Sistemas de puesta a tierra
Cómo evaluar el estado de su sistema de puesta a tierra
Los sistemas de puesta a tierra son fundamentales para el funcionamiento seguro y confiable de su sistema eléctrico. Durante una falla, la corriente de falla y la impedancia de tierra provocan un aumento del potencial (GPR/EPR), lo que genera tensiones de paso y de contacto que pueden resultar peligrosas.
Las pruebas sistemáticas le ayudan a verificar que sus redes de puesta a tierra disipan de manera segura las corrientes de falla, protegiendo a su personal y sus activos.
Las mediciones de la impedancia de tierra, las tensiones de paso y de contacto, la resistividad del suelo y la continuidad de la red de puesta a tierra le brindan la confianza que necesita durante la planificación, la puesta en servicio y el mantenimiento.
Garantizar la seguridad del personal y la integridad del sistema
Seguridad personal
En caso de una falla del sistema, un potencial de tierra elevado puede provocar tensiones peligrosas al pisar y al tocar. La seguridad del personal no puede garantizarse sin mediciones verificadas, especialmente dentro y alrededor de las subestaciones o cerca de estructuras metálicas con potenciales transferidos.
Infraestructura obsoleta
La corrosión, las tensiones mecánicas durante los fallos y una construcción inadecuada pueden aumentar la impedancia de tierra o interrumpir la continuidad de la red de puesta a tierra. El deterioro puede pasar desapercibido a menos que se realicen periódicamente pruebas de continuidad con alta corriente y mediciones de impedancia.
Cambios en el tratamiento del punto neutro
Cuando se convierte una red con conexión a tierra por resonancia a una conexión a tierra sólida –algo que suele ser necesario debido a la elevada proporción de cables subterráneos–, las corrientes de falla a tierra suelen aumentar considerablemente.
Las mediciones pueden ayudarle a verificar que el potencial resultante de las tensiones de paso y de contacto se mantenga dentro de los límites permitidos.
Aumento de las corrientes de falla
A medida que se realizan más conexiones de fuentes de energía renovable a la red, la combinación de generadores distribuidos y las mayores corrientes de carga a lo largo de las líneas de transmisión podría provocar un aumento de las corrientes de falla.
Esto puede aumentar el aumento del potencial de tierra, lo que da lugar a tensiones de paso y de contacto más altas y potencialmente peligrosas.
Métodos de prueba
Métodos de medición de los sistemas de puesta a tierra
Medición de la impedancia de tierra
Medición de la impedancia de tierra
La impedancia de tierra describe la calidad de la conexión de tu sistema de puesta a tierra con el suelo circundante. Un valor elevado indica deterioro. Durante una falla, la combinación de la corriente de falla a tierra y la impedancia de tierra provoca un aumento del potencial de tierra (GPR, EPR).
Medición de tensión de paso y de tensión de contacto
Medición de tensión de paso y de contacto
Las tensiones de paso y de contacto se producen cuando surgen diferencias de potencial en una subestación o cuando una persona se encuentra demasiado cerca del sistema de puesta a tierra durante una falla en una línea eléctrica o en el sistema eléctrico. Realizar la medición para verificar que no se hayan producido diferencias de potencial críticas que puede poner en peligro la integridad física de las personas.
SRT
Prueba de resistividad del suelo
Antes de construir un sistema de puesta a tierra, se realiza una prueba de resistividad eléctrica del suelo (SRT). La resistividad eléctrica del suelo es un dato necesario para diseñar una red de puesta a tierra que cumpla con todos los criterios de seguridad y funcionalidad. Para esta medición se suelen utilizar los métodos de Wenner o Schlumberger.
Prueba de continuidad de la red de tierra
Prueba de continuidad de la red de tierra
Una red de tierra debe conducir de manera confiable la corriente de falla a tierra. Se puede utilizar una medición de resistencia a alta corriente para verificar la capacidad de conducción de corriente entre diferentes partes del sistema, como los conductos ascendentes y los puntos de puesta a tierra. Este método permite detectar defectos de construcción y signos de deterioro en una etapa temprana.
Medición de la impedancia de tierra
La impedancia de tierra describe la calidad de la conexión de tu sistema de puesta a tierra con el suelo circundante. Un valor elevado indica deterioro. Durante una falla, la combinación de la corriente de falla a tierra y la impedancia de tierra provoca un aumento del potencial de tierra (GPR, EPR).
Medición de tensión de paso y de contacto
Las tensiones de paso y de contacto se producen cuando surgen diferencias de potencial en una subestación o cuando una persona se encuentra demasiado cerca del sistema de puesta a tierra durante una falla en una línea eléctrica o en el sistema eléctrico. Realizar la medición para verificar que no se hayan producido diferencias de potencial críticas que puede poner en peligro la integridad física de las personas.
Prueba de resistividad del suelo
Antes de construir un sistema de puesta a tierra, se realiza una prueba de resistividad eléctrica del suelo (SRT). La resistividad eléctrica del suelo es un dato necesario para diseñar una red de puesta a tierra que cumpla con todos los criterios de seguridad y funcionalidad. Para esta medición se suelen utilizar los métodos de Wenner o Schlumberger.
Prueba de continuidad de la red de tierra
Una red de tierra debe conducir de manera confiable la corriente de falla a tierra. Se puede utilizar una medición de resistencia a alta corriente para verificar la capacidad de conducción de corriente entre diferentes partes del sistema, como los conductos ascendentes y los puntos de puesta a tierra. Este método permite detectar defectos de construcción y signos de deterioro en una etapa temprana.
Soluciones recomendadas
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CPC 100 + CP CU1 + HGT1
Este equipo de prueba multifuncional permite realizar evaluaciones exhaustivas del estado de los sistemas de puesta a tierra de tamaño mediano y grande. Ofrece un amplio rango dinámico y una alta sensibilidad, lo que permite medir tensiones muy bajas y distinguirlas claramente de las interferencias y perturbaciones.
Un sistema de prueba primario multifuncional para la puesta en servicio y el mantenimiento de subestaciones
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COMPANO 100 + CIB1 + HGT1
Esta solución es un equipo de prueba portátil que funciona con batería, diseñado para realizar pruebas de inyección primaria y secundaria, así como pruebas básicas de protección, y es adecuado para sistemas de puesta a tierra de tamaño mediano. Permite conectar cables de inyección de corriente de media tensión y también puede medir la impedancia de cable y la corriente del blindaje.
COMPANO 100 + HGT1
Este equipo de prueba se recomienda para sistemas de puesta a tierra de pequeño tamaño, como subestaciones pequeñas y torres de transmisión. Se trata de una solución portátil que funciona con batería, diseñada para inyecciones primarias y secundarias, así como para pruebas básicas de protección. Es adecuado para realizar mediciones de impedancia de tierra, resistividad del suelo, continuidad y tensión de paso y de contacto.
Cumplimiento de las normas de seguridad
Las normas EN 50522, IEEE 81 e IEEE 80/81 definen el aumento máximo del potencial de tierra y las tensiones de paso y de contacto admisibles en función de la duración de una falla monofásica. El cumplimiento de estas normas ayuda a garantizar que se eviten niveles de tensión peligrosos dentro y alrededor de las subestaciones durante fallas reales, protegiendo así a las personas y a los animales de cualquier daño.
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¿Qué es la impedancia de tierra y por qué es importante?
La impedancia de tierra describe la calidad de la conexión entre un sistema de puesta a tierra y el suelo circundante. Influye directamente en el aumento del potencial de tierra durante una falla, lo que afecta la seguridad del personal.
¿Cómo se evalúan las tensiones de paso y de contacto?
Las mediciones se realizan dentro y alrededor de la red de puesta a tierra, y los resultados se evalúan de acuerdo con los límites de seguridad establecidos en la norma EN 50522 o en las normas IEEE 80/81.
¿Cuál es la diferencia entre la inyección en la línea eléctrica y la inyección mediante sonda de corriente?
La inyección en la línea eléctrica requiere una línea desconectada y conectada a tierra de forma remota para simular una distribución realista de la corriente de falla. Este método es ideal para subestaciones de gran tamaño. La inyección mediante sonda de corriente suele ser más fácil de llevar a cabo en sistemas de puesta a tierra más pequeños y en torres de transmisión.
¿Cuándo se deben probar los sistemas de puesta a tierra?
Se deben realizar mediciones de la resistividad del suelo para obtener los datos de resistividad necesarios para planificar un nuevo sistema de puesta a tierra. Durante la puesta en servicio, se debe verificar el cumplimiento de las normas aplicables. Durante el mantenimiento, se deben realizar evaluaciones periódicas del estado para garantizar la seguridad a largo plazo y la confiabilidad del sistema.
¿Qué es el método de la caída de potencial (FOP)?
La prueba FOP mide la tensión entre un sistema de puesta a tierra y un punto de referencia remoto a distancias cada vez mayores. Esto permite determinar la resistencia real a tierra y proporciona el aumento de potencial esperado, conocido como aumento del potencial de tierra (EPR) o aumento del potencial de tierra (GPR).
¿Cuál es la diferencia entre los métodos de Wenner y Schlumberger?
El método Wenner coloca las cuatro sondas de prueba en línea recta, con una separación igual entre ellas, lo que hace que su montaje sea sencillo y fácil.
El método Schlumberger también utiliza cuatro sondas, pero las distancias no son iguales. Las mediciones a diferentes profundidades solo requieren mover dos sondas, lo que hace que este método sea más eficiente para investigaciones detalladas del suelo.
¿Cuándo se debe realizar la medición de la resistividad del suelo?
La resistividad del suelo debe medirse durante la fase de planificación y diseño de un sistema de puesta a tierra, antes de que comience la construcción. Proporciona los datos esenciales necesarios para dimensionar correctamente una red de puesta a tierra y cumplir con los requisitos de seguridad y funcionamiento en caso de fallas.
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