ELECTRODOSDECONEXI NATI ERRAI DEALESELECTRODOS DE TIERRA1. Electrodos de conexin a tierra ideales:El presente apunte pretende descri bi r l as propi edades ms rel evantes uecaracteri !an a l os el ectrodos de conexi n a ti erra i deal es" ori entado alcl cul o de l a resi sti vi dad de l os suel os" l a resi stenci a a ti erra de mal l ast# pi cas$susdi versasapl i caci ones% Entendemospor el ectrododeconexi nati erraauncon& untodeconductoresdemu$ba& aresi stenci apropi a'cobre" (i errouotrosmetal es$el ementosdeba& a resi sti vi dad)" i nterconectados entre s# " soterrados $ en contactoel *ctri codi rectoconel materi al del cual est+ormadoel suel o, conel ob& etodeuti l i !ar LaTi erracomoel emento+# si coconductor decorri entesel *ctri casentrepuntosdi stantes%El concepto de i deal " sere- ere ael ectrodos" deresi stenci apropi a nul a 'odespreci abl e)" cu$a .eometr# a corresponde a cuerpos de si metr# a a/i alre.ul ar" como es+eras" conos o ci l i ndros" entre otros" $ di versascombi naci ones de cuerpos .eom*tri cos" i nterconectados entre s# " de talmanera ue +ormen un con& unto o 0mal l a1 de el ectrodos de si metr# a a/i alre.ul ar% Con este ti po de el ectrodos i deal es el campo el *ctri co resul tante"as# como l a .eometr# a de l as super- ci es eui potenci al es .eneradas a sual rededor" sepuedendetermi nar matemti camenteconrel ati va+aci l i dad" l oue permi te i nte.rar l as respecti vas ecuaci ones representati vas de l aresi stenci a a ti erra%Dado ue en l os metal es $ el ementos conductores l as car.as el *ctri casl i bres e/i stentes ensui nteri or no encuentran resi stenci a para moverse" alrepel ersemutuamente" mi .ran(aci al assuper- ci ese/teri oresmsdi stantesdel centro" di stri bu$*ndosepor l asuper- ci ee/teri or (astaueseestabl eceun eui l i bri o ener.*ti co entre el l as% La super- ci e se trans+orma en unasuper- ci eeui potenci al %Ernest o2i anc(i Sout er 3.i na4 456 576 8549ELECTRODOSDECONEXI NATI ERRAI DEALES2. Concepto de resistencia y conductancia de un cuerpo irreular:La resi stenci a el ctri caRes" por de- ni ci :n" l a di +erenci a de tensi :n poruni dad de corri ente ue es necesari o apl i car entre dos super- ci es de uncuerpoparaueentreel l asci rcul eunacorri enteel *ctri ca% Anl o.amente" l a conductanci a el ctri caGes l a corri ente por uni dad detensi :nueci rcul aentredossuper- ci esdeuncuerpocuandoentreel l asseapl i ca una di +erenci a de tensi :n% Corresponde al val or rec# proco de l aresi stenci a el *ctri ca%Se.;n l a Le$ de O(ml a resi stenci a el *ctri ca o l a conductanci a uedande- ni dasporW)" del ami smal on.i tud" ti eneunai nductanci adel ordende!1=340?%Si nembar.o" l ai nductanci adel cabl etendr e+ectosol oenl amedi daueseencuentremu$al e& adodel atorre" l oueesi mpracti cabl e% Al estar adosadoamu$pocadi stanci adel atorresecomportacomosi +ormara partedeel l a" esdeci r" es como si no e/i sti era% Eemos entonces ue l a ma$or parte de l adescar.a tomar l aruta del aestructura del atorre% Nos resul ta por l otantoevi dente" uel aprcti cadea.re.arcabl esdecobredesnudos" separadosdel atorreporsi mpl es ai sl adores de111=mm?" esi n;ti l % Lo ue i nteresa pri nci pal mente es di sponer de ci rcui tos de descar.a cu$ai nductanci aseal omsba& aposi bl e% Conesteob& etol oscabl esdecone/i :nueunen l as patas de l as torres l a mal l a de ti erra" deben ser l o ms di rectosposi bl es" si n curvas ni cambi os de di recci :n% 3or esta mi sma ra!:n ei ndependi entementedel val or del aresi stenci a:(mi cadel amal l adeti erra" l amal l a debeconstrui rseba& odel atorre%Lascon- .uraci ones mse- cacesparaestosprop:si tos sonl asmal l as del ti poradi al estrel l adas" conunabarraverti cal encadabi +urcaci :n$enl as puntas%Lai nductanci a deesteti podecon- .uraci ones es muc(o menor uel adel asmal l as del ti po reti cul ado% En e+ecto" l as mal l as de ti erra del ti po reti cul ado"debi dopreci samenteasuscuadr# cul as" presentanmuc(oma$oresi nductanci asuel as radi al es% 3or estara!:n" por mu$ba& aresi stenci aati errauepuedantener no necesari amente son l as ms apropi adas para conduci r descar.asatmos+*ri cas% En l a - .ura ND I se muestra un esuema radi al estrel l adocaracter# sti co% Fi guraN4Ernest o2i anc(i Sout er 3.i naIK 456 576 8549ELECTRODOSDECONEXI NATI ERRAI DEALESEn l o ue respecta al rea de protecci :n de l os pararra$os de al tura"actual menteseapl i cal anormabasadaenel esuemadi bu& adoenl a- .uraND9" enel cual sesuponeueel readeprotecci :nestl i mi tadaal asuper- ci edeunaes+eradenomsde46=m?deradi o'1518 =pi es?)apo$adaenl ac;spi dedel pararra$os" di stanci aal acual esmu$probabl euepuedasal tar l ac(i spa%Esta norma esta basada enl a teor# a de ue el campo el *ctri co .enerado poruna nube es" apro/i madamente" es+*ri co 'Ci .ura ND 4)% Se conoce como l ateor adel a-ol arodante'0rol l i ng-al l t,eor09)%

45=m?Fi guraN5 Al (acer rodar l abol a" si mul andoel despl a!ami entodel asnubes" el mantodesusuper- ci evadi bu& andol asreas ueuedanprote.i das% Cual ui er esui nao e/tremo de l os edi - ci os" ue eventual mente pudi eran no uedar ba& o estemanto de protecci :n" ti ene l a posi bi l i dad de captar descar.as debi do"preci samente" auesudi stanci aal centrodel anubepuedeser menor uel aue establ ece el c;spi de del pararra$os% Cuando esto ocurre es necesari oa.re.ar puntas de pararra$os en l os e/tremos opuestos e/teri ores de l osedi - ci os" de manera ue l a es+era de i nJ uenci a ruede por enci ma de l aspuntas% Enel di bu& odel a- .ural aconstrucci :nmspeueFauedaprote.i daba& oel manto$" en cambi o" l amsal ta ti eneuna esui nadesprote.i da%b) Si stemas deti erradesti nados aprote.er al aspersonas $l asi nstal aci onespor+al l asdeai sl ami entoati erra %Cuando se produce una +al l a a ti erra" ci rcul an corri entes de +recuenci anormal por l a super- ci e% Dado ue l a resi stenci a del suel o es rel ati vamenteal ta" l as ca# das de tensi :n super- ci al es entre pasos pueden l l e.ar a sersu- ci entementeal tascomopararepresentarunpel i .ro" especi al menteparal osoperari os ue transi tan por el l u.ar ' tensi n de paso)% En l a - .ura ND K sedescri beesuemti camenteestasi tuaci :n%DUrI#Ernest o2i anc(i Sout er 3.i naIL 456 576 8549ELECTRODOSDECONEXI NATI ERRAI DEALES

. ur Ur p% Fi guraN6 Ladi +erenci adetensi :npor metrol i neal ur" .eneradapor l aci rcul aci :ndel acorri ente de +al l a I#" .enera una di +erenci a de tensi :n DUrentre l os pi es deloperari o" proporci onal a l a corri ente" a l a l on.i tud pde sus pasos $ a l aresi sti vi daddel suel o%Al construi runamal l adeti erracuadri cul adadeba& odel asuper- ci e" el suel osetrans+ormaenunasuper- ci eeui potenci al $" porl otanto" l asca# dasdetensi :nsuper- ci al es por metro l i neal se reducen prcti camente a cero% Las personaspuedencami narsi npel i .roporel terrenode l as subestaci ones%Cuando l as tensi ones presentes son mu$ el evadas en al .unos di seFos sea.re.anpl acasdecobresuper- ci al es" conectadasal amal l adeti erra" entodosauel l os puntos o l u.ares en donde el personal debe pararse para mani pul ardi sposi ti vos deoperaci :n'desconectadotes deacci :nmanual " por e& empl o)% Alpararse el operari o sobre estos pi sos de cobre ti enen l a certe!a de ue l aseventual estensi onesdepaso sern" prcti camente" nul as%Adi ci onal mentetodas l aspartesmetl i casdel asestructuras $carcasas del oseui posel *ctri cosdebenconectarseal amal l adeti erra" detal manerauel aseventual es corri entes de +u.a debi das a +al l as del materi al ai sl ante secondu!candi rectamenteal amal l adeti erra" evi tando" as# " ueci rcul enpor l asuper- ci edelsuel o%Dado ue l as corri entes de +al l a ti enen l a +recuenci a normal del si stemael *ctri co'956 K5X!)" l acorri entede+al l auedadetermi nadaporel val ordel aresi stenci a a ti erra del si stema$noporsui nductanci a%En el cap# tul o si .ui ente se e/ponen vari os m*todos para cal cul ar l ascorri entes de +al l a" l as resi stenci as a ti erra de di versas con- .uraci ones $"tambi *n" l astensi onesde paso%c) Si stemas de ti erra especi al es para tel ecomuni caci ones desti nados asumi ni strarsuper- ci es $conductores eui potenci al es deba& ai mpedanci a =: +D1 =: +D2 =: +D3+u-estaci ones dedi stri -uci nFi guraN"'Normal ment eest et i podeel ect r i - caci onesseapl i canasi st emasdemedi at ensi :nt r i + si cosde4G" 8= &? :8G= &? " cu$ot r ans+ ormador pr i nci pal " i nst al adoenl assubest aci onespr i nci pal esdepot enci a" t i enen su enrol l ado secundar i o en est rel l a" con su neut ro conect ado a t i err a" deacuerdoal osdi a.r amasdel as- .ur as% Lat ensi :nat i err a' oal neut ro) correspondeaL% K84= &?:4G% 8LN= &? " respect i vament e%Los t r ans+ ormadores de di st r i buci :n se const r u$en par a di ver sas pot enci as" son del t i po0bot el l a1 o0moc(i l a1" i nst adosenl ospost esdemedi at ensi :n% Susenrol l adospr i mar i ost i enenunsol oai sl ador deal t a' 0bus(i n.1) " consuneut ro$ carcasaconect ados s:l i dament eat i err a%Losenrol l adossecundar i osde8G4= &? " t i enendosai sl adores, unopar al a+ ase$el ot ropar aelneut ro el cual " de acuerdo a l as re.l ament aci ones vi .ent es" debe conect ar se a una t i err a deser vi ci o' TS) % 13? 211= &? :endi dodemedi at ensi n' 77 6= &? 137 3= &? )Di st r i -uci nnor mal en-a@ at ensi nmono# 6si ca231= &?7? 621= &?2= /? 11= /? 9= /?:+1 :+2:+3 =:+> =:+D =:1=:2 =:3Fi gur aN".Comosepuedever " enest os si st emas deel ect r i - caci :n e/i st en t res t i pos demal l as det i err adi + erent es< Lamal l adel asubest aci :npr i nci pal depot enci a' =:+>) " l adel assubest aci onesdedi st r i buci :n ' =: +D) $ l as mal l as de t i err a par a l a t i err as de ser vi ci o i ndi vi dual es de cadaempal medeba& at ensi :n' :+) %Cuandol osconsumosueabast ecel asubest aci :npr i nci pal soneui l i br ados" l acorr i ent eenelneut ro es m# ni ma $" por l o t ant o" por l a mal l a de t i err a no ci rcul a corr i ent e% Si n embar.o" l onormal es ue (a$a deseui l i br i os% De acuerdo a l as normas $ condi ci ones del si st ema dedi st r i buci :n" l os pro$ect i st as deben consi der ar " por e& empl o" ue por l a mal l a de t i err a de l asubest aci :npr i nci pal depot enci aci rcul ar l ami t addel acorr i ent enomi nal %3ar a un t r ans+ ormador de 955 = &'? " l a corr i ent e nomi nal en medi a t ensi :n es de 84" N = '? :48" K= '? " se.;nuel at ensi :nnomi nal t r i + si casea4G" 8= &? :8G= &? " respect i vament e% 3or l ot ant o, l os pro$ect i st as deber # an consi der ar ue por l as mal l as de t i err a de l a subest aci :npr i nci pal ci rcul ar n" al omenos" 45= '? :K= '? %Lascorr i ent es uedeber nasumi r l asmal l asdet i err adel assubest aci onesdedi st r i buci :n" encambi o" deben consi der ar el 455 Sde l a corr i ent e nomi nal % Consi der ando" por e& empl o" unasubest aci :npr i vadadeG5= &'? " l acorr i ent enomi nal uedebesopor t ar l amal l adet i err aesdeG" NI= '? :8" 8K= '? " se.;nuel at ensi :nmono+ si caat i err aseadeL% K84= &? :4G% 8LN= &? %Ernest o2i anc(i Sout er 3.i na95 456 576 8549ELECTRODOSDECONEXI NATI ERRAI DEALESEl val or del aresi st enci aat i err adeest asmal l asdebecal cul ar sedemaner auel asca# das det ensi :nt ot al es enel si st emademedi at ensi :nsemant en.andent rodel osl # mi t esest abl eci dospor l as normas de cal i dad de l os ser vi ci os de sumi ni st ro el *ct r i co< 3or e& empl o, _8" 9 S% Lai mpedanci at ot al uedebeconsi der arsepar ael cl cul odel asca# dasdet ensi :n" debei ncl ui r l ai mpedanci a de l as subest aci ones" l a i mpedanci a de l a l # nea a*rea ' o subt err nea) $ l asresi st enci as a t i err a de l a mal l a de t i err a de subest aci :n pr i nci pal a l a de l a subest aci :n dedi st r i buci :n%Las mal l as det i err a par a l as t i err as deser vi ci o i ndi vi dual es ' TS) pr ct i cament e no conducencorr i ent es%Ernest o2i anc(i Sout er 3.i na94 456 576 8549