El propio sistema no es capaz de operar efectivamente durante averías si un sistema de puesta a tierra.

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Tema IILos sistemas Eléctricos y su relación con

los sistemas de puesta tierra

Sin un adecuado sistema de puesta a tierra, las instalaciones eléctricas pudieran resultar peligrosas para la vida de las personas comunes y mucho más para las trabajadores del sector eléctrico.Adicionalmente muchos dispositivos sensibles necesitan de un adecuado sistema de puesta a tierra para no deteriorarse.El propio sistema no es capaz de operar efectivamente durante averías si un sistema de puesta a tierra.

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Sumario• Componentes del Sistema de Potencia

• Los Sistemas Eléctricos y los neutros– Sistemas no Aterrizados (Ungrounded System)

– Sistemas Aterrizados (Grounded System)• Sistemas Sólidamente Aterrizados (Grounded Solidly)

• Sistemas Efectivamente Aterrados (Grounded effectively)– Sistemas Aterrizados mediante Resistencias (Resistance grounded)

– Sistemas Aterrizados mediante Inductancias (Inductance grounded)

• Las fallas a tierra y la circulación de la corriente

• Puestas a tierra para el mantenimiento

Una de las funciones de los sistemas de puesta a tierra es asegurar que la corriente de falla a tierra sea detectada y por tanto, debe ser alta. Así como asegurar que los voltajes de referencia se mantengan dentro de las normas.

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Componentes del Sistema de Potencia

• Existen numerosos equipamientos que componen los sistemas de potencia de distribución.

• Casi la mayoría de estos equipos deben ser aterrizados, tanto el chasis como en los neutros, aunque otros no.

• Los equipos como: transformadores, capacitores y redes son aterrizadas en sus neutros y el chasis.

• Otros equipos como dispositivos de maniobra y aislamiento y fusibles, no son aterrizados.

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Los Transformadores de Potencia• Los transformadores de potencia tienen como

función, en las redes de distribución, disminuir el voltaje eléctrico a los niveles permitidos por el usuario.

• Existen numerosos tipos y conexiones, pero los transformadores de potencia con enfriamiento forzado son los más comunes en las subestaciones eléctricas.

• Los transformadores trifásicos abundan en las instalaciones de las subestaciones.

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Imágenes de Transformadores de Potencia

Bancos de Transformador de

Distribución monofásicos

Transformador trifásicos de

Subestaciones

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Transformadores de Potencia según la potencia

• Aunque todos son conocidos como transformadores de potencia, para diferenciarlos de los transformadores de instrumentación y otros de menor potencia, estos se clasifican en:– Transformadores de Baja Potencia

• Estos son fundamentalmente los transformadores de distribución, los transformadores de iluminación en plantas industriales, en fin, los que tengan menor potencia.

– Transformadores de Media Potencia• Estos son fundamentalmente los transformadores de subestaciones de

distribución, de Plantas Industriales y son aquellos donde la potencia no supere los 10 MVA

– Transformadores de Gran Potencia• Estos son fundamentalmente los transformadores empleados en

grandes subestaciones eléctricas, en plantas generadoras de gran potencia, así como en las plantas industriales de altos consumos eléctricos. Las potencias pueden llegar hasta los Gigas VA.

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Transformadores de Potencia según su aislamiento

• En dependencia de su ubicación, los transformadores estos pueden utilizar algún dieléctrico para su aislamiento y enfriamiento tales como:– Transformadores sumergidos en aceite

• Estos transformadores son los más empleados en las redes eléctricas actuales y tienen sus devanados totalmente sumergidos en un tanque lleno de aceite. Este aceite dieléctrico es además de un aislante, un medio refrigerante para el calor que se produce en los devanados y en el núcleo de los transformadores.

– Transformadores secos• Estos se emplean mayormente en instalaciones o subestaciones

bajo tierra. El devanado que rodea al núcleo está al aire y muy bien cubierto de materiales dieléctricos sólidos, tales como papel aislantes….

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Imágenes de Transformadores de Potencia

Transformador Seco

Transformador sumergido enAceite

Este aislamiento sumergido en aceite produce cierta capacidad para soportar sobre temperatura, incluso para tolerar sobrecargas asimétricas.

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Transformadores de Potencia según las cantidades de fases

• En dependencia de la cantidad de fases por unidad, los transformadores pueden clasificarse en:– Transformadores monofásicos

• Estos transformadores funcionan con una sola fase del circuito y son evidentemente más pequeños que los trifásicos.

• Se puede hacer la misma función de un transformador trifásico mediante conexiones eléctricas con un banco de tres transformadores monofásicos. Existen muchas conexiones posibles.

• La ventaja radica en que magnéticamente no están unidos y los flujos magnéticos dependen solo de las corrientes en las fases. Los flujos magnéticos producidos por las corrientes de unas fases no afectan a los flujos producidos por las otras fases.

– Transformadores trifásicos• Estos transforman tres fases del circuito en una sola unidad.

Estos son los más comunes dentro de los transformadores de potencia en las subestaciones eléctricas.

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Transformadores de Potencia según las conexiones

• Existen muchas conexiones posibles en los transformadores de potencia, pero son más conocidos los :– Transformadores estrella - estrella

• Estas conexiones son ampliamente empleadas en las subestaciones de distribución. Las tensiones en las fases del primario y del secundario no tienen desfase teórico. El desfase es solo provocado por la propia circulación de las corrientes debidas a los fenómenos de magnetización del núcleo.

– Transformadores estrella - delta• Esta conexión es igualmente muy común en las subestaciones de

generación o de distribución. Existe un desfase de 30 grados entre las tensiones y corrientes en el devanado primario y secundario.

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Conexiones en los Transformadores de Potencia

• Conexiones Estrella – Estrella aterrada en ambos devanados.

• Esta es la conexión en el devanado secundario que se emplean en las subestaciones de distribución. Pero si la conexión en el primario es estrella aterrada, las tensiones y corrientes en el primario serán iguales en fase que sus duales en el secundario.

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Conexiones en los Transformadores de Potencia• Conexiones Delta - Estrella.

– Se pueden emplear impedancias de limitación de fallas a tierra en la conexión en estrella aterrada o aterrar el neutro sólidamente. Se puede emplear una resistencia o una impedancia. Esto permite disminuir la magnitud de la falla monofásica en las cercanías del transformador.

– Es una conexión muy aplicada en las subesta_ciones de distribución.

– En esta conexión las tensiones y corrientes en el primario está desfasada a 30° con respecto a las tensiones y corrientes del secundario.

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Existen muchas conexiones posibles• Cuando el transformador de

potencia posea tres devanados, entre los devanados pueden existir cualquiera de estas combinaciones de conexiones que se muestran.

• Con el empleo de transformadores de potencia de tres devanados se puede, dividiendo las cargas contaminantes de 5to y 7mo armónicos, eliminar su impacto en el primario, siempre que se utilicen las conexiones estrella en el primario, así como delta y estrella en los devanados secundarios.

• Un circuito en delta es una conexión donde los cortocircuitos monofásicos no serán una causa de disparo, pero pueden producir sobretensiones peligrosas.

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Tipos de Enfriamientos• Los transformadores sumergidos en aceite así como los secos,

poseen sistemas de enfriamiento, los cuales varían en dependencia del funcionamiento que tendrán y el costo de las máquinas:– Transformadores con enfriamiento natural

• Estos transformadores están en tanques lisos o corrugados, incluso algunos poseen una especie de radiador que permiten la circulación natural del aire y por tanto el enfriamiento del aceite se produce de manera natural circulando entre en el interior del tanque y el radiador.

– Transformadores con enfriamiento forzada• Algunos transformadores tendrán momentos de sobrecargas temporales y

se les instala ventiladores que fuerzan la circulación del aire por los radiadores y por tanto aumentan, forzadamente, la capacidad de enfriamiento de los mismos. Otros poseen bombas que fuerzan la circulación del aceite y otros utilizan agua fría impulsada por bombas circulando en el interior el aceite. Esta agua circula por serpentines en el interior del tanque.

• Es muy importante evitar el calentamiento del transformador dado que la elevada temperatura provoca el envejecimiento prematuro de los aislamientos de los devanados y por tanto, la aparición de los poco frecuentes cortocircuitos internos.

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Imágenes de los Transformadores de Potencia con enfriamiento natural

• Posee radiadores en los dos lados del tanque, pero la circulación del aire no es forzada.

• El aceite que circula por estos radiadores es enfriado mucho más rápido que el aceite que está más cercano al devanado y al núcleo, en el centro del tanque.

• Esta diferencia de temperatura, genera una circulación natural dentro del tanque.

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Imágenes de los Transformadores de Potencia• Transformadores con Enfriamiento Forzado por ventiladores

– Los moto-ventiladores se energizan automática o manualmente al detectarse sobrecalentamientos o cuando se detecten sobrecargas.

– Estos transformadores poseennormalmente dos potenciasuna más baja sin la conexión de los ventiladores y otra más elevada con la conexión de losventiladores.

– Los ventiladores necesitan suprotección aparte a la del transformador y son por lo tanto alimentados a baja tensión y protegidos con interruptores automáticos ofusibles.

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Redes Eléctricas aéreas• Están compuestas por:

– Postes– Tensores– Cables– Aisladores– Interruptores y seccionadores– Transformadores sumergidos

en aceite

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Postes o soportes de conductores• Las torres de acero se

emplean en la transmisión y subtransmisión, en alta tensión, iguales o superiores 110 kV.

• Los postes de concreto se emplean ampliamente en la distribución, iguales o superiores a 13.8 kV.

• Los postes de madera ya se han ido eliminando, pero poseen excelentes propiedades aislantes y se emplean en la distribución.

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El poste tiene que sostener además:

• Aisladores

• Conductores

• Descargadores valvulares

• Fusibles

• Otros dispositivos

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Aisladores• Estos son empleados para alejar al conductor activo

del poste o de cualquier otro componente eléctrico.

• Muchos aisladores deben soportar el peso de los cables, incluso en condiciones de tormentas, donde el viento aumenta el peso de los conductores.

• Estos se clasifican según:– Los materiales que los componen

– El lugar de utilización (interiores y exteriores)

– La función que cumplan

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Materiales de los aisladores• Vidrio

– Es fuerte y excelente aislante, soporta grandes tensiones, pero no se puede detectar a simple vista si está deteriorado por su característica transparente. Además no pueden ser muy trabajado, de ahí que no alcanzan formas mejores para el ambiente. Se dilata y contrae con los cambios de temperatura afectándolo con facilidad.

• Porcelana

– Es fuerte para comprensión y en algunas formas para la tensión y tienen excelentes condiciones aislantes, pero no son fuertes para la torsión. Cuando se deteriora se observa desde lejos, debido al cambio de color. Es un poco más caro que el Vidrio.

• Poliméricos

– Son tan buenos aislantes y fuertes como los anteriores, pero tienen como ventaja que son más livianos y por tanto se pueden manipular con facilidad. La desventaja es en que acumulan mayor contaminación, y las gotas de agua se pueden quedar en la superficie.

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Los tensores

Los brazos de madera se deterioraban con la humedad de la tierra.

• Para mantener los postes en posición, se emplean los tensores.

• Estos tensores pueden ser otros cables, pedazos de maderas en forma de apoyos o incluso crucetas bajo tierra para dar más sostén y dureza.

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Los tensores con cables

• El tensor se sostiene del poste por un dedal, se aísla el cable tensor con un aislador sostenedor y se ancla a la tierra. El cable tensor puede estar cubierto.

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Cables empleados en las redes eléctricas

• Cables sin cubrimiento empleados en líneas aéreas

• Cables con cubrimientos empleados en líneas subterráneas

Un solo conductor por cable

Varios conductores por cable

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Materiales de los conductores eléctricos

• Acero

• Plata

• Cobre

• Aluminio

Son fuertes y robustos pero malos conductores y se oxidan con facilidad

Es excelente conductor pero frágil

Es excelente conductor, fuerte, robusto, pero es difícil su manipulación

Es 70% menos conductor que el cobre, robusto y fuerte, pero no se oxida con facilidad.

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Conductores de cobre• Existen tres tipos de conductores de cobre:

– Duros– Medios – Suaves

• Los conductores de cobres duros– Son los más fuertes de los tres tipos– Son empleados en la transmisión– Son los más difíciles de manipular

• Los conductores de cobre suaves– Son los más suaves de los tres– Son fáciles de manipular– Se emplean en los circuitos de distribución– Se emplean para unir los conductores más gruesos con los

aisladores

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Conductores de aluminio• Son un tercio menos pesado que los conductores de cobre

• Son de un 60% a un 80% menos conductores de la electricidad que el cobre

• Son la mitad de fuerte que los conductores de cobre.

• Se emplean reforzado por acero. Es un conductor de acero con varios conductores de aluminio tejidos sobre este.

• Reforzado por acero son ampliamente empleado en las redes de transmisión.

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Dimensión de los cables El calibre No. 0000 es un

conductor que tiene 2.54 cm.

El calibre No. 36 es un conductor que tiene 0.127 cm.

Existen diferentes numeraciones entre estos dos extremos.

• American Wire Gage (AWG)

• Los cables se codifican por números

• Los cables de mayor dimensión son enumerados con números más pequeños y lo contrario para cables de menor dimensión.

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Protección para los trabajadores

• Como protección y para trabajos en caliente, los trabajadores pueden:

• Ponerse guantes y mangas protectoras

• Colar forros a los cables y aisladores

• Utilizar las derivaciones a tierra

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Derivaciones a tierra• Aunque la electricidad

esté desconectada y le hayan dado la seguridad de que no hay corriente, se debe instalar una derivación a tierra.

• Quizás se debe instalar una en cada uno de los extremos o zona de trabajo.

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Instalación de condensadores• Se emplean para elevar la

tensión, aumentar el factor de potencia y compensar la potencia reactiva.

• Se instalan directamente en los postes de distribución o empleando plataformas de apoyo cuando son muchos.

• Poseen dos terminales de entrada y consiste en láminas de aluminio separadas por papel sumergido en aceite.

• Pueden estar protegidos por fusibles u otro disyuntor más potentes

Media tensión

Baja tensión

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Foto de un banco de capacitores

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Conexiones de los capacitores

• Los capacitores se pueden instalar en conexión estrella aterrizada o delta.

• Las conexiones en estrella son las más utilizadas en el ecuador.

• Si se rompe el cable de aterramiento, se pueden destruir los capacitores.

Estrella

Delta

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Seccionadores sin capacidad de interrumpir las corrientes

• Se conocen como seccionadores al aire.

• Estos normalmente están al aire libre y no se deben manipular estando circulando corriente por los mismos.

• Se manipulan los desconectivos y luego se manipulan los seccionadores al aire.

• El arco eléctrico que se forma por la desconexión de grandes corrientes puede destruir sus contactos

• Existen de acción manual e incluso de acción mecánica o automáticos

• Existen de acción monofásicas o trifásicas.

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Seccionadores con capacidad para interrumpir corrientes mediante contactos auxiliares

• Se conocen como interruptores al aire.

• Pueden interrumpir las corrientes de la carga, pero no corrientes de averías.

• Las varillas en los extremos son los contactos auxiliares que interrumpen el arco eléctrico

• Si se dañan los contactos auxiliares pueden ser remplazados con facilidad.

• Igualmente pueden ser manipulados manualmente o mecánicamente.

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Seccionadores con capacidad para interrumpir corrientes mediante cámaras de arco

• Se conocen como interruptores al aire con cámara de arco y pueden interrumpir las corrientes de la carga, pero no corrientes de averías

• En la cámara de arco están los contactos auxiliares y en su interior se aísla el arco eléctrico

• Estos pueden desconectar corrientes mayores sin llegar a las corrientes de cortocircuito.

• Ninguno de estos se emplean como protecciones eléctricas, solo se emplean en la operación del sistema

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Interruptores de aceite• Existen monofásicos y trifásicos

• Pueden ser manipulados manualmente o mecánicamente por medio de un motor eléctrico

• Los contactos están dentro del tanque de aceite, el cual sirve para apagar el arco eléctrico

• Estos ya pueden interrumpir las corriente durante cortocircuitos o bajo cargas

• El aceite debe ser verificado con cierta periodicidad para garantizar su calidad disruptiva

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Reconectadores• Aparecieron debido a que

más del 70% de las averías de las líneas son transitorias

• Es básicamente un interruptor de aceite

• Cuando la corriente supera un determinado valor se abre automáticamente, Pero vuelve a cerrarse en un instante pequeño de tiempo

• Pueden ser monofásicos o trifásicos

• Pueden realizar de tres a cuatro conexiones y desconexiones.

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Las redes se protegen mediante fusibles

• El fusible se instala en el primario del transformador.

• Según la potencia del transformador se debe cambiar la capacidad del fusible.

• Los transformadores pueden tener los fusibles en su interior y se llaman autoprotegidos.

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Localización del descargador

• El descargador tiene como misión derivar a tierra la sobretensión producida por la descarga atmosférica, directa o indirecta. Estos pueden estar en el primario de los transformadores, en la entrada de un red subterránea o en cualquier parte de la red aérea.

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Los Sistemas Eléctricos y sus Neutros

Los sistemas eléctricos de potencia se encuentran en forma de circuitos trifásicos y monofásicos. Aunque existen varios tipos de conexiones, la conexión en estrella es la más común en el ecuador y casi todo el mundo. En la conexión en estrella el neutro es aterrizado.

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Conexiones de los neutros

• Existen sistemas con conexiones delta que no se conectan, pero la mayoría es de conexión en estrella con neutro aterrizado.

• Existen varios tipos de sistemas– Sistemas no aterrizados

– Sistemas aterrizados• Sólidamente aterrizados

• Efectivamente aterrizados

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Sistemas Aislados o no Aterrizados (Ungrounded System)

Un sistema eléctrico donde ninguna de las fases o puntos neutrales, es intencionalmente conectado a tierra, excepto aquellas conexiones mediante equipos de alta impedancia como transformadores de potencial.

Algunos sistemas industriales utilizan la conexión en delta para evitar que las averías monofásicas a tierra, que son las más comunes, no provoquen una desconexión.

Fuente: Electrical Transmision and Distribution. ABB, 2004.

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Sistemas Aterrizados (Grounded System)

Un sistema eléctrico donde al menos un conductor (típicamente es un cable intermedio o un punto neutro en un transformador o generador eléctrico) es intencionalmente conectado a tierra, ya sea directamente o a través de una impedancia de aterramiento.

En este sentido existen diferentes clasificaciones:

•Sistemas Sólidamente Aterrizados

•Sistemas Efectivamente Aterrizados– Sistemas Efectivamente Aterrizados con Resistencias

– Sistemas Efectivamente Aterrizados con inductancias

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Sistemas Sólidamente Aterrizados (Grounded Solidly):

Sistemas con un punto medio o neutro directamente aterrados de tal forma que ninguna impedancia es conectada entre el punto medio o neutro y la tierra. Este es un esquema muy aplicado en las baja tensión. Casi en todas las instalaciones de baja tensión, excluyendo instalaciones muy específicas como en los hospitales, se emplean la conexión del neutro directamente conectado a tierra.

Fuente: Electric Power Distribution Handbook, 2004.

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Sistemas sólidamente aterrizados• En estos sistemas el neutro se aterra, pero existen

dos formas concretas, donde el neutro viaja a lo largo de la línea como un cable más o se queda aterrado en la subestación. – Sistemas de 4 cables multiaterrizados

• Amplia utilización en el ecuador. El cable neutro se extiende por toda la red y es aterrizado en varios puntos de las misma. Las tensiones de fase a tierra se mantienen controlados. Es mucho más costoso y los neutros tienden a destruirse.

– Sistemas de 3 cables• No se emplea en el ecuador. El cable neutro se queda en el

transformador. Las tensiones de fase a tierra pueden crecer. Es mucho menos costoso.

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Sistemas 4 hilos multiaterrizados• Este tipo de sistema es

común en los niveles de 13.8 kV en los países que siguen la norma Americana.

• En este sistema el neutro viaja como un cable adicional y es aterrizado en varios puntos a lo largo del sistema. Con una separación máximo entre 1.6 km.

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Sistemas de 3 hilos• En Europa como en Cuba, los

sistemas de media tensión primaria, 33 kV y otros, se emplea el sistema de 3 hilos, que es mucho más económico.

• En este sistema el sistema el neutro se aterra en la subestación y se queda allí.

• Los voltajes de fase a tierra durante las averías monofásicas a tierra, puede elevarse acercándose a las tensiones de línea.

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Sistemas Efectivamente Aterrizados (Grounded effectively):

Es uno de los sistemas conocido como sistema aterrado. Es un sistema que es aterrado con una impedancia de relativo pequeño valor. Se colocan las impedancias buscando reducir el nivel máximo de las corrientes de cortocircuitos monofásicos a tierra.

Cuando en la impedancia de aterramiento se cumpla que Xo/X1

sea menor que 3 y que Ro/X1 sea menor que 1. entonces este sistema es considerado un sistema efectivamente aterrizado.

Estos esquemas son mucho más comunes en la distribución urbana y rural que en los sistemas con neutros asilados, donde las impedancias de aterramiento tienen un valor más elevado.

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Ejemplo de cálculo de las Impedancias de aterramiento efectivo del neutro

( ) ( )

Ω====

MVA

kV.

.

MVAcc

sis'UZsist

222

23810800

813

( ) 63861711 .tanR

Xtansist ==

= −−φ

( ) Ω=⋅=⋅= 0140005870238106386 ....cosZsistRsist

Ω=⋅=

= 2379017230 ..

R

XRsistXsist

( ) ( ) ( )

Ω==⋅=⋅=

MVA

kV.

.%

Sn

Un%UccXtransf

222

808835

813

100

10

100

Ω=+=+= 0467480883237901 ...XtransfXsistX

Ω== 808830 .XtransfX

Ω=<

<

348913

04674

3 1

..

R

XR

n

n

Ω<

−⋅<

−<<+

<+

777123

80883046743

33

33

33

01

10

1

0

.X

..X

XXX

XXX

X

XX

n

n

n

n

n

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Cálculo de las corrientes máxima de cortocircuitos trifásico

13 Z

UfIcc =φ

046743

813

3 .j

.

Icc =φ

A..j

.

Icc 91968046743

813

3 ==φ

Page 52: Tema ii.los sistemas eléctricos y su relación con la tierra

Cálculo de las corrientes máximas de cortocircuitos a tierra

011 2

3

ZZ

UfIcc

+=φ

( )

=

Ω+⋅

=+

= kAkV

.j.j

.

ZZ

UfIcc

808830467423

8133

2

3

011φ

A.Icc 220081 =φ

( ) ( ) A 1947.3.j.j

.

RjXZ

UfIcc

n

=⋅++⋅

=++

=1380883046742

3

8133

32

3

011φ

( ) ( ) A 1335.2j.j.j

.

jXjXZ

UfIcc

n

=⋅++⋅

=++

=2380883046742

3

8133

32

3

011φ

Es mayor que la Icc trifásica 1968.9 A

Rn

Xn

Los conductores del sistema de tierra deben soportar esta corriente por 1min mínimo

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Sistemas Aterrizados mediante Resistencias (resistance grounded):

Es un sistema efectivamente aterrizado, pero es aterrizado utilizando una impedancia que es mayormente resistiva. Este esquema de conexión del neutro es típico en las instalaciones industriales de media tensión. Se emplea para disminuir la magnitud de las corrientes de cortocircuitos de fase a tierra.

Fuente: Electrical Transmission and distribution

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Sistemas Aterrizado mediante Inductancias (Inductance grounded

Es un sistema aterrizado, pero mediante una impedancia mayormente inductiva. Según el valor de la impedancia del sistema de aterramiento el sistema puede ser considerado efectivamente aterrizado o no aterrizado. Este tipo de esquema se aplica más en instalaciones europeas donde las impedancias son de gran valor.

Fuente: Electrical Transmission and distribution

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Las averías y su circulación por la tierra

Existen numerosos tipos de averías. Algunas de ellas no involucran la tierra. Las averías más frecuentes que involucran la tierra, son las averías de una fase a tierra. En este tipo de averías, la tierra o el sistema de tierra permite la circulación de la corriente a tierra y por tanto, debe tener capacidad para soportarla.

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Sistemas de 4 hilos multiaterrizado• En el sistema multiaterrizado de 4 hilos, cuando ocurre una avería del tipo

monofásico a tierra, una corriente circulará desde la fase averiada y retornará por tierra, hasta el punto de conexión del neutro a tierra más cercano y regresará al transformador por el neutro.

• Este neutro debe tener la capacidad para soportar estas corrientes de cortocircuitos e incluso las corrientes de descargas atmosféricas también pueden subir por el neutro.

• El neutro tiene muy baja impedancia, por lo que en estos sistemas la falla a tierra tiene alta magnitud y las protecciones la pueden disparar con facilidad.

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Sistemas de 3 hilos• En estos sistemas de 3 hilos cuando ocurre una falla entre fase y tierra,

una corriente circula entre la fase fallas y regresa al transformador por toda la tierra.

• Cuando la tierra no tiene baja resistencia, la corriente puede tener muy baja magnitud y las protecciones no alcanzarán a detectarlas.

• Esta situación puede ser peligrosa, porque la avería permanecerá activa por mucho tiempo y pudiera resultar peligrosa para las personas.

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Averías en circuitos secundarios• En un sistema eléctrico de distribución secundario, con

transformadores monofásicos de distribución y conexiones adecuadas del neutro a tierra en los medidores, una falla en una acometida, circulará por tierra hasta el medidor donde está el bajante a tierra del neutro. Subiendo por el neutro y retornando al transformador mediante este.

Page 59: Tema ii.los sistemas eléctricos y su relación con la tierra

Continuación…• En un circuito secundario si la conexión del neutro a tierra en el medidor

de una cometida o un consumidor determinado está defectuoso, una falla monofásica a tierra, tiende a viajar por la tierra hasta encontrar un punto de conexión del neutro a tierra en otra acometida y retornará al transformador mediante este.

• Es decir, las averías en un consumidor podrán afectar el funcionamiento de otro si su conexión del neutro a tierra está defectuosa.

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Puestas a tierra para el

mantenimientoLa conexión de fase a tierra durante un régimen normal representa un cortocircuito con elevadas corrientes. Pero cuando se quiere dar mantenimiento en las redes, es imprescindible conectar a tierra las redes eléctricas como medida de protección.

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Para trabajos en redes aéreas• El obrero debe conectar las fases a

tierra mediante conductores eléctricos cuando vaya a dar mantenimiento.

• Si por accidente el circuito es energizado, la tensión no llegará al obrero porque se creará un cortocircuito y las protecciones dispararán.

• También protegerá al trabajador de voltajes inducidos.

• Es importante que la conexión con el poste donde está subido el obrero, está localizado debajo del mismo.

• En sistemas multiaterrizados el conductor se conecta con el neutro.

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Cuchillas de tierra• Cuando se va a trabajar una línea eléctrica, se

abren los interruptores y desconectivos de ambos extremos y además, cerrar las cuchillas de tierra.

• Si la distancia del trabajo es muy alejado del punto donde están los obreros, ellos tendrán que adicionalmente instalar sus derivadores de tierra.

Page 63: Tema ii.los sistemas eléctricos y su relación con la tierra

Medidas de seguridad• Aunque la cuadrilla o el obrero, hayan tomado he

instalado todos los medios de puesta a tierra de seguridad, se recomienda que el operario de mantenimiento utilice todos los medios de protección tales como guantes y gafas de protección.

• Igualmente estos dispositivos de puesta a tierra, así como los medios de protecciones que empleen los obreros, deben ser revisados minuciosamente y limpiados cuidadosamente.