Labo Nº4 Telurometro - Nota: 13 PDF

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Se llego realizar las medidas del pozo a tierra de la facultad de eléctrica y electrónica y se obtuvieron varios dato y se analizo....

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Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRONICA ESCUELA: ING. ELÉCTRICA CURSO: METROLOGÍA ELÉCTRICA LAB#3: TELUROMETRO PROFESOR: ING. SOLIS FARFAN ROBERTO INTEGRANTES:       

FLORES JIMENEZ RICARDO HUAYTA VALDIVIA LISSET JESUS RIMACHI KAREN MEJIA ALCA JAIR NUÑEZ FERNANDEZ DAVID SOLIS QUISPE ROSMERY TAPIA RAMIREZ JULIO CESAR MARTIN

2018

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Telurómetro

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EL TELUROMETRO I.

OBJETIVOS  



II.

Conocer las características, partes y maniobra del telurómetro. Comprobar el estado físico operativo del sistema de puesta a tierra, a través de la medición de la resistencia de cada uno de los pozos de puesta a tierra. El objetivo de este procedimiento es establecer los criterios técnicos que han de seguirse en la realización sistemática de las medidas de la resistencia de las instalaciones de puesta a tierra.

FUNDAMENTO TEÓRICO

El telurómetro es un instrumento que nos permite realizar la medición de un sistema de puesta a tierra tanto en parámetros de voltaje y resistencia, para comprobar el correcto funcionamiento siendo así el principal indicador del estado mismo. En la aplicación telurómetro Existen dos parámetros importantes que se aplica para diseñar o efectuar el mantenimiento de un sistema de puesta a tierra:  La resistencia de la puesta a tierra de subestaciones, redes de distribución eléctrica de energía , instalaciones domestica e industriales , pararrayos ,etc. ( medida en ohm)  La resistencia del terreno ( medida en ohmios metros ) El telurometro es un instrumento de medición muy fácil de operar, consta de tres cables: Verde, Amarillo y Rojo, donde cada cable se conecta a un puntal o estaca clavada en el suelo mediante una pinza de cocodrilo. El cable de color verde va conectado al borne o terminal de la varilla del pozo a tierra, el amarillo y rojo se conectan a las estacas clavadas en el suelo con una separación mínima de 5m y máxima de 10 entre el electrodo de pozo a tierra y las otras dos estacas. Los rangos de resistividad permisibles de una Puesta a Tierra deben ser como máximo 20 Ohmios. A continuación se le muestra una imagen donde se indica el método de medición de la resistencia de un pozo a tierra. A continuación se le muestra una imagen donde se indica el método de medición de la resistencia de un pozo a tierra.

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Marcas reconocidas de telurómetro:

Tipos de telurómetro  Telurómetro analógico: La forma y procedimiento para medir la resistencia del pozo es la misma la única diferencia es que el valor obtenido lo marcará la aguja y este dependerá de la escala que se esté utilizando.

Marca: TAE KWANGModelo: TKE-1030

 Telurómetro digital: Son lo que actualmente son mayormente utilizados y su utilización es más precisa al arrojarnos un único valor en el display eliminándose así los errores de medición por paralelaje.

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Marca: fluke -1625-2

Distintas presentaciones de telurómetro digitales

III.

MATERIALES Y EQUIPOS

TELUROMETRO EXTECH 382152

LABOR

- Resistencia de tierra fisica ( 3 escalas) y voltaje C.A 200V - Cronometro de prueba de 3 minutos con apagado automatic. - Longitude de cables: rojo (15m), Amarillo (10m) y verde (5m). - Tiene 6 baterias de 1.5V - Peso: 900g (con baterias) - Accesorios incluidos: cables de prueba 3, varillas auxiliaries para tierra (2), seis 12 baterias AA y estuche. Telurómetro

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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Terminal del cable de prueba de tierra fisica. LED de estado de prueba. Retencion de datos. Boton OFF de prueba automatica de 3 minutos. Pantalla LCD. Terminals para varillas auxiliaries de prieba C1, P1. Conmutador de selector de function. Conmutador de escala de resistenciaa. Boton pulsador para prueba singular. Boton ON de prueba automatic de 3 minutos.

CINTA METRICA: La usamos para poder medir las distancias para poder colocar las estacas del telurometro.

IV.

PROCEDIMIENTO

En la función voltímetro, el equipo opera como voltímetro convencional de C.A. y permite verificar la presencia y medir las tensiones generadas por las corrientes parásitas. Como aspectos previos: Se deberá comprobar en todos los casos la ausencia de tensión en tierra a medir. Si se observa presencia de tensión en tierra, NO MEDIR y reparar la avería.

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a) Primero ubicamos el espacio en el cual trabajaremos y procedemos a sacar el Telurómetro y otros materiales a utilizar.

b)Conectamos la toma de tierra al telurómetro.

c) Situamos las estacas en las distancias proporcionales a las requeridas, utilizando la cinta de medida (siempre en línea recta).

d)Ubicamos las sondas de tensión a 6m del punto de puesta a tierra y de corriente a 6m adicionales en línea recta (es decir a 12m del punto de puesta a tierra).

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e) Encendemos y calibramos el Telurómetro, para luego comenzara tomar nota del valor de medición.

f) Volvemos al punto “a) “para las siguientes tres mediciones, en un terreno distinto al anterior. V.

ANÁLISIS DE DATOS De los datos obtenidos con telurómetro hacemos la siguiente tabla:

Medida 1 2 3 4

Distancia del pozo a la pica de tensión (m) 6 6 6 6

Distancia del pozo a la pica de corriente (m) 12 12 12 12

Resistencia (Ω) 3.09 5.43 3.67 3.27 ∑=15.46

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R promedio =

15.46 =3.865 Ω 4

Errores: Medida

Error relativo

Error absoluto

Error porcentual (%) 20

1

0.20

0.775

2

0.405

1.565

40.5

3

0.05

0.195

5

4

0.154

0.595

15.39 ∑=80.89

E promedio =

80.89 =20.22 % 4

Entonces el valor de la resistencia será: R promedio =3.865 ±20.22 %

VI.

CUESTIONARIO 1. ¿Cómo funciona un telurómetro? El telurómetro nos sirve como un dispositivo que nos ayuda medir la resistividad de los suelos para así poder tener una buena protección del sistema eléctrico. Se utilizan varios procedimientos para determinar la resistividad de los terrenos. El más usado es el de los “cuatro electrodos” que presenta dos métodos: • Método de WENNER apropiado en el caso de querer realizar una medida en una única profundidad • Método de SCHLUMBERGER apropiado para realizar medidas a distintas profundidades y crear así perfiles geológicos de los suelos. MÉTODO DE WERNER Principio de medida Se insertan cuatro electrodos en línea recta en el suelo y a igual distancia a entre ellos. Entre los dos electrodos exteriores (E y H), se inyecta una corriente de medida I mediante un generador. Entre los dos electrodos centrales (S y ES), se mide el potencial ΔV gracias a un voltímetro. El instrumento de medida utilizado es un ohmímetro de tierra clásico que permite la inyección de una corriente y

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la medida de ΔV. El valor de la resistencia R leída en el ohmímetro permite calcular la resistividad mediante la siguiente fórmula de cálculo simplificada: ρw =2 πaR Con:  ρ: resistividad en Ω.m en el punto situado debajo del punto O, a una profundidad de h= 3a/4  a: base de medida en m  R: valor (en Ω) de la resistencia leída en el ohmímetro de tierra Recomendamos una medida con a = 4 m como mínimo. MÉTODO DE SCHLUMBERGER Principio de medida El método de Schlumberger está basado en el mismo principio de medida. La única diferencia se sitúa a nivel del posicionamiento de los electrodos: - la distancia entre las 2 picas exteriores es 2d - la distancia entre las 2 picas interiores es A Y el valor de la resistencia R visualizado en el ohmímetro permite calcular la resistividad mediante la siguiente fórmula:

(

ρS =( π d 2−

2

)

A R S− ES)/ 4 4

Este método permite ahorrar bastante tiempo in situ, especialmente si se quiere realizar varias medidas de resistividad y por consiguiente crear un perfil del terreno. En efecto, sólo deben moverse los 2 electrodos exteriores a diferencia del método de Wenner que necesita desplazar los 4 electrodos a la vez.

Aunque el método de Schlumberger permite ahorrar tiempo, el método de Wenner es el más conocido y utilizado. Su fórmula matemática es más sencilla.

2. ¿Qué es un sistema de puesta a tierra? Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen nuestros equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa. El objetivo de una puesta a tierra es:

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 El de brindar seguridad a las personas.  Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.  Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación. Algunas normatividad de puesta a tierra:  Según recomendaciones C.N.E.: La resistencia de puesta a tierra debe ser máximo, 25 ohmios para instalaciones eléctricas  Según recomendaciones constructivas: Como máximo, 10 ohmios para instalaciones eléctricas.  Como máximo 5 ohmios para centros de cómputo.

3. Explicar el método de la caída de potencial La resistencia de puesta a tierra debe ser medida antes de la puesta en funcionamiento de un sistema eléctrico, como parte de la rutina de mantenimiento o excepcionalmente como parte de la verificación de un sistema de puesta a tierra. Para su medición se debe aplicar el método de Caída de Potencial, cuya disposición de montaje para medición se muestra en la Figura 1.

FIG.1 Método de la caída de potencial para medir la RPT.

El método consiste en pasar una corriente entre el electrodo o sistema de puesta a tierra a medir y un elemento de corriente auxiliar (C) y medir a tensión entre la puesta a tierra bajo prueba y un electrodo de potencial auxiliar (P) como se muestra en la Figura 1. Para minimizar la influencia entre electrodos de corriente, se coloca generalmente a una sustancial distancia del sistema de puesta a tierra. Típicamente esta distancia debe ser mínimo a 6.0 veces superior a la dimensión más grande de la puesta a tierra bajo estudio. El electrodo de potencial debe ser colocado en la dirección opuesta como lo ilustra en la figura 1. En la práctica, la distancia “d” para el electrodo de potencial se elige aproximadamente el 62% de la distancia del electrodo de corriente. Esta

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distancia está basada en la posición teóricamente correcta (61.8%) para medir la resistencia exacta del electrodo para suelo de resistividad homogéneo. La localización del electrodo de potencial es muy crítica para medir la resistencia de una puesta a tierra, debe ser libre de cualquier influencia del sistema de puesta a tierra bajo medida y del electrodo auxiliar de corriente. La manera más práctica de determinar si el electrodo de potencial esta fuera de la zona de influencia de los electrodos, es obtener varias lecturas de resistencias moviendo el electrodo de potencial en varios puntos entre la puesta a tierra bajo a prueba y el electrodo de corriente. Dos o tres lecturas consecutivas aproximadamente constantes pueden asumirse como representativas del valor de la resistencia verdadera. La Figura 2 muestra una gráfica como la resistencia vs distancia del electrodo de potencial (P). a curva muestra como la resistencia cercana a cero cuando (P) se acerca al sistema de puesta a tierra, y se aproxima al infinito hacia la localización del electrodo de corriente (C). El punto de inflexión en la curva corresponderá a la resistencia de puesta a tierra del sistema bajo estudio.

FIG.2

Es aconsejable repetir el proceso de medición en una dirección distinta, lo que aumenta la confiabilidad de los resultados.

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4. ¿Qué es la resistividad del suelo? La resistividad ρ es un parámetro característico de los medios conductores su unidad en el sistema MKS es el Ω.m. El parámetro inverso la conductividad σ se expresa en Siemens/m. En un medio conductor homogéneo, isotrópico, el valor de la resistividad es igual en cualquier punto y dirección del medio. En el caso real de un terreno en cualquier parte del mundo es muy difícil, si no imposible, considerar éste homogéneo. La naturaleza propia de su constitución y por estar sometido a los efectos climáticos hacen, que aun en el caso de tener un terreno constituido por un solo material existan variaciones de su resistividad respecto a la profundidad, principalmente por la variación del nivel freático y del grado de compactación del material. La resistividad del suelo depende de: • Tipo de suelo • El porcentaje de humedad • Su composición química • La compactación del material • La temperatura • Estratificación del suelo • La mezcla de diferentes tipos de materiales • Composición química y concentración de las sales disueltas en la humedad del suelo. 5. ¿Por qué es importante el sistema de puesta a tierra?

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El sistema de puesta a tierra es una parte básica de cualquier instalación eléctrica, y tiene como objetivo: - Limitar la tensión que presentan las masas metálicas respecto a tierra. - Asegurar actuación de las protecciones. - Eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en el material eléctrico utilizado. Existen principalmente dos tipos de protecciones que dependen de la puesta a tierra de forma básica para su correcto funcionamiento, que son la protección contra sobretensiones transitorias (protección de equipos), y protección diferencial contra contactos indirectos (protección de personas). Los efectos de las sobretensiones transitorias sobre una instalación; se evitan mediante protectores contra sobretensiones transitorias (SPD). Éstos actúan derivando la energía de la sobretensión hacia la puesta a tierra, evitando así daños en equipos eléctricos y electrónicos. La calidad de la protección contra sobretensiones está muy ligada al sistema de puesta a tierra, pues un camino de impedancia elevada puede exponer en mayor medida los equipos sensibles a los efectos de dicha sobretensión. Directamente, en caso de pérdida o inexistencia de la puesta a tierra, la protección contra sobretensiones pierde toda su eficacia. En el caso de la protección diferencial; la conexión de los equipos a las puestas de tierra es de vital importancia para la seguridad ante contactos indirectos, ya que sin conexión a tierra, no se produce la fuga necesaria para que el diferencial pueda actuar antes de que alguien toque la carcasa metálica y se produzca un contacto indirecto, descargando la fuga de corriente a través de él. El uso generalizado en instalaciones industriales de diferenciales de mayor calibre, aumenta si cabe la relación entre la puesta a tierra y la seguridad, debido a que un contacto indirecto representaría un potencial peligro mucho mayor para las personas. Vemos, por tanto, como el estado del sistema de puesta a tierra es esencial para el correcto funcionamiento de las protecciones en cualquier instalación.

6. ¿Qué tipo de pozo a tierra existen? En los sistemas de puesta a tierra de acuerdo a su aplicación los sistemas de puesta a tierra son: a) Puesta a tierra para sistemas eléctricos: El objetivo para aterrar los sistemas eléctricos es limitar cualquier voltaje elevado que pueda resultar de rayos, fenómenos de inducción o de contactos no intencionales con cables de voltajes más altos. b) Puesta a tierra de los equipos eléctricos:

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El propósito es eliminar los potenciales de toque pudieran poner en peligro la vida y las propiedades, de forma que operen las protecciones por sobre corriente de los equipos. Generalmente la resistencia de este sistema no debe ser mayor a 10 Ohms. c) Puesta a tierra en señales electrónicas: Para evitar la contaminación con señales en frecuencias diferentes a la deseada. Se logra mediante blindajes de todo tipo conectados a una referencia cero o a tierra.

7. ¿Qué químicos se usan para la elaboración del pozo a tierra? Los químicos que se usan en un sistema de puesta a tierra tienen como finalidad principal disminuir la resistividad del terreno sin tener que utilizar o aumentar el número de electrodos entonces se hace un tratamiento químico del suelo. Para elegir el tratamiento químico de un SPAT se deben considerar los siguientes Factores:     

Alto % de reducción inicial Facilidad para su aplicación Tiempo de vida útil (del tratamiento y de los elementos del SPAT) Facilidad en su reactivación Estabilidad (mantener la misma resistencia durante varios años)

Las sustancias que se usan para un eficiente tratamiento químico deben tener las siguientes características: -Higroscopicidad capacidad de Gelificación - No ser corrosivas conductividad eléctrica -Químicamente estable en el suelo - Inocuo para la naturaleza

-Alta -Alta -No ser tóxico

Tipos de tratamientos químicos que se usan Existen diversos tipos de tratamiento químico para reducir la resistencia de un Sistema de puesta a tierra los más usuales son:  Cloruro de Sodio + Carbón vegetal  Bentonita  Thor-Gel

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Características principales de los tratamientos químicos Ninguna Sal es estado seco en conductiva, para que los electrolitos de las sales con...