Introducción
Debajo de cada subestación, hay una rejilla de tierra que proporciona una conexión a tierra adecuada para todos los objetos en las subestaciones (por ejemplo, transformadores, disyuntores, estructuras de torres de acero, cercas, etc.).
La red de puesta a tierra generalmente está hecha de conexiones a base de cobre dispuestas como una malla cuadrada de diferentes tamaños (por ejemplo, desde 1 m x 1 m hasta tamaños de malla más grandes).
Cada cruce se une mediante soldaduras o mediante grapas. La rejilla de puesta a tierra tiene un doble propósito: conducir corrientes defectuosas a tierra sin afectar el funcionamiento de ningún equipo de protección y brindar seguridad al personal asegurándose de que no esté expuesto a una descarga eléctrica que podría resultar del potencial de paso o de un potencial de contacto.
Con el tiempo, una red puede deteriorarse debido a la corrosión, los movimientos del suelo, la fatiga de la red, la alta conductancia (rayos) y los daños en la construcción. Todo esto puede causar varios problemas de seguridad.
Hay varios métodos de prueba disponibles para la inspección y la evaluación del estado de la red de aterramiento de una subestación. Se pueden combinar y usar diferentes métodos para proporcionar información más confiable sobre las condiciones de la red de tierra. Los métodos de prueba comúnmente utilizados para la evaluación del estado de la red de puesta a tierra son:
La estrategia de mantenimiento suele implicar métodos de prueba para la evaluación del estado de la red de puesta a tierra. La medición de la resistividad del suelo se realiza durante la etapa de diseño de la subestación. La medición de la impedancia de la red de tierra (con tensiones de paso y contacto) se realiza regularmente durante el mantenimiento periódico. Sin embargo, dichas pruebas no son efectivas para detectar los problemas de conexión de la malla que afecten su continuidad.
La continuidad/integridad de la malla de tierra (un método de prueba no destructivo) es el método/técnica de prueba más relevante para medir las características eléctricas del sistema de puesta a tierra de la subestación. La prueba se describe en los estándares internacionales: Guía IEEE para la Seguridad en la puesta a tierra de subestaciones de CA IEEE Std. 80-2000 (Revisión de IEEE Std. 80-1986).
La prueba debería ser diferente de la medición de la impedancia del sistema de aterramiento que requiere el uso de fuentes de alimentación de CA y la inspección de la resistividad del suelo.
Pruebas de integridad de la red de tierra con GGT
Esta nota de aplicación brinda una descripción detallada de la prueba de integridad de la malla de tierra con los dispositivos GGT200 y GGT300 y el módulo GGT-M. La prueba se controla de forma remota mediante el módulo GGT-M que funciona con batería y tiene comunicación inalámbrica con la unidad principal GGT.
La configuración de prueba de los dispositivos GGT200 / GGT300 con el módulo GGT-M y el diagrama de conexión de cables se ilustra en la Figura 1.
Figura 1. Prueba de integridad de la red de tierra utilizando una fuente de CC de alta corriente (serie GGT)
GGT es una potente fuente de corriente CC que proporciona corrientes de prueba de CC de hasta 300 A. El alto voltaje de salida permite realizar pruebas con cables largos (p. ej., 60 m) y medir una amplia gama de valores de resistencia. Los cables de prueba largos son muy importantes para esta aplicación porque simplifican el procedimiento de prueba.
El dispositivo de prueba se puede colocar en un único lugar durante la medición de todos los puntos de puesta a tierra en la subestación. Dado que la subestación contiene docenas de puntos de conexión a tierra, las características que ahorran tiempo y simplifican el trabajo son cruciales.
Para simplificar el procedimiento de prueba, se ha desarrollado un módulo GGT-M adicional.
Proporciona control remoto del dispositivo de prueba y permite el inicio/parada remota de la prueba y el monitoreo de los resultados medidos. También aumenta la seguridad del personal porque el inicio y la parada de la prueba se controlan directamente desde el punto de medición.
Accesorios y configuración de prueba La prueba de integridad verifica la continuidad entre dos puntos de puesta a tierra diferentes de la malla o
Accesorios y configuración de prueba La prueba de integridad verifica la continuidad entre dos puntos de puesta a tierra diferentes de la malla o red. De esta forma se verifican las conexiones con la red de tierra confirmando que la línea de tierra puede conducir corrientes de operación y de falla
El equipo de prueba GGT se proporciona con un conjunto de cables conductores de corriente y cables de detección, un cable marcado en color negro (por ejemplo, 10 m / 33 pies) y el cable marcado en color rojo (10 m + 20 m + 20 m de extensión, total 50 m / 165 pies). El cable marcado con color negro debe conectarse a un buen punto de conexión a la malla de tierra de referencia (p. ej., generalmente cerca del centro de la subestación y en una pieza principal, como un transformador o interruptor que tenga múltiples conexiones a tierra). El cable marcado con color rojo se conecta secuencialmente a los cables de tierra expuestos en la subestación que se debe inspeccionar.
Un operador toma el módulo GGT-M junto con el cable marcado en color rojo para controlar la prueba de forma remota (lejos de la unidad principal GGT).
The test procedure consists of the following steps:
1. Conecte los cables de detección de corriente y de servicio pesado de 2 x 10 m (figura 3) al dispositivo GGT
2. Conecte extensiones de 20 m (figura 4) (si las compró) al cable de corriente rojo de 10 m
3. Conecte los cables de corriente y medición de 2 x 35 cm en los otros extremos de los cables de corriente ya conectados
4. Realice una conexión a tierra adecuada del GGT (p. ej., conecte el tornillo de conexión a tierra del GGT a un punto de tierra protectiva PE usando solo el cable de conexión a tierra proporcionado por el fabricante)
5. Conectar la pinza amperimétrica (figura 5) al módulo GGT-M
6. Encienda el dispositivo GGT
7. Conecte el cable de corriente «negro» al punto de tierra de referencia
8. Encender el módulo GGT-M y la pinza amperimétrica
9. Llevar el módulo GGT-M (con pinza amperimétrica conectada) y el cable de corriente “rojo” al punto de puesta a tierra bajo inspección
10. Conecte el cable de corriente «rojo» al punto de tierra inspeccionado
11. Abra las mordazas de las pinzas amperimétricas y conéctelas a la puesta a tierra bajo prueba (entre las pinzas “rojas” y la superficie de tierra)
12. Configure la corriente de prueba y la duración de la prueba en el módulo GGT-M e inicie la prueba presionando el botón Ω
13. Los parámetros de prueba medidos se mostrarán en los dispositivos GGT-M y GGT200/GGT300 y se guardarán automáticamente en la memoria interna del dispositivo.
14. Continúe probando los siguientes puntos de conexión a tierra repitiendo los pasos 9 a 12.
Durante la prueba, el instrumento GGT genera una corriente continua preseleccionada (p. ej., hasta 300 A para el modelo GGT300) entre la referencia y los puntos de puesta a tierra probados. La corriente se generará durante una duración de prueba preseleccionada (p. ej., 60 s) y el operador puede detener la prueba después de unos segundos si los resultados son satisfactorios.
El tiempo típico requerido para probar una conexión a tierra es de aproximadamente 2 minutos (incluidas las conexiones de los cables). Esta vez se refiere a los pasos 9 a 12.
Si las distancias son demasiado grandes para la prueba completa de la subestación, el cable de referencia (cable de corriente «negro») se puede conectar a otro punto de referencia supuestamente bueno. La primera prueba en este caso se debe realizar con el cable de corriente «rojo» conectado nuevamente al punto de referencia original para verificar este tramo y la validez del nuevo punto de referencia.
Interpretación de los Resultados
Los siguientes parámetros deben verificarse durante la prueba de integridad del suelo:
De acuerdo con la norma IEEE, 80-2000, cuando 300 A pasan a través de la rejilla de tierra entre un punto de referencia y el punto de tierra bajo prueba, la caída de voltaje aceptable debe cambiar aproximadamente 1,5 V por cada 50 pies (15,24 m) de distancia recta desde el punto de referencia.
Una caída de tensión superior a 1,5 V indica una posible mala conexión a tierra
Los criterios para determinar la condición de la puesta a tierra bajo prueba dependen del material de la rejilla puesta a tierra. Debe tenerse en cuenta que, en ocasiones, la rejilla de puesta a tierra se puede realizar utilizando tiras de Fe-Zn, que pueden tener valores de resistencia más altos, en comparación con la rejilla de cobre.
Como referencia podemos utilizar los valores de la siguiente tabla, para puestas a tierra en base cobre y uso de corriente de prueba de 300 A:
Nota: Si la caída de voltaje es demasiado alta para varios puntos de medición iniciales, o si el equipo de prueba no entrega la corriente de prueba de 300 A, esto significa una ruta incorrecta O puede ser un punto de referencia incorrecto. Si esto sucede, verifique las conexiones de la abrazadera, luego seleccione un punto de referencia diferente y ejecute la prueba nuevamente.
La sonda de corriente conectada al módulo GGT-M se utiliza para medir la corriente por debajo del punto de conexión de las «pinzas rojas». Esta corriente fluye directamente a la rejilla de tierra y se llama «corriente ABAJO».
En las situaciones en las que el instrumento no puede generar la corriente seleccionada (p. ej., 300 A), debido a la alta carga, los valores de resistencia calculados también se pueden usar para el análisis.
El módulo GGT-M, además de los valores de corriente y voltaje, también muestra los valores de resistencia calculados usando la corriente total generada y la corriente registrada por las pinzas amperimétricas.
Estos valores se pueden comparar con los valores de resistencia obtenidos de la prueba anterior o con los valores esperados, o para comparar los resultados entre las columnas de prueba y buscar aquellas con valores de resistencia anormalmente altos.
El objetivo es determinar si los equipos, marcos, estructuras, etc. están conectados correctamente a la red de tierra con muy baja resistencia (menos de un par de mOhm).
Nota: Estas son solo pautas, y cada puesta a tierra debe inspeccionarse de acuerdo las respectivas regulaciones y estándares.
