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Tema: Sistemas de Tierras Físicas y Pararrayos | Balper Ingeniería

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    Predeterminado Sistemas de Tierras Físicas y Pararrayos | Balper Ingeniería

    SISTEMAS DE TIERRAS FISICAS Y PARARRAYOS

    El sistema de puesta a tierra o sistema de tierras físicas para sistemas eléctricos tiene como finalidad:
    • Proveer los medios adecuados para transportar las corrientes eléctricas dentro de la tierra (terreno natural) bajo condiciones normales y de falla sin exceder los límites de operación del equipo sin afectar la continuidad del servicio.
    • Asegurar que las personas que se encuentren en contacto con los equipos, simplemente cerca o dentro de la instalación, queden exentos de exposición a peligros de descargas eléctrica crítica.
    • Garantizar que el nivel de tensión al cual se encuentran, tanto gabinetes como partes no conductoras de corriente, efectivamente sea cero, lo que evita que la tensión con respecto a tierra de ese equipo no se encuentre por encima de la tensión nominal de operación de éste.

    PUESTA A TIERRA DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS
    El propósito de aterrizar los sistemas eléctricos es para limitar cualquier voltaje elevado que pueda resultar de rayos, fenómenos de inducción o, de contactos no intencionales con cables de voltajes más altos.
    Se logra uniendo mediante UN CONDUCTOR APROPIADO A LA CORRIENTE DE FALLA A TIERRA TOTAL DEL SISTEMA, una parte del sistema eléctrico al planeta tierra.

    Los sistemas de tierras físicas y pararrayos aseguran la conducción de la corriente de falla de manera segura y rápida evitando daños a las instalaciones o posibles accidentes al personal.

    ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA
    Es muy importante tomar en cuenta que por norma los electrodos de puesta a tierra de los sistemas eléctricos deben estar accesibles y preferiblemente en la misma zona del puente de unión principal del sistema.

    PUESTA A TIERRA DE LOS EQUIPOS ELECTRICOS
    Los sistemas de tierras físicas tienen como propósito es eliminar los potenciales de toque que pudieran poner en peligro la vida y las propiedades y, para que operen las protecciones por sobrecorriente de los equipos.


    EQUIPOS Y CANALIZACIONES QUE DEBEN ESTAR PUESTOS A TIERRA.
    • Canalizaciones metálicas
    • Equipo fijo en general
    • Equipo fijo específico
    • Equipos no eléctricos
    • Equipos conectados por cordón y clavija
    • Instalaciones provisionales
    • Líneas


    PUESTA A TIERRA EN SEÑALES ELECTRONICAS
    Los sistemas de tierras físicas se utilizan para evitar la contaminación con señales en FRECUENCIAS diferentes a la deseada.

    Se logra mediante blindajes de todo tipo conectados a una referencia cero, que puede ser el planeta tierra.

    PUESTA A TIERRA DE PROTECCIÓN ELECTRÓNICA
    Para evitar la destrucción de los elementos semiconductores por VOLTAJE, se colocan dispositivos de protección conectados entre los conductores activos y la referencia cero, que puede ser el planeta tierra.

    PUESTA A TIERRA DE PROTECCIÓN ATMOSFÉRICA
    Sirve para canalizar la ENERGIA de los rayos a tierra sin mayores daños a personas y propiedades.
    Se logra con una malla metálica igualadora de potencial conectada al planeta tierra que cubre los equipos o edificios a proteger.

    La descarga atmosférica conocida como rayo, es la igualación violenta de cargas de un campo eléctrico que se ha creado entre una nube y la tierra o, entre nubes.

    SISTEMAS DE PARARRAYOS
    Los rayos ocurren con diferentes intensidades y un sistema que proteja contra su efecto deberá ser diseñado tomando en cuenta los rayos promedio o mayores del área en cuestión. Las descargas no pueden ser detenidas, pero la energía puede ser desviada en una forma controlada.

    Un sistema de protección contra descargas, llamado de pararrayos, debe:
    Capturar el rayo en el punto diseñado para tal propósito llamado terminal aérea.
    Conducir la energía de la descarga a tierra, mediante un sistema de cables conductores que transfiere la energía de la descarga mediante trayectorias de baja impedancia.

    Los rayos son señales eléctricas de alta frecuencia, gran potencial y alta corriente, por ello son causa de interferencia en sistemas electrónicos.

    ESTÁNDARES DE PROTECCIÓN
    Tanto en Europa como en Norteamérica, se ha debatido mucho sobre los métodos de protección, tanto así que en la misma Europa permanecen los dos estándares de protección, el llamado Franklin/Faraday, que es el tradicional, y el de puntas de inicio (early streamers en inglés). En EUA, el estándar aprobado por la asociación contra el fuego (NFPA) es el Franklin/Faraday y, se conoce como NFPA-780. El otro, no fue aceptado como parte del estándar, ya que se considera de efectividad igual que una punta del tipo Franklin.

    ZONA DE PROTECCIÓN
    En Norteamérica, los equipos y estructuras son clasificados según su necesidad de protección contra descargas atmosféricas. Referencia: ANSI/NFPA 78-1989.

    PRIMERA CLASE.- Las estructuras de esta clase, requieren de poca o ninguna protección. El requisito es que verdaderamente estén conectados a tierra. Ejemplos de esta clase son:
    a) Todos las estructuras metálicas excepto tanques u otras estructuras que contengan materiales inflamables.
    b) Tanques de agua, silos y estructuras similares, construidas mayormente de metal.
    c) Astas bandera construidas de algún material conductor.

    SEGUNDA CLASE.- Esta clase consiste de edificios con cubierta conductora y estructura no conductora, tal como edificios con cubierta metálica. Este tipo requiere de conductores para conectar la cubierta a electrodos en la tierra.

    TERCERA CLASE.- Esta clase consiste de edificios con estructura metálica y cubierta no conductora. Este tipo requiere de terminales aéreas conectadas a la estructura y fuera de la cubierta para actuar como terminales pararrayos.

    CUARTA CLASE.- Esta clase consiste de estructuras no metálicas, que requieren una protección. Se incluyen en esta clase:
    a) Edificios de madera, piedra, ladrillo u otros materiales no conductores, sin elementos de refuerzo metálicos.
    b) Chimeneas. Aún con elementos de refuerzo, éstas deben tener una gran protección contra rayos, con terminales aéreas, cables de bajada y electrodos de aterrizado.

    QUINTA CLASE.- Una quinta clase consiste de aquellas cosas cuya pérdida puede ser de consecuencias, y que normalmente recibe un tratamiento pararrayos completo, incluyendo terminales aéreas, cables de bajada y electrodos de aterrizado. Entre éstas están:
    • Edificios de gran valor estético, histórico o intrínsico.
    • Edificios conteniendo combustibles o materiales explosivos.
    • Estructuras conteniendo sustancias que pueden ser peligrosas si se derraman como consecuencia de una descarga.
    • Tanques o conjuntos de tanques.
    • Plantas de energía y estaciones de bombeo.
    • Líneas de transmisión.
    • Subestaciones eléctricas.


    PUESTA A TIERRA DE PROTECCIÓN ELECTROSTÁTICA
    Sirve para neutralizar las CARGAS ELECTROSTATICAS producidas en los materiales dieléctricos.
    Se logra uniendo todas las partes metálicas y dieléctricas, utilizando el planeta tierra como referencia de voltaje cero.

    Las cargas electrostáticas se crean en líquidos o polvos que tienen una rigidez dieléctrica elevada, y pueden llegar a ser de varios kilovolts de magnitud.

    MEDIDAS GENERALES CONTRA LA ELECTROSTÁTICA.
    En el caso de manejo de productos en polvo a granel, se especifica conectar todas las partes metálicas entre sí, para lo cual se utilizan cables multi-hilos de temple suave o trenzas metálicas desnudas. Estos conductores permiten el movimiento de electrones entre las diferentes partes, y no interfieren con las lecturas de instrumentos como celdas de carga.
    El sistema de uniones metálicas entre los distintos componentes puede hacerse en conjunto con el diseño del sistema de tierras de potencia, para evitar cables en paralelo, y tener siempre los calibres adecuados.
    Cuando esta puesta a tierra no es suficiente para evitar la acumulación de cargas electrostáticas, en la industria se emplean los siguientes mecanismos que igualan o disminuyen la creación de potenciales de naturaleza electrostática.
    • Cepillos de alambre muy delgado de bronce
    • Ionizadores de aire
    Última edición por izerw; 27/09/2009 a las 01:Sep

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