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Resistencia
A
l
R=ρ
A
donde,
ρ es la resisitividad en Ω m,
l es la longitud en m y
A es el área de sección transversa l en m
l
ρ cu, 20°C, estirado en frío = 1.77 E-8 Ω m
ρ típica de terreno = 100 Ω m
La relación es de 5.5 E9
Cuando decimos que la resistencia de un electrodo
es de 25 Ω, este valor se refiere principalmente a la
resistencia del terreno. Esta resistencia se puede
visualizar como la suma de las resistencias
individuales de tubos imaginarios, concéntricos y
ubicados de manera progresiva hacia afuera del
electrodo. La mayor parte de la resistencia estará
formada por los primeros tubos de terreno ya que la
resistencia disminuye con el área y los cilindros
externos contribuyen con mucha más área. La mitad
de la resistencia queda en los primeros 30 cm de
terreno alrededor de la varilla y debido a esto la mitad
del potencial aparecerá en estos 30 cm alrededor de
la varilla cuando haya inyección de corriente.
Centro de Estudios de Energía
Getting Down to Earth, Biddle
Medición de resistencia
Resistencia
aparente
Resistencia
real
Utilizando un equipo para medir resistencia de un electrodo y con el electrodo de
corriente lo bastante alejado del electrodo bajo prueba (rotulado “remote earth”), se
desplaza el electrodo de potencial (rotulado “measurement probe”) entre el electrodo
bajo prueba y el de corriente. La resistencia real se alcanza cuando la gráfica se
hace casi horizontal, al 62% de la distancia total. La mitad de la resistencia real se
ubica a poca distancia del electrodo bajo prueba. Esto implica que cuando un
sistema inyecta corriente en un electrodo, la mitad del potencial esté cerca del
electrodo.
Centro de Estudios de Energía
http://www.usbr.gov/power/data/fist/fist5~1/vol5-1.pdf
IEEE Std 81-1983
Tierra remota
Ig
Diferencia de potencial entre los pies
del trabajador pequeño
Alguien con un pié cerca del electrodo y el
otro pié muy alejado experimentaría la caída
Rg*Ig. Un punto alejado del electrodo recibe
el nombre de tierra remota.
IEEE Std142-1991, Green Book
Remote earth: The point beyond which further reduction in ground
electrode or grid impedance results in negligible effects. (IEEE Std 11001999, Emerald Book)
Tierra remota: El punto más allá del cual ya no se obtiene reducción
apreciable en la impedancia del electrodo o de la red de tierras.
Centro de Estudios de Energía
Variación del voltaje de paso
Ig
Una persona que se encuentre cerca de
la falla (o del punto de entrada de la
falla a tierra) tendría un potencial de
paso mucho mayor que alguien alejado
a una distancia X de la falla.
El potencial de paso que
experimentaría el trabajador de la
izquierda es mucho mayor que el que
experimentaría el de la derecha.
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http://www.usbr.gov/power/data/fist/fist5~1/vol5-1.pdf
Potencial de toque
http://www.usbr.gov/power/data/fist/fist5~1/vol5-1.pdf
El potencial de toque se presenta al
tocar un objeto a alto potencial con
respecto a tierra remota estando
parado en un punto a menor potencial
Tierra remota
IEEE Std142-1991, Green Book
Potencial de toque = Diferencia
Potencial de la
estructura con
respecto a
tierra remota
Potencial del lugar en que está parada la persona con
respecto a tierra remota
Centro de Estudios de Energía
Sin retorno metálico
Si la subestación es alimentada
por una línea aérea, sin hilo de
guarda, es importante tener una
resistencia de tierra baja, ya que
la mayor parte de la corriente de
falla a tierra tiene que retornar por
el terreno, ocasionando una
elevación del potencial de tierra
local.
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Con retorno metálico
Si la subestación es alimentada
por un cable subterráneo, buena
parte de la corriente de falla a
tierra retorna por la canalización si
es metálica, por el blindaje del
cable si se une a tierra en ambos
extremos o por el conductor de
puesta a tierra si existe .
•If = corriente de falla a tierra
•Ie = porción que regresa por
canalización, por blindaje o por
puesta a tierra
•Ig = porción que retorna por el
terreno
Centro de Estudios de Energía
http://www.usbr.gov/power/data/fist/fist5~1/vol5-1.pdf
Malla de tierra
Bajo condiciones normales
de falla a tierra, el flujo de la
corriente a tierra producirá
gradientes de potencial en
la subestación y a sus
alrededores.
La figura muestra el efecto
para una estación con una
malla de tierra simple
rectangular, en un suelo
homogéneo, equipado con
varillas de tierra a lo largo
del perímetro.
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http://www.usbr.gov/power/data/fist/fist5~1/vol5-1.pdf
Voltaje de paso
(1) Voltaje de paso. Diferencia de potencial que experimentaría una persona al hacer sus pies
contacto con dos puntos en la superficie del terreno, separados un paso (1 m) y sin hacer
contacto con ninguna otra cosa.
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Voltaje de toque
(2) Voltaje de toque. Diferencia de potencial que experimentaría una persona entre su pie en
la tierra y su mano, al hacer contacto con el equipo de la subestación..
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Voltaje de malla
(3) Voltaje de malla. Es el mayor valor de voltaje de toque que se puede encontrar en la malla
de tierra, se presenta al estar en el centro de la malla.
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Potencial transferido
(4) Voltaje transferido. Es el caso del voltaje de toque cuando la persona está en un área remota, de tal
manera que el voltaje se aproxima a la elevación total del potencial de tierra.
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