UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCION

FACULTAD DE INGENIERIA

Laboratorio

De

Mediciones Elctricas

Experiencia N 2

Medicin de Resistencia de PAT

Integrantes:

Hugo Enrique Gonzlez Gins 4.339.796 __________ Jos M. Bentez Medina 2.480.784 __________ Martin Nicols Gallas Rojas 3.981.653 __________ Rodney Adalberto Sarubbi Jacks 3.445.400 __________ Her Alexis Caballero Gmez 4.365.999 __________ Julin H. Caballero Vargas 4.348.515 __________

Sexto Semestre

San Lorenzo

2013

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ndice

1. Introduccin .. .3 2. Objetivos....4 3. Alcance.. 4 4. Marco Terico.. 5 4.1. Definiciones.. 5 4.2. Abreviaturas.. 6 5. Generalidades.... 6 6. Mtodo de la cada de potencial.... 7 6.1. Procedimiento.. 7 6.2. Anlisis de Resultados... 8 7. Mtodo de la pendiente... 10 7.1. Procedimiento... 10 7.2. Anlisis de Resultados... 11 9. Conclusin........ 12 10. Bibliografa.. 13

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Introduccin

La puesta a tierra es una unin de todos los elementos metlicos

que, mediante conductores, conectores, jabalinas, placas interconectadas

generalmente rodeadas por la tierra, permite la desviacin de corrientes

de falta o de las descargas de tipo atmosfrico, y consigue que no se

pueda dar una diferencia de potencial peligrosa en los edificios,

instalaciones y superficie prxima al terreno.

Las principales funciones de una puesta a tierra son, primeramente,

garantizar condiciones de seguridad y permitir a los equipos de proteccin

despejar rpidamente las fallas. Luego, deben servir de referencia al

sistema elctrico, conducir y disipar las corrientes de falla con suficiente

capacidad y adems eliminar ruidos elctricos.

En esta experiencia pretendemos entender mejor el funcionamiento

y las caractersticas de la puesta a tierra. As tambin deseamos

comprender la utilidad de la puesta a tierra analizando la resistividad la

tierra que se presenta en las cercanas de la misma puesta a tierra.

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Objetivos

El objeto de este procedimiento es establecer los criterios tcnicos

que han de seguirse en la realizacin sistemtica de las medidas de

la resistencia de las instalaciones de puesta a tierra mediante el uso

del telurmetro.

Alcance

Es aplicable a las experiencias de medicin de Resistencia de PAT, a

realizar con los instrumentos del laboratorio de Electrotecnia de la

FIUNA, pudiendo ser realizado en las inmediaciones del laboratorio.

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Marco Terico

Puesta a Tierra:

Es el conjunto de conductores, electrones, jabalinas, placas

interconectadas entre s rodeados por la tierra u otro elemento (gel) que

sirve para derivar a tierra las corrientes que sea inyectadas a l.

Funciones y objetivos

1) Limitar las diferencias de potencial que pueden presentarse en un

momento dado entre las estructuras metlicas y la tierra.

2) Posibilitar la deteccin de los defectos a tierra y hacer actuar las

proyecciones, eliminando o disminuyendo el riesgo de accidentes a

las personas.

3) Limitar las sobretensiones transitorias debidas a la operacin de

interruptores debida a descargas atmosfricas.

Con la puesta a tierra cubren los siguientes objetivos:

Seguridad de las personas.

Proteccin de las instalaciones.

Mejora de la calidad del servicio.

Establecimiento y permanencia de un potencial de referencia.

La resistividad del suelo depende de:

Tipo de suelo.

Cantidad de sales solubles y su concentracin.

El estado higromtrico.

La temperatura.

La granulometra

La compacidad.

Factores que influyen en la RPAT.

1) La resistividad del suelo ( es el ms influyente de entre todos los

factores)

2) La resistencia de contacto entre el electrodo y el suelo.

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3) La resistencia del conductor que conecta el electrodo de tierra, al

sistema que debe conectarse a tierra.

4) La resistencia de unin entre el conductor y el electrodo.

Abreviaturas

RPAT: resistencia puesta a tierra

C: electrodo de corriente

P: electrodo de potencial

E: electrodo de prueba (fijo)

Generalidades

Para medir la resistividad del suelo se requiere de un telurmetro.

Los aparatos de mayor uso, de acuerdo a su principio de operacin,

pueden ser de 2 tipos: del tipo de compensacin de equilibrio en cero y el

de lectura directa.

Los telurmetros deben inyectar una corriente de frecuencia que no

sea de 50 Hz, generalmente funciona a batera (CC) para evitar se midan

voltajes y corrientes que no se deban al aparato sino a ruidos elctricos.

Por ejemplo, si estamos cerca de una subestacin o de una lnea en

servicio, y vamos a realizar mediciones de resistividad y resistencia de

tierra, con un aparato de 50 Hz, dichos sistemas van a inducir corrientes

por el suelo debido a los campos electromagnticos de 50 Hz y darn una

lectura errnea.

De igual manera sucede cuando los electrodos de prueba estn mal

conectados o tienen falsos contactos, darn seales falsas de corriente y

voltaje. Si hay corrientes distintas a las que envi el aparato, ste leer

otras seales de voltaje y corriente que no son las adecuadas.

Los telurmetros son analgicos o digitales y deben contener 3

carretes de cable calibre 14 AWG normalmente. Para enrollamiento

rpido se recomienda construir un sistema devanador que permita reducir

el tiempo de la medicin. Tambin traen 3 electrodos de material con la

dureza suficiente para ser hincados en la tierra con marro. Son de una

longitud aproximada de 30 cm y un dimetro de 12 mm. Adems de lo

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anterior se hace necesario contar con una cinta no metlica de 50 m

aproximadamente.

Los telurmetros tienen cuatro terminales, 1 de corriente (C) y 1 de

potencial (P) y 1 de prueba (E) estn numerados en el aparato C P E. Los

telurmetros deben estar certificados y probados en el campo con una

resistencia antes de realizar las mediciones.

Mtodo de la Cada de Potencial

Procedimiento

Este mtodo ser utilizado para la mayora de los electrodos de tierra, y

no se utilizar cuando los electrodos de prueba cubran una gran rea.

1. Conectar el electrodo bajo prueba a los terminales C1 y P1.

2. Llevar la pica de corriente (C) tan lejos como sea posible del

electrodo bajo prueba (E). Conectar esta pica al terminal C2 del

medidor de tierras.

3. Llevar la pica de potencial (P) a mitad de camino entre E y C, sobre

la recta que les une. Conectar el cable de esta pica al terminal P2 del

medidor de tierras.

4. Realizar la medida, siendo sta la resistencia R1.

5. Poner la pica (P) a una distancia igual al 40% de EC desde E y tomar

una segunda lectura, (R2).

6. Poner la pica P a una distancia igual a 60% de EC desde E, y tomar

una tercera lectura (R3).

7. Calcular el valor medio de R1, R2 y R3 (R media).

8. Restar a R3 el valor medio y expresarlo como un porcentaje de la R

media.

9. Si el porcentaje es 1,2 veces ms pequeo que la precisin

requerida del resultado, entonces la R media puede ser tomada

como la resistencia de tierra, con esta precisin.

10. Si esto no es as, entonces se coloca C ms lejos de E, o usar el

mtodo de la pendiente.

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Anlisis de los Resultados

EC [%] D [m] R[]

20 2.6 R1=590

40 5.2 R2=590

60 7,8 R3=590

D[m] R[]

0,0 0,0

0,5 500

1,0 550

1,5 560

2,0 580

2,5 590

3,0 590

4,0 590

5,0 590

6,0 590

7,0 590

8,0 590

8,06 590

9,0 590

10,0 600

11,0 600

12,0 620

13,0 -

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En la medicin de la resistencia a la distancia del 62% se obtuvo el

valor esperado respecto a las otras mediciones en sus proximidades,

entonces la Resistencia de PAT obtenida 590.

La resistencia media es R media = 590

Por lo que la diferencia R 3 - R media = 0 y error = 0 %

Como el porcentaje (0%) es menor que 1,2 veces la precisin

requerida del resultado, entonces:

R tierra = R media = 590

En el grfico se puede apreciar como es la variacin de la

resistencia, y como se mantiene constante en un tramo de la curva, lo que

se puede concluir que la distancia d = 13 [m] fue suficiente para poder

apreciar las caractersticas de dicha curva.

A pesar de las dificultades del terreno, como tambin la dificultad

del clima, por lo que el valor final de la resistencia, puede no ser del todo

aceptable.

Regla del 62%

Si se conoce el centro elctrico del electrodo, se puede realizar la

medida situando el electrodo P, al 62% de EC desde E, valiendo la medida

obtenida como resultado aproximado. En la realidad, como se desconoce

el centro elctrico, no se puede aplicar este mtodo.

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Mtodo de la pendiente

Procedimiento

Si el mtodo de la cada de potencial falla por no dar suficiente precisin,

el mtodo de la pendiente, utilizado mayormente para sistemas de

electrodos que cubren una gran rea, podr ser utilizado.

1. Conectar C1 y P1 al electrodo bajo prueba, como en el mtodo

anterior.

2. Tomar lecturas situando la pica P a las distancias: 40%, 50% y 60%

desde el electrodo E. Estas lecturas son R1, R2 y R3

respectivamente.

Para mayor exactitud se pueden hacer medidas al 90%, 80% y 70%

de EC, obteniendo tambin los valores R1, R2 y R3. Los valores R1,

R2 y R3 son similares a los hallados en el primer mtodo (cada de

potencial), sin embargo, ahora los valores en lugar de

promediarlos, hallaremos el valor . 3. Clculo de :

4. Multiplicar PT/C por EC y obtener la distancia EP. (Para el valor de

aparece un valor de PT/C en las tablas del Dr. TAGG). 5. Poner la pica de potencial a la distancia EP hallada, y tomar la

lectura. Esta lectura es la resistencia de tierras del electrodo bajo

prueba, y ste ser el resultado.

6. Repetir el procedimiento variando EC.

Comparar los resultados de las dos pruebas.

Seguridad

Es prudente que el electrodo bajo prueba no est en conexin con el

sistema que protege, puede ser peligroso en caso de fallo.

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Anlisis de los Resultados

El valor de EC es 13m, para =1 se obtiene un valor de

PT/C igual a 0,541 (tabulado).

Luego: .

La resistencia de PAT obtenida es de: 180

Analizando la variacin de la resistencia en funcin de la distancia,

para valores situados a 20%, 40% y 60% nos indica un aumento de la

resistencia de puesta a tierra a medida que nos alejamos del Registro de

medicin.

El mtodo se justifica justamente para cubrir un rea determinada,

lo cual dificulta ya que las condiciones no eran ptimas, ya sea por el clima

hmedo o por las condiciones del terreno,

D(m) R()

0,0 0,0

0,5 140

1,0 150

1,5 160

2,0 160

2,5 160

3,0 160

4,0 170

5,0 170

6,0 180

7,0 180

8,0 180

9,0 180

10,0 190

11,0 200

12,0 280

13,0 -

D(m) R()

2.6 R1= 160

5.2 R2= 170

7,8 R3= 180

= R3-R2

R2-R1

= 1

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Conclusin

Gracias a esta experiencia aprendimos ms sobre la importancia de las

instalaciones de puesta a tierra, y los objetivos y los factores que se deben

tener en cuenta cuando se realizan las mediciones.

En la prctica del trabajo logramos apreciar lo que es la medicin de la

resistencia de puesta a tierra, aprendimos a manejar los instrumentos

para realizar las diferentes mediciones y logramos observar y verificar que

se cumple todo lo estudiado en la teora.

Podemos concluir que el trabajo realizado fue exitoso ya que, los

resultados obtenidos en las mediciones coinciden con los resultados

tericos que se tiene para las condiciones dadas.

Bibliografa

Apuntes de clase

Gua de trabajo