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SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
La seguridad en instalaciones eléctricas

Un sistema de Puesta a Tierra debe disponer de elementos que nos permitan dar plena seguridad, tanto a las personas como a los diferentes dispositivos y equipos eléctricos que conforman todo el sistema eléctrico.

Los denominados sistemas de Puesta a Tierra (SPT) tienen por finalidad proteger a las personas contra accidentes por la presencia de voltajes con respecto a tierras o piezas metálicas, las que -en condiciones normales de funcionamiento- deberán estar desenergizadas. También deberán proteger los equipos del sistema eléctrico, como transformadores, banco de condensadores, tableros eléctricos, etc. En otras palabras, asegurar, en los sistemas de baja tensión, la reducción de los efectos de inducción de voltaje por parte de sistemas de transmisión o instalaciones eléctricas de potencia.

Dentro de sus objetivos fundamentales, se encuentran los siguientes:

Limitar diferencias de potencial, debido a la circulación de corrientes por el terreno, evitando que alcance niveles peligrosos para el personal de explotación y mantenimiento, así como también para los usuarios y equipos de una instalación.

Limitar las diferencias de potencial de equipos con respecto a partes metálicas expuestas, a valores compatibles con su nivel de aislamiento. En tanto, sus funciones son:

Contribuir a reducir diferencias de voltaje entre fases sanas y tierra, durante fallas a tierra.

Asegurar la detección de fallas y la operación rápida y eficaz de las protecciones de las instalaciones o equipos.

Conducir a tierra, en forma eficiente, las corrientes de descargas atmosféricas, limitando las diferencias de potencial en la instalación.

Evitar voltajes peligrosos entre estructuras o cualquier elemento expuesto y el terreno, tanto durante fallas como en condiciones normales de operación.

Evitar gradientes de potencial peligrosos sobre la superficie del suelo durante fallas del sistema o descargas atmosféricas en un área determinada.

Asegurar, en los sistemas de baja tensión, la reducción de los efectos de inducción de voltaje por parte de sistemas de transmisión o instalaciones eléctricas de potencia.


Definiciones

Electrodo de tierra: Es la toma de tierra más simple. Consiste generalmente en un tramo recto de conductor, enterrado en forma horizontal o vertical en el terreno. Una combinación de electrodos simples constituye un electrodo compuesto.

Malla de tierra: Es una toma de tierra común para todos los elementos metálicos y circuitos de una instalación, que tiene como función adicional controlar las solicitaciones de tensión a que pueden quedar sometidas las personas dentro del área abarcada por estas. Generalmente consiste en un reticulado de conductores interconectados y enterrados a cierta profundidad. Puede estar conectada con otras puestas a tierra, mallas de tierra o electrodos auxiliares de puestas a tierra, para mejorar sus características y/o las del conjunto.

Sistemas más utilizados:
Electrodo vertical.
Conductor enmallado.
Conductor enmallado con electrodos verticales.

Sistemas más utilizados:
Dimensión adecuada para evitar calentamiento
Resistencia mecánica adecuada
Resistencia al ataque corrosivo de terreno y ambiente
Evitar formación de pares galvánicos de importancia

Instrumentos de Medición y Diseño de Sistemas de Puestas a Tierra (SPT).

Mantenimiento

El mantenimiento de SPT corresponde a un conjunto de acciones o procedimientos tendientes a preservar o restablecer un bien a un estado tal que le permita garantizar la máxima confiabilidad. Dicho programa debe incluir, al menos, los siguientes elementos:

Levantamiento de las instalaciones del sistema de puesta a tierra.

Cálculo de los niveles de tensión de paso y contacto de las salas eléctricas, salas de transformadores y patios de alta tensión.

Revisión de los estándares de diseño de las puestas a tierra.

Revisión de los 26 puntos exigidos por la sección Nº 8 referidas a las “Exigencias para el Sistema de Puesta a Tierra”, del futuro pliego técnico N° 6 “Puestas a Tierra”, del nuevo reglamento de corrientes fuertes de la SEC.

Ejecución de las siguientes pruebas a los SPT:
- Ensayos de equipotencialidad.
- Medición de resistencia de puesta a tierra.
- Los resultados quedarán consignados en los reportes de inspección.
- Medición de corrientes espurias o de modo común.

Ejecución de las siguientes inspecciones a los SPT:
- Condiciones generales de los conductores del sistema.
- Nivel de corrosión.
- Estado de las uniones de los conductores y componentes.
- Mediciones de resistencia de puesta a tierra con trazabilidad anual.
- Desviaciones de los requisitos respecto del nuevo pliego técnico de “Puestas a Tierra”.
- Documentar todos los cambios frente a la última inspección.
- Resultados de las pruebas realizadas.
- Registro visual.
- Rediseño o propuesta de mejoras del sistema de puesta a tierra si se requieren.
- Instalar camarillas de registro e inspección para medición de los SPT.

Utilizando instrumentos de alta gama y certificados en mediciones eléctricas de SPT, se pueden realizar diversos métodos de medición.

Los valores recomendados para la impedancia de un sistema de puesta a tierra, dependiendo del tipo de instalación se entregan en la norma IEEE Std 142-1991 (para subestaciones de plantas industriales, edificios e instalaciones comerciales). Asimismo, los cálculos necesarios para asegurar la exigencia del punto anterior se realizarán según las especificaciones de la norma internacional IEEE Std 80-2000 “IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding”.

En Chile, los SPT están regulados por las normativas eléctricas NSEG E.n. 5/71 (Electricidad; Norma de Corrientes Fuertes) y NCh Eléc 4/2003 (Instalaciones de Consumo en Baja Tensión).

Las industrias poco a poco van tomando mayor conciencia de la importancia de un buen mantenimiento de los SPT, ya que con dichos sistemas logramos un adecuado nivel de protección para las personas, instalaciones y a los equipos. También algunas empresas de auditorías de Seguridad Eléctrica NFPA 70E y compañías de seguros en nuestro país solicitan el respaldo y registro de mediciones de SPT, realizadas por un Instalador Eléctrico Autorizado S.E.C. (Superintendencia de Electricidad y Combustibles).


Artículo gentileza de José Luis González Riva, Sub Gerente Ingeniería y Desarrollo, COMULSA – CHILE, Instructor certificado para Avo-Training (filial de Megger), en temáticas de NFPA 70E y normas OSHAS de seguridad eléctrica en Industria y Subestaciones de Poder. Especialista en Seguridad Eléctrica. Email: jgonzalez@comulsa.cl
Junio 2017
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