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SISTEMA DE PUESTA A TIERRA EN LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

1. INTRODUCCIÓN

Las instalaciones eléctricas dentro de una subestación eléctrica, deben disponer de un sistema de puesta a tierra (SPT), de tal forma que cualquier punto del interior o exterior, normalmente accesible a personas que puedan transitar o permanecer allí, no estén sometidos a tensiones de paso, de contacto o transferidas, que superen los umbrales de soportabilidad cuando se presente una falla.

La exigencia de puesta a tierra para instalaciones eléctricas cubre el sistema eléctrico como tal y los apoyos o estructuras que ante una sobretensión temporal, pueda desencadenar una falla permanente a frecuencia industrial, entre la estructura puesta a tierra y la red.

Dentro de los objetivos de un sistema de puesta a tierra (SPT) se encuentran: La seguridad de las personas, la protección de las instalaciones y la compatibilidad electromagnética.

Las funciones de un sistema de puesta a tierra son:

• Garantizar condiciones de seguridad a los seres vivos.

• Permitir a los equipos de protección despejar rápidamente las fallas.

• Servir de referencia al sistema eléctrico.

• Conducir y disipar con suficiente capacidad las corrientes de falla,

electrostática y de rayo.

• Transmitir señales de RF en onda media y larga.

• Realizar una conexión de baja resistencia con la tierra y con puntos de

referencia de los equipos.

Se debe tener presente que el criterio fundamental para garantizar la seguridad de los seres humanos, es la máxima energía eléctrica que pueden soportar, debida a las tensiones de paso, de contacto o transferidas y no el valor de resistencia de puesta a tierra tomado aisladamente. Sin embargo, un bajo valor de la resistencia de puesta a tierra es siempre deseable para disminuir el GPR (máxima elevación de potencial).

La máxima tensión de contacto aplicada al ser humano (o a una resistencia equivalente de 1000 Ω), está dada en función del tiempo de despeje de la falla a tierra, de la resistividad del suelo y de la corriente de falla. La tensión máxima de contacto no debe superar los valores dados en la Tabla 3.1. La columna dos aplica a sitios con acceso al público en general y la columna tres aplica para instalaciones de media tensión, donde se tenga la presencia de personal que conoce el riesgo y está dotado de elementos de protección personal.

Para el cálculo se tuvieron en cuenta los criterios establecidos en la norma IEEE Std 80-2000, tomando como base la siguiente ecuación, para un ser humano de 50 kg.

Máxima tensión de contacto =

Tabla 3.1 Máxima tensión de contacto para un ser humano

Tiempo de despeje de la falla Máxima tensión de contacto

admisible (rms c.a.) según IEC para 95% de la población. (Público en general) Máxima tensión de contacto

admisible (rms c.a.) según IEEE para 50 kg (Ocupacional)

Mayor a dos segundos 50 voltios 82 voltios

Un segundo 55 voltios 116 voltios

700 milisegundos 70 voltios 138 voltios

500 milisegundos 80 voltios 164 voltios

400 milisegundos 130 voltios 183 voltios

300 milisegundos 200 voltios 211 voltios

200 milisegundos 270 voltios 259 voltios

150 milisegundos 300 voltios 299 voltios

100 milisegundos 320 voltios 366 voltios

50 milisegundos 345 voltios 518 voltios

Fuente: RETIE

Los valores de la Tabla 3.1 se

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