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6.1 INVESTIGACION DE SISTEMAS DE TIERRAS
MATERIA: Instalaciones Eléctricas
Nombre: Ronaldo ArceTorres Fecha 04 / 12 /
Resumen del Artículo 250 de la NOM- 001 - SEDE- 2018
A. Disposiciones Generales Esta sección establece los objetivos y requisitos generales para la puesta a tierra de sistemas eléctricos. Su aplicación abarca tanto sistemas puestos a tierra como no puestos a tierra. Objetivos de la Puesta a Tierra: Limitar tensiones por descargas y sobretensiones. Estabilizar tensiones a tierra durante operación normal. Proporcionar trayectoria segura para corriente de falla a tierra. Requisitos Generales: Métodos definidos en el Artículo 250 deben seguirse. Énfasis en direccionar eficientemente conductores para evitar perturbaciones innecesarias. Sistemas Puestos a Tierra: Puesta a tierra de sistemas eléctricos para limitar tensiones y estabilizar voltajes. Puesta a tierra de materiales conductores en equipos eléctricos. Unión de materiales conductivos para establecer trayectoria efectiva para corriente de falla a tierra. Trayectoria efectiva de corriente de falla a tierra mediante instalación adecuada. Sistemas No Puestos a Tierra: Puesta a tierra de materiales conductivos en equipos para limitar tensiones por descargas y contacto no intencional. Unión de materiales conductivos y conexión al equipo puesto a tierra del sistema de alimentación. Corriente Indeseable: Arreglos para prevenir corriente indeseable en sistemas eléctricos, conductores, apartarrayos y partes metálicas no conductoras. Modificaciones permitidas para eliminar corriente indeseable, como desconexión o cambio de ubicación de conexiones de puesta a tierra.
Esta sección sienta las bases para prácticas seguras de puesta a tierra, asegurando operación eficiente y protección contra condiciones anormales. B. Puesta a Tierra de Circuitos y Sistemas Eléctricos Esta sección se centra en los requisitos específicos para la puesta a tierra de circuitos y sistemas eléctricos, asegurando su funcionamiento seguro y eficiente. Puesta a Tierra de Sistemas Eléctricos: Conexión a tierra para limitar tensiones por descargas, sobretensiones y contacto no intencional con líneas de tensión mayor. Estabilización de tensiones a tierra durante operación normal. Dirección eficiente de conductores de unión y electrodo de puesta a tierra para evitar perturbaciones innecesarias. Puesta a Tierra del Equipo Eléctrico: Conexión a tierra de materiales conductores en equipos que normalmente no transportan corriente. Limitación de la tensión a tierra en estos materiales. Unión en el Equipo Eléctrico: Conexión entre materiales conductores en el equipo y la fuente de alimentación eléctrica para establecer trayectoria efectiva para corriente de falla a tierra. Unión de Materiales Conductivos y Otros Equipos: Conexión entre materiales conductivos que pueden energizarse y la fuente de alimentación eléctrica para establecer trayectoria efectiva para corriente de falla a tierra. Trayectoria Efectiva de la Corriente de Falla a Tierra: Instalación de equipos, alambrado eléctrico y otros materiales conductivos para establecer un circuito de baja impedancia. Facilitación de la operación del dispositivo de protección contra sobrecorriente o detector de falla a tierra. Capacidad de Transportar Corriente Máxima de Falla a Tierra: Equipos deben ser capaces de transportar de manera segura la corriente máxima de falla a tierra que pueda ser impuesta desde cualquier punto del sistema de alambrado hasta la fuente de alimentación eléctrica. Esta sección detalla cómo implementar la puesta a tierra de manera específica en circuitos y sistemas eléctricos para garantizar un rendimiento óptimo y la seguridad operativa. C. Ubicación de las Conexiones de Puesta a Tierra de los Sistemas
Garantiza que las envolventes estén a un potencial de tierra seguro para proteger a las personas y equipos. Conductividad de Materiales: Especifica que los materiales conductores que encierran conductores o equipos eléctricos deben estar conectados a tierra. Proporciona una capa adicional de seguridad al limitar la tensión a tierra en estos materiales. Consideraciones Ambientales: Evaluación de condiciones ambientales que puedan afectar la integridad de las envolventes. Uso de materiales resistentes para garantizar la durabilidad y eficacia de la puesta a tierra. Protección contra Sobretensiones: Puesta a tierra efectiva para proteger las envolventes contra sobretensiones causadas por descargas atmosféricas u otras condiciones anormales. Prevención de Corrientes Indeseables: Medidas para prevenir corrientes indeseables en envolventes y canalizaciones. Disposiciones para eliminar o reducir la probabilidad de corrientes parásitas que puedan afectar el funcionamiento de los equipos. Puesta a Tierra de Canalizaciones: Establece directrices para la puesta a tierra de canalizaciones, asegurando que estas estén conectadas de manera efectiva al sistema de puesta a tierra general. Inspección y Mantenimiento: Enfatiza la importancia de inspeccionar y mantener regularmente las conexiones de puesta a tierra de envolventes y canalizaciones. Identificación y corrección de posibles problemas para garantizar un sistema eléctrico confiable. Esta sección aborda aspectos específicos relacionados con la puesta a tierra de envolventes y canalizaciones, brindando directrices para asegurar la seguridad y el rendimiento adecuado del sistema eléctrico en estas áreas. F. Métodos de Puesta a Tierra Esta sección del artículo 250 se enfoca en los diversos métodos que pueden utilizarse para implementar sistemas de puesta a tierra eficaces. A continuación, se resumen los puntos clave: Conexiones Permitidas: Se establece una lista de métodos permitidos para la conexión de conductores de puesta a tierra, conductores del electrodo de puesta a tierra y puentes de unión.
Incluye conectores a presión, barras terminales, conectores a presión aprobados, procesos de soldadura exotérmica, abrazaderas tipo tornillo, pijas, conexiones como parte de un ensamblaje y otros métodos aprobados. Métodos No Permitidos: Se prohíbe el uso de dispositivos de conexión o accesorios que dependan únicamente de soldadura de bajo punto de fusión. Garantiza que los métodos utilizados sean robustos y confiables. Soldadura Exotérmica: Se destaca la posibilidad de utilizar procesos de soldadura exotérmica, que implican la fusión de materiales conductores mediante una reacción química. Este método proporciona conexiones sólidas y duraderas. Conexiones Atornilladas: Se permite el uso de abrazaderas tipo tornillo que enrosquen por lo menos dos hilos o que se aseguren con una tuerca. Asegura que las conexiones atornilladas cumplan con los requisitos de seguridad y rendimiento. Protección de Abrazaderas y Accesorios: Establece la necesidad de proteger las abrazaderas y accesorios de puesta a tierra que estén expuestos a daños físicos. Proporciona directrices para garantizar la integridad de estas conexiones. Aislamiento de Corrientes a Tierra de Corriente Continua: Cuando sea necesario aislar corrientes a tierra de corriente continua indeseables, se permite el uso de dispositivos de acoplamiento de corriente alterna/de aislamiento de corriente continua en el conductor de puesta a tierra de equipos. Proporciona flexibilidad para situaciones específicas donde se requiera este tipo de aislamiento. Esta sección asegura que los métodos utilizados para la puesta a tierra cumplan con estándares de seguridad y rendimiento, brindando opciones diversas para adaptarse a diferentes contextos y requisitos. G. Puentes de Unión La sección G del Artículo 250 de la NOM- 001 - SEDE-2018 aborda los puentes de unión, que son componentes esenciales en los sistemas de puesta a tierra para garantizar una continuidad efectiva y segura. Aquí se presenta un resumen de los puntos clave: Conexión de Puentes de Unión:
Requisitos Generales: La normativa establece que los sistemas de electrodos de puesta a tierra deben cumplir con los requisitos generales especificados en esta sección. Selección de Electrodos: Se menciona la importancia de seleccionar electrodos apropiados de acuerdo con el entorno y las condiciones específicas del lugar. Los electrodos deben ser capaces de proporcionar una conexión efectiva con la tierra. Número de Electrodos: La normativa proporciona pautas sobre la cantidad mínima de electrodos que deben utilizarse, considerando factores como la resistividad del suelo y la aplicación específica. Profundidad de Instalación: Se especifica la profundidad a la que deben instalarse los electrodos para garantizar una conexión eficiente con capas conductoras del suelo. La profundidad puede variar según las condiciones del terreno. Conexión de Electrodos: Los electrodos deben conectarse entre sí mediante un sistema de puentes de unión que garantice una continuidad efectiva. Conexión a Sistemas de Puesta a Tierra: Se establece que los electrodos deben conectarse al sistema de puesta a tierra según métodos aprobados, como conectores a presión, barras terminales, soldadura exotérmica, entre otros. Resistencia de los Electrodos: La normativa establece requisitos sobre la resistencia de los electrodos, asegurando que cumplan con estándares específicos para garantizar un rendimiento adecuado. Medición de la Resistencia: Se indican procedimientos para medir la resistencia de los electrodos, lo que permite verificar su eficacia y realizar ajustes si es necesario. Ubicación Estratégica: Se enfatiza la importancia de ubicar estratégicamente los electrodos para maximizar su eficacia y garantizar una dispersión adecuada de la corriente. Mantenimiento: La normativa aborda la necesidad de realizar un mantenimiento regular de los sistemas de electrodos para garantizar su funcionamiento continuo.
En resumen, la sección H del Artículo 250 proporciona directrices detalladas para la instalación, conexión y mantenimiento de los sistemas de electrodos de puesta a tierra, destacando la importancia de garantizar una conexión efectiva con la tierra para garantizar la seguridad y el rendimiento eléctrico. I. Conductores del Electrodo de Puesta a Tierra (Artículo 250 de la NOM- 001 - SEDE-2018): Esta sección se centra en los conductores del electrodo de puesta a tierra, los cuales desempeñan un papel crucial en el sistema al proporcionar la conexión entre los electrodos y el equipo eléctrico. A continuación, se presenta un resumen de los aspectos clave de esta sección: Tamaño del Conductor: La normativa establece requisitos sobre el tamaño mínimo de los conductores del electrodo de puesta a tierra, considerando la corriente máxima de falla y otros factores. Se deben seleccionar conductores que cumplan con las capacidades necesarias para garantizar la seguridad y la eficiencia del sistema. Material del Conductor: Se especifica el tipo de material que debe utilizarse para los conductores del electrodo de puesta a tierra. Este material debe ser conductor y resistente a la corrosión para asegurar una conexión duradera y eficaz. Conexión a Electrodos: Los conductores del electrodo deben conectarse de manera segura y eficiente a los electrodos de puesta a tierra. Se proporcionan métodos permitidos para realizar estas conexiones, como conectores a presión, barras terminales, soldadura exotérmica, entre otros. Rutas de los Conductores: La normativa establece pautas sobre las rutas que deben seguir los conductores del electrodo, asegurando una conexión directa y eficiente entre los electrodos y el equipo eléctrico. Separación de Conductores: Se especifican requisitos sobre la separación adecuada entre conductores para prevenir interferencias y garantizar la seguridad eléctrica. Protección Mecánica: Los conductores del electrodo deben estar protegidos mecánicamente contra daños físicos. La normativa describe métodos para lograr esta protección, como el uso de canalizaciones y cubiertas protectoras. Identificación de Conductores: Los conductores del electrodo deben identificarse de manera adecuada para facilitar su mantenimiento, inspección y reparación.
En este sistema, se ejecuta un conductor de tierra de protección y un neutro separados. El conductor de tierra de protección (PE) normalmente es un conductor separado, pero también puede ser la cubierta metálica del cable de alimentación. Todas las partes expuestas del equipo conductivo están conectadas al conductor PE. Por ejemplo, en un sistema Ph-N de 230 V, la protección Ph-PE (o Ph-N) debe tener una clasificación Uc de al menos 255 V. En general, se seleccionaría un SPD con una clasificación Uc de al menos 275 V para 220 a sistemas de 240 V. A menudo, para tener en cuenta las fluctuaciones del voltaje de la fuente de alimentación, se recomienda una Uc de al menos 1.3 x Uo, como una Uc de 300 V para un sistema de 230 V, o se elegiría la tecnología de liberación de gatillo única de LSP. Sistema de puesta a tierra TNCS En este sistema, el suministro se configura según TNC, mientras que la instalación aguas abajo se configura según TNS. El conductor PEN combinado generalmente ocurre entre la subestación y el punto de entrada al edificio, y la tierra y el neutro están separados en el Tablero de distribución principal. Este sistema también se conoce como Puesta a tierra múltiple de protección (PME) o Neutro conectado a tierra múltiple (MEN). El conductor PEN de suministro está conectado a tierra en varios puntos de la red y, por lo general, lo más cerca posible del punto de entrada del consumidor.
Por ejemplo, en un sistema Ph-N de 230 V, la protección Ph-PE (o Ph-N) debe tener un Uc nominal de al menos 255 V. Por lo general, un SPD con una Uc Se seleccionaría una clasificación de al menos 275 V para sistemas de 220 a 240 V. A menudo, para permitir las fluctuaciones de voltaje de la fuente de alimentación, una Uc de al menos 1.3 x Un se recomienda, como una Uc de 300 V para un sistema de 230 V, o se elegiría la exclusiva tecnología de liberación del gatillo de LSP. Sistema de puesta a tierra TT Un sistema que tiene un punto de la fuente de energía puesto a tierra y las partes conductoras expuestas de la instalación conectadas a electrodos puestos a tierra independientes. El suministro neutro de entrada no está conectado a tierra en el cuadro de distribución principal.
Red de Tierra Simple:
Una red de tierra simple se refiere a un sistema básico de puesta a tierra que utiliza un electrodo principal para conectar equipos eléctricos y estructuras al suelo. Aquí hay algunas características clave de una red de tierra simple: En una red de tierra simple, se utiliza un solo electrodo principal, como una varilla de tierra o una placa conductora, para establecer la conexión con el suelo. Los equipos eléctricos y las estructuras se conectan directamente al electrodo principal a través de conductores de tierra. Este tipo de red es común en sistemas eléctricos más pequeños y en aplicaciones residenciales y comerciales donde las exigencias de puesta a tierra no son tan complejas. La superficie de contacto del electrodo principal con el suelo es relativamente pequeña en comparación con sistemas más complejos. Se utiliza principalmente en situaciones donde las cargas eléctricas son menores y los riesgos asociados con las corrientes de falla son limitados. La red de tierra simple generalmente requiere un mantenimiento más básico en comparación con sistemas más complejos. Sin embargo, sigue siendo esencial realizar inspecciones periódicas. Es una opción más económica en comparación con sistemas de tierra más elaborados, lo que la hace adecuada para aplicaciones donde la complejidad y el costo deben ser minimizados. Es importante destacar que la elección de una red de tierra específica dependerá de varios factores, incluido el tamaño del sistema eléctrico, la carga asociada y los requisitos locales de normativas y códigos eléctricos. En aplicaciones más críticas o sistemas más grandes, se pueden considerar configuraciones de puesta a tierra más avanzadas para garantizar un rendimiento óptimo y la seguridad del sistema. Red de tierra en anillo es un sistema más complejo de puesta a tierra que implica la interconexión de varios electrodos para formar un anillo conductor. Aquí hay algunas características clave de una red de tierra en anillo: En lugar de depender de un solo electrodo principal, una red de tierra en anillo utiliza varios electrodos distribuidos estratégicamente alrededor de la instalación. Todos los electrodos están interconectados para formar un anillo conductor continuo. Esta configuración mejora la distribución de la corriente de falla a tierra. Al conectar varios electrodos, se mejora la capacidad de conducción eléctrica en comparación con sistemas de tierra simples. La resistencia total del sistema tiende a ser más baja debido a la interconexión, lo que ayuda a disipar eficientemente las corrientes de falla. Las redes de tierra en anillo son comunes en entornos industriales y comerciales donde las cargas eléctricas son significativas y se requiere una puesta a tierra robusta. La configuración en anillo proporciona redundancia y resistencia adicional en caso de fallo en uno de los electrodos,
Procedimientos que se utilizan para mejorar los sistemas de
tierra.
Para la mejora de la resistividad del terreno en las puestas a tierra se pueden utilizar sales electrolíticas, que son preparados químico con los que se consigue, a bajo costo, una notable reducción de la resistencia a tierra en terrenos de elevada resistividad. Con la preparación adecuada, la dosis de ese compuesto químico se transforma en un material gelatinoso altamente higroscópico que se distribuye por el terreno en forma de ramificaciones radiculares, lo que le permite absorber grandes cantidades de agua. De esta forma, la superficie del electrodo estará en contacto con un terreno altamente conductor, con lo que la resistencia a tierra se ve notablemente reducida y, como consecuencia, el paso de la corriente del electrodo al terreno se realiza de una forma mucho más eficiente, ya que se logra una baja resistividad: A un coste menor. Con mayor seguridad. Durante un periodo de tiempo más prolongado. Con cada tratamiento de se mantiene las condiciones de baja resistividad durante un periodo de hasta 4 años. Mejorar los sistemas de tierra es crucial para garantizar un rendimiento eficiente y seguro en sistemas eléctricos. Aquí hay algunos procedimientos comunes que se utilizan para mejorar los sistemas de tierra: Aumento de la Conductividad del Suelo: Procedimiento: Agregar materiales conductores al suelo, como sales de tierras o electrodos químicos, para mejorar la conductividad del suelo. Objetivo: Reducir la resistencia del suelo y mejorar la capacidad del sistema de tierra para disipar corrientes de falla. Instalación de Electrodos Adicionales: Procedimiento: Agregar electrodos adicionales, como varillas de tierra, placas metálicas o anillos conductores, para aumentar la superficie de contacto con el suelo. Objetivo: Reducir la resistencia del sistema de tierra y mejorar su capacidad para disipar corrientes de falla. Mejora de la Conexión de Equipos a Tierra: Procedimiento: Mejorar las conexiones entre los equipos eléctricos y el sistema de tierra mediante el uso de conductores más grandes, conexiones más eficientes y hardware de conexión de calidad.
Objetivo: Asegurar una conexión eficiente para disipar corrientes de falla y reducir la resistencia. Uso de Conductores de Tierra Mejorados: Procedimiento: Emplear conductores de tierra de mayor calibre o materiales conductores de alta conductividad para mejorar la capacidad del sistema de tierra. Objetivo: Reducir la resistencia y mejorar la eficiencia de la puesta a tierra. Monitoreo Continuo: Procedimiento: Implementar sistemas de monitoreo continuo para evaluar la resistencia del sistema de tierra y detectar cualquier degradación o aumento en la resistencia. Objetivo: Identificar problemas potenciales y permitir intervenciones proactivas antes de que se produzcan problemas. Instalación de Supresores de Sobretensión: Procedimiento: Integrar supresores de sobretensión en el sistema para proteger contra picos de voltaje que podrían afectar la integridad del sistema de tierra. Objetivo: Proteger el sistema contra daños causados por sobretensiones. Consideraciones en la Selección de Materiales: Procedimiento: Elegir materiales de calidad, como cables conductores y electrodos, que sean resistentes a la corrosión y ofrezcan una conductividad eléctrica duradera. Objetivo: Garantizar una conexión sólida y duradera para el sistema de tierra. Optimización de la Distribución de Electrodos: Procedimiento: Evaluar y optimizar la ubicación y disposición de los electrodos en función de las características del suelo y las necesidades específicas del sistema. Objetivo: Mejorar la eficiencia y la capacidad de disipación de corrientes de falla. Mantenimiento Regular: Procedimiento: Implementar programas de mantenimiento regular para inspeccionar y mantener los componentes del sistema de tierra, reparando cualquier daño o degradación. Objetivo: Garantizar un rendimiento constante y prevenir problemas futuros. Estos procedimientos deben llevarse a cabo teniendo en cuenta las normativas y códigos eléctricos locales, y se deben realizar por personal calificado para garantizar la seguridad y la eficiencia del sistema eléctrico.
