Mediciones De Paso Y De Contacto

MEDICIONES DE TENSIONES DE PASO Y CONTACTO

Resumen:

El siguiente artículo presenta el procedimiento propuesto por la norma IEEE Std 81.2-1991. IEEE Guide for Measurement of Impedance and Safety Characteristics of Large, Extended or Interconnected Grounding Systems, para realizar las mediciones de tensión de paso y contacto.

Estas mediciones deben realizarse antes de la puesta en servicio de subestaciones. (Artículo 15.5.3 del RETIE)

1 DEFINICIONES - RETIE

Las definiciones de Tensiones de Paso y Contacto de acuerdo con el Artículo 3 (DEFINICIONES) del RETIE son las siguientes:

Tensión de Paso:

Diferencia de potencial que durante una falla se presenta entre dos puntos de la superficie del terreno, separados por una distancia de un paso (un metro)

Tensión de Contacto:

Diferencia de potencial que durante una falla se presenta entre una estructura metálica puesta a tierra y un punto de la superficie del terreno a una distancia de un metro.

Esta distancia horizontal es equivalente a la máxima que se puede alcanzar al extender un brazo.

El RETIE con respecto a las tensiones de Paso y Contacto:

El Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE, en su última versión del 02 de abril de 2007, en su Artículo 15, indica los requerimientos del sistema de puesta a tierra y la importancia de limitar las tensiones de paso y contacto.

Además exige que se realicen mediciones en terreno para determinar las tensiones de paso y contacto del SPT construido. (Numeral 15.5.3).

Articulo 15 Página 45:

Toda instalación eléctrica cubierta por el presente Reglamento, excepto donde se indique expresamente lo contrario, debe 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 del ser humano cuando se presente una falla.

Numeral 15.5.3:

15.5.3 Medición de tensiones de paso y contacto.

Las tensiones de paso y contacto calculadas deben comprobarse antes de la puesta en servicio de subestaciones de alta tensión y extra alta tensión para verificar que estén dentro de los límites admitidos. Deben seguirse los siguientes criterios adoptados de la IEEE-81.2. Esta medición no se requiere para los apoyos o estructuras de las líneas de transmisión asociadas a las subestaciones, a excepción de las dos primeras estructuras de cada línea.

Las mediciones se harán preferiblemente en la periferia de la instalación de la puesta a tierra. Se emplearán fuentes de alimentación de potencia adecuada para simular la falla, de forma que la corriente inyectada sea suficientemente alta, a fin de evitar que las medidas queden falseadas como consecuencia de corrientes espurias o parásitas circulantes por el terreno.

Los electrodos de medida para simulación de los pies deberán tener una superficie de 200 cm2 cada uno y deberán ejercer sobre el suelo una fuerza de 250 N cada uno.

Consecuentemente, y a menos que se emplee un método de ensayo que elimine el efecto de dichas corrientes, por ejemplo, método de inversión de la polaridad, se procurará que la corriente inyectada sea del 1% de la corriente para la cual ha sido dimensionada la instalación y preferiblemente no inferior a 50 amperios para centrales y subestaciones de alta tensión y 5 amperios para subestaciones de media tensión.

Los cálculos se harán suponiendo que existe proporcionalidad para determinar las tensiones máximas posibles.

Se podrán aceptar otros métodos de medición siempre y cuando estén avalados por normas técnicas internacionales, NTC, regionales o de reconocimiento internacional; en tales casos, quien utilice dicho método dejará constancia de la norma aplicada.

2 METODOLOGÍA GENERAL

Para la medición de tensiones de paso y contacto en subestaciones de media, alta y extra alta tensión, se emplean los principios de medición planteados en el documento Std IEEE 81.2 Guide for Measurement of Impedance and Safety Characteristics of Large, Extended or Interconnected Grounding Systems.

La metodología está basada en la aplicación de corriente primaria a la frecuencia de servicio (60Hz) entre un punto de la tierra remota y la malla de la subestación.

La corriente aplicada eleva el potencial de la malla y permite realizar mediciones de potenciales de paso y contacto en la subestación y en la periferia, sitios donde estarán expuestas las personas en las subestaciones a riesgos de electrocución por estos potenciales.

Los valores de tensión obtenidos se extrapolan con base en el nivel de cortocircuito de la subestación y de esta manera se obtienen los valores reales de tensiones de paso y contacto del SPT construido.

Estos valores obtenidos se comparan contra las tensiones máximas admitidas por el RETIE y se determina si el SPT es seguro.

El principio de inversión de polaridad se aplica para reducir el error que se presenta por los potenciales asociados a corrientes circulantes por la malla.

3 EQUIPOS DE PRUEBAS

Los equipos de prueba se alimentan directamente de la red. Deben estar construidos con transformadores de dos devanados para aislar las corrientes de prueba de la referencia de la malla de tierra local y realizar la inversión de polaridad de la corriente aplicada.

Los equipos deben aplicar suficiente tensión para permitir la circulación mínima de corriente requerida. Se debe tener en cuenta que la resistencia total del bucle de corriente corresponde a la sumatoria de la resistencia de puesta a tierra de la malla y del arreglo de electrodos de prueba.

Si la tensión máxima de salida es baja, se requiere instalar un arreglo de electrodos de prueba bastante robusto.

Tensiones típicas de los equipos de pruebas son 400 – 600 V para mediciones de mallas de subestaciones de media tensión, donde se requiere un mínimo de 5A de corriente de prueba y 600 – 1000 V para mediciones en alta y extra alta tensión, donde se requiere un mínimo de 50A.

4 ALCANCE

Las mediciones incluyen las siguientes actividades:

1. Inspección del estado físico del sistema de puesta a tierra visible. Incluye registro fotográfico. No incluye excavaciones.

2. Medición de resistencia de puesta a tierra (Opcional). Método de la caída de potencial.

3. Medición de tensiones de paso y contacto. Metodología de inversión de polaridad. IEEE Std 81.2.

4. Cálculos de tensiones de paso y contacto referidos al nivel de cortocircuito de la subestación.

5. Análisis Técnico.

6. Recomendaciones

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