Diseño de sistema de puesta a tierra
Procedimiento de diseño
El diagrama de bloques de la Figura muestra la secuencia de pasos para diseñar la malla a tierra.. A continuación se describe cada uno de los pasos del procedimiento:
Paso 1: El mapa del terreno y el plano de ubicación general de la subestación debe proporcionar una buena estimación del área a ser conectado a tierra. Un estudio de resistividad del suelo, que se describe en la cláusula 13, determinará el perfil de resistividad del suelo y el modelo de suelo necesario (es decir, uniforme o modelo de dos capas).
Paso 2: El tamaño del conductor determinado por las ecuaciones dadas en 11.3. La corriente de falla 3I0 debe ser la máxima corrientes de falla que se prevé a futuro que se llevará a cabo por cualquier conductor del sistema de puesta a tierra, y el tiempo, tc, debe reflejar la duración máxima del tiempo de despeje posible (incluido el de respaldo).
Paso 3: Las tensiones de toque y de paso tolerable están determinadas por las ecuaciones dadas en 8.3 y 8.4. La elección del tiempo, ts, se basa en el juicio del ingeniero de diseño, con la orientación de 5.2 – 6.3.
Paso 4: El diseño preliminar deberá incluir un conductor perimetral que rodee el área de puesta a tierra completa, además de los adecuados conductores cruzados para proporcionar un acceso conveniente a los aterramientos de los equipos, etc. Las estimaciones iniciales de la separación del conductor y la ubicación de la barra de tierra deben basarse en la corriente IG y el área que está siendo puesta a tierra.
Paso 5: La estimación de la resistencia preliminar del sistema de puesta a tierra en el suelo uniforme puede ser determinada por las ecuaciones dadas en 14.2 y 14.3. Para el diseño final, estimaciones más precisas de la resistencia puede ser deseada. Un análisis por computador basado en el modelado de los componentes del sistema de puesta a tierra en detalle puede calcular la resistencia con un alto grado de precisión, suponiendo que el modelo de suelo se elige correctamente.
Paso 6: La corriente IG está determinada por las ecuaciones dadas en la cláusula 15. Para evitar sobredimensionar el sistema de puesta a tierra, sólo la parte de la falla de corriente total, 3I0, que fluye a través de la malla remota a tierra se debe utilizar en el diseño de la malla. La corriente IG debería, sin embargo, reflejar la peor tipo de falla y su ubicación, el factor de decremento, y cualquier expansión futura del sistema.
Paso 7: Si la GPR del diseño preliminar está por debajo de la tensión de toque tolerable, ningún análisis adicional es necesario. Sólo lo requiere el conductor para proporcionar acceso a la tierra de los equipos.
Nota: Margen de Potencial de Tierra (GPR) = corriente máxima de la malla por la resistencia de la malla
Paso 8: El cálculo tensión de malla y tensiones de paso de la red según el diseño puede hacerse mediante técnicas de análisis aproximadas descritas en 16,5 para suelo uniforme, o por las técnicas de análisis más precisas de computadora, como se demuestra en 16,8. Nuevas discusiones de los cálculos están reservadas para esas secciones.
Paso 9: Si la tensión de la malla calculada es inferior a la tensión de toque tolerable, el diseño puede estar completo (ver Paso 10). Si la tensión de la malla calculada es mayor que la tensión de toque tolerable, el diseño preliminar debe ser revisado (véase el paso 11).
Paso 10: Si los cálculos de las tensiones de toque y de paso están por debajo de las tensiones tolerables, el diseño sólo necesita las mejoras necesarias para facilitar el acceso a la tierra de los equipos. Si no, el diseño preliminar debe ser revisado (véase el paso 11).
Paso 11: Si bien las tensiones de paso o de toque superen los límites tolerables, la revisión del diseño de la malla es necesaria. Estas revisiones pueden incluir reducir las distancias entre conductores, adicionales tomas de tierra, etc. Más discusiones sobre la revisión del diseño de la malla para satisfacer los límites de las tensiones de paso y de contacto se dan en 16.6.
Paso 12: Después de que cumplan los requisitos de tensiones de paso y de toque, malla adicional y tomas de tierra pueden que sean necesarios. Los conductores de la malla adicional pueden ser necesarios si el diseño de la rejilla no incluye conductores cerca de equipos para ser conectados a tierra. Las tomas de tierra adicional puede ser requerida en la base de pararrayos, neutros de transformadores, etc. El diseño final también debe revisarse para eliminar los potenciales de transferencia peligrosos y los riesgos asociados con las zonas especiales de preocupación
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