Lyncole Latam Blog

Medición Resistencia Torres de Alta Tensión

28 noviembre, 2010
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Torres de alta tensión para la transmisión de energía necesitan BUEN aterramiento para evitar Critical Flash Over (CFO): “ruptura dielectrica” “descarga disruptiva” o “arco voltaico” critico. Es decir el CFO es la tensión a la que una descarga disruptiva se producirá la mitad del tiempo de un aislador.

Cuando un rayo cae sobre los cables de guardia de aterramiento, la energía del rayo está dirigida a la tierra por la torre. La práctica es hacer un buen aterramiento de la torre. Se conecta los cables de guardia a la torre. Así hay un buen aterramiento.

Cuando la resistencia a la tierra de los cables de guardia es demasiado alto, hay una buena probabilidad que el rayo va a favorecer saltar a una de las tres fases en vez de bajar a la tierra por el sistema de aterramiento. Por ejemplo si un rayo de 20.000 amperios encuentra 100 ohmios de resistencia a la tierra hay una potencia de 2.000.000 voltios que tiene que “pagar” para entrar la tierra. Si una fase está en 200.ooo voltios, “cuesta” menos saltar sobre el aislador para llegar a la fase y así a la tierra.  Por esta razón la industria suele especificar que la resistencia del pie de la torre sea alrededor de 10 ohmios. Algunas empresas de transmisión de energía quieren 5 Ohmios otras permiten 15-25 ohmios.

El problema es “¿como medir la resistencia del pie de la torre a la tierra sin desconectar los alambres de guardia?” Cuesta mucho tiempo para desconectar; sin desconectar la resistencia de la torre está compartido con los otros torres en paralelo.

La empresa AEMC tiene la solución. Es un juego de dos instrumentos AEMC 6472/6474.  Además el juego 6472/6474 puede hacer una serie de otras mediciones de aterramiento y resistencia de empalmes.  Con un proceso novedoso de medición, no tiene que desconectar los alambres de guardia para medir la resistencia de una torre.

Lyncole tiene experiencia en mediciones de resistencia. Además tenemos productos para aterramiento de torres de alta tensión que exigen baja resistencia a tierra, muchas veces menos que 10 ohmios.

Lycole Latina América
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Problemas de Aterramiento en CSP Afecta Seguridad del Pueblo

21 noviembre, 2010
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Centro de Seguridad Pública con Problemas de Aterramiento (Inglés)

El sistema de “9-1-1” (seguridad por medio de llamada) existe en muchos países. Se utilizan un centro donde llegan las llamadas de emergencia al marcar un número sencillo como “110” y muchos otros según el país. Una lista breve se encuentra en Wikipedia.

Tales llamadas llegan a un centro de llamadas especial, un Centro de Seguridad Público (CSP). En los EEUU hay más que 6100 de CSPs. En el caso mencionado arriba, el centro había sufrido daños por descargas atmosféricas cinco veces en cinco años.  Pidieron un asesoramiento por unos expertos en aterramiento. Su informe (traducido) dijo:  “...que el sistema del aterramiento del CSP no fue instalado por los dibujos de construcción con fecha del 3 de julio de 2003 y el Código Eléctrico Nacional 2002 (NEC).  Dijo que el sistema de aterramiento del CSP y del sistema de comunicación no fueron instalados por según la norma Motorola R56 ni  por la NEC del 2002.  Kanetzky estimaba el coste para la reparación del sistema entre $50.000 y $100.000 e indicó que el edificio sería apagado unas 12 horas mientras que se reparan.

Nuestras recomendaciones:

  1. Tener a mano las normas más reconocidas para aterramiento para edificios públicos incluyendo el estándar Motorola R56 y la NEC (norma de instalaciones eléctricas en varios países de América Latina).
  2. Buscar ingenieros capacitados y con experiencia en buen aterramiento. [En Bolivia entre otros: Protección Integral Eléctrica Electrónica]
  3. Exigir material de alta calidad con un sello de garantía como “UL” o semejante.
  4. Instalar su sistema de aterramiento según prácticas recomendadas. Por ejemplo “no echa carbón al pozo de electrodo” etc.

Lyncole América Latina
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Motorola R-56: Punto común de Aterramiento

9 noviembre, 2010
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La norma Motorola R-56: Standards & Guidelines for Communications Sites (Estándares y Directrices para Predios de Comunicaciones) es la norma más reconocida para predios, torres, edificios de comunicaciones en las Américas.

La norma tiene más de 500 páginas de detalles. Capítulo Cuatro es sobre Aterramiento Externo. El capítulo comienza con un discurso sobe la necesidad de unir todos los elementos de aterramiento en un solo punto: la barra equipotencial de aterramiento. Tenemos que traer cada elemento a tal punto común. Incluye:

  • Jabalinas y electrodos de aterramiento
  • Electrodos incrustados en concreto
  • Anillo de aterramiento del edificio
  • Anillo de aterramiento de la torre (si es separada del edificio)
  • Conductores de aterramiento: el neutro del transformador + alambre de protección (cable verde)
  • Conductor hacia las jabalinas de Sistema de Protección contra Rayos (los pararrayos)
  • Conductores radiales de aterramiento (contrapeso)
  • Alambres tensores de la torre
  • Barra de aterramiento de la torre
  • Revestimiento metálico del pozo (cuando esté menos de 8m del edificio)
  • Tubería metálica: agua y gas
  • Barra de aterramiento de equipos de telecomunicación
  • Cualquier objeto metálico expuesto como cercas, pasamanos

La unión de todos los elementos de aterramiento es imprescindible para la protección del edificio y el contenido de equipo de comunicaciones. Si deja una de las conexiones sin unir se puede provocar una diferencia en potencia durante un “evento” como la caída de un rayo sobre o cerca al predio. Tal diferencia de potencia va a buscar el punto más débil: normalmente los equipos de comunicaciones.

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¿Sal y Carbón para “mejorar” Aterramiento?

8 noviembre, 2010
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Suele común el problema de alta resistencia de los Sistemas de Puesta A Tierra (SPAT). Un diseño de aterramiento comienza con una medición de resistividad; después el ingeniero indica cuantas jabalinas o malla o la longitud de un anillo se necesita para lograr tal resistencia. Después de elaborar el SPAT se hace una medición de resistencia y encuentra (as veces) que es más alta que previsto. ¿Qué hacer?

Es común el uso de sal y carbón para mejorar la resistencia. Esto puede ser un error “fatal” para las jabalinas…..  Fatal en el sentido de acelerar la oxidación de las jabalinas especialmente jabalinas de acero. Acero es quimicamente más activa que varios otros metales. Por esta razón jabalinas de acero son bañados en cobre o galvanizados para tardar la oxidación inevitable. Es bien conocido que jabalinas galvanizadas se oxiden más rápido que jabalinas bañados por cobre. En ambos casos, si la jabalina de acero es clavada, el proceso de clavar hace unos rasguños en el bañado. Así el día de clavar una jabalina bañada comienza el proceso de oxidar.  Nuestra recomendación es cavar un pozo en vez de clavar la jabalina. O mejor es el uso de jabalinas de puro cobre.

Hemos visto el uso de sal y carbón en la mayoría de instalaciones de jabalinas. Varias normas NO recomiendan que la sal toca la jabalina. Sino que ponga “cerca” en el pozo. La verdad es que la sal va a “tocar” la jabalina una vez que el pozo se moja. Las sales más comunes para mejorar el SPAT son: sulfato de magnesio, sulfato de cobre, cloruro de calcio, cloruro de sodio (sal de mesa) y nitrato de potasio. Hay dos problemas con el uso de sal que no tiene que ver con la corrosión de la jabalina. 1) La sal va a filtrar con tiempo y la lluvia. Tiene que agregar sal para la vida del SPAT,  quizás dos o tres veces por año. 2) Varios países no permitan poner sal o otras químicas en pozos. Es una fuente de contaminación. Nuestra recomendación es usar sal con cuidado con jabalinas de cobre, no de acero.

El carbón es mucho más problemático. Hay normas que prohiben el uso de carbón para aterramiento. La razón: carbón no es puro “carbón” (el elemento). El proceso de quemar material vegetal es que nunca es completo. Siempre hay rastros de otras químicas. Especialmente notable son los sulfatos que siempre dejan sus trazas. Aunque pequeñas, tales trazas combinan quimicamente con el acero. El resultado es la oxidación rápida de las jabalinas de acero. Dependiendo de qué sal, la humedad, el suelo y cuanto carbón la combinación de sal + carbón + acero+humedad  puede resultar en la desaparación de la jabalina en pocos años. Peor es que la jabalina no es visible: no sabe cuanto de su jabalina esté en contacto con el suelo.

 

 

 

 

 

 

Jabalina de acero oxidado

Nuestras recomendaciones:

  • El uso de jabalinas de puro cobre
  • Cavar un pozo en vez de clavar una jabalina de acero
  • Evitar el uso de sal
  • Nunca usar carbón
  • Uso de otros rellenos como bentonita
  • Uso de electrodos electrolíticos

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Esquemas de Conexión a Tierra

7 noviembre, 2010
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El tema de aterramiento as veces parece ser un tema muy limitada. Estamos hablando de hacer una conexión a la tierra. ¿Que puede ser más simple que meter un cable a la tierra?

La verdad es que el tema es muy ancho y puede ser complicado. La complicación primera es la gran variedad de hacer conexiones a la tierra para instalaciones de luz. Un resumen general se encuentra en Wikipedia en la entrada sobre Conexiones Eléctricas a la Tierra.

En América Latina se encuentra ambos las esquemas TT y TN-S / TN-C-S. La norma TT es tal vez lo más utilizado en el mundo. Es dominante en Europa. Los esquemas TN-S / TN-C-S, especialmente el TN-C-S son mejor conocidos en las Américas. La norma NFPA-70 (conocida como la “NEC”) reconoce el TN-C-S como el mejor forma de proteger vida. La NEC viene de los EEUU; ya está reconocida en México, Puerto Rico, Costa Rica, Peru y otros países.

La larga experiencia con el esquema TN-C-S es que protege mejor contra fallas potencialmente fatales de aparatos metálicos. Cuando un cable interno de un aparato toca el chasis metálico, hace que el chasis está energizado. Al tocar tal chasis (tostadora, maquina de lavar, plancha, microonda, etc) el usuario puede ser electrocutado. Con la esquema TN-C-S el chasis del aparato está conectado al alambre de protección (“CPE: Conexión Protective Earth” o “alambre verde”). Esto hace un corto circuito entre la fase (energizada) y neutro en el punto común. La norma indica que el punto común entre el CPE (“cable verde”) y el neutro sea en un solo punto, el tablero principal.

Todos los esquemas exigen una conexión a la tierra del transformador por lo menos. La NEC exija un máximo de 25 ohmios. Cada aplicación, cada aparato especial puede tener otra requisito de resistencia a tierra.  Para mayor información o una consulta, contáctenos en info@lyncole-latam.com

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Electrodos incrustados en hormigón

2 noviembre, 2010
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En este blog vamos a hablar de varias formas de elaborar el sistema de aterramiento. Nuestra experiencia y recomendación es que el sistema de aterramiento para proyectos de alto valor deben incluir varios elementos.

Hoy hablamos del uso del concreto en contacto con la tierra. Normalmente tal concreto forma parte de la fundación del edificio. Cuando no hay una barrera entre el concreto y la tierra (plastico, alquitrán o otro material impermeable) podemos aprovechar de la área grande de contacto. La norma NEC (NFPA-70; Norma de Instalaciones Eléctricas) permite el uso de electrodos incrustados en el hormigón. Tal norma indica que

  • El contacto entre los fierros y/o cobre tiene que ser 6 metros o más
  • El conector entre el sistema de aterramiento y los electrodos de fierro tiene que ser adecuado para incrustarlo en el concreto o sea por soldadura exotérmico. Nuestra recomendación es el uso de soldadura exotérmico.
  • Los fierros tienen que ser de 1/2 pulgadas (13mm) o más diámetro. Nuestra recomendación es soldar unos fierros para formar una malla eléctrica.
  • El cobre (si usa) tiene que ser de un grosor de #4AWG (21 mm2). Nuestra recomendación es el uso de ambos los fierro y cobre.
  • Atención: el sistema de pararrayos tiene que tener su propio aterramiento. Los electrodos incrustados NO deben ser los únicos electrodos para los pararrayos. Se una todos los electrodos de aterramiento en un solo punto (barra de aterramiento) incluyendo electrodos incrustados.

La recomendación nuestra y de la varias normas es siempre elaborar su sistema de aterramiento con elementos / electrodos múltiples. El uso de electrodos incrustados es un elemento para mejorar su sistema de aterramiento.

Lyncole América Latina
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