UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA

LIC. EN SISTEMAS DE AUTOMATIZACION

PROTECCION DE SIST. ELECTRICOS

Tema

PUESTA A TIERRA
PaT o SPT

Estudiante :

Mauricio Corrales 20-53-3287

Profesor: Moisés Arenas

 Concepto :

La puesta a tierra o conexión a tierra es la conexión de las superficies

conductoras expuestas a algún punto no energizado; comúnmente es la tierra
sobre la que se posa la construcción, de allí el nombre. Al sistema de uno o varios electrodos
que proveen la conexión a tierra se le llama «toma de tierra».

 Pica= Barra Metálica.

 Electrodo = Cable desnudo en forma de Malla o Anillo. Anillos o mallas metálicas de

cable sin aislante.

La instalación de un Sistema Puesta a Tierra permitirá el paso a tierra de las corrientes de

defecto (fugas) o las de descarga de origen atmosférico peligrosas directamente al terreno por
los cables de protección a través de la pica o electrodo. Al conjunto de la instalación es a lo
que se le llama "Puesta a Tierra".
Introducción:

Como sabemos que la mayoría de los sistemas eléctricos necesitan ser aterrizados y que esta
práctica probablemente se inició en los primeros días de los experimentos eléctricos.
Entonces, como ahora, la estática se descargaba por conexión a una placa que estaba en
contacto con la masa general de la tierra. La práctica ha continuado y se ha desarrollado
progresivamente, de modo que tales conexiones a tierra se encuentran en casi todos los
puntos en el sistema eléctrico. Esto incluye la estación generadora, las líneas y los cables que
distribuyen la energía eléctrica y los locales en los cuales se utiliza.

Generalmente (PUESTA A TIERRA) entendemos una conexión eléctrica a la masa general de

la tierra, siendo esta última un volumen de suelo, roca etc., cuyas dimensiones son muy
grandes en comparación al tamaño del sistema eléctrico que está siendo considerado.

Antes de exponer definiciones, es importante notar que en Europa se tiende a usar el término
«earthing», mientras que en Norte América es más común el término «grounding».

La definición de la IEEE de puesta a tierra es: «Tierra (sistema de tierra).

Una conexión conductora, ya sea intencional o accidental, por medio de la cual un circuito
eléctrico o equipo se conecta a la tierra o a algún cuerpo conductor de dimensión relativamente
grande que cumple la función de la tierra».

Para uso dentro de Europa, el significado permanece si los términos generalmente

aceptados se reemplazan como sigue: «Tierra (sistema de tierra).
Una conexión conductora, ya sea intencional o accidental, por medio de la cual un circuito
eléctrico o equipo se conecta a la masa de la tierra o a algún cuerpo conductor de dimensiones
relativamente grandes que cumple la misma función que la masa de la tierra».
¿Que es SPT (SISTEMA PUESTO A TIERRA?

Conjunto de elementos que permite conducir, drenar o disipar a tierra una corriente no
deseada.

Están constituidos por:

• Picas
• Cables
• Placas
• Malla
• Barras químicas

Principales causas de Sobretensión:

• Descargas atmosférica.
• Conmutaciones de empresas de energía.
• Pulsos por conexión y desconexión de cargas (interna).
• Contacto con sistemas de alto voltaje (externa).

Objetivo principal :

Evitar que sufran daños, tanto las personas como equipos en caso de una corriente de falla o
descarga atmosférica.
• Brindar condiciones de seguridad a los seres vivos
• Permitir a los equipos de protección despejar rápidamente las fallas .
• Servir de referencia al sistema eléctrico.
• Conducir y disipar con suficiente capacidad, las corrientes de falla.
• Servir como conductor de retorno en transmisión de sena
̃ les de RF en onda media .
Las funciones básicas de un sistema de conexión a tierra en "LÍNEAS DE TRASMISIÓN"
se pueden resumir en:

1. Proveer de una baja resistencia de dispersión de la corriente a tierra para:

a. Evitar daños por sobretensiones que se presenten por descargas atmosféricas o
maniobras.
b. La descarga a tierra de dispositivos de protección (contra sobretensiones
atmosféricas o internas)
c. Camino a tierra de corrientes de falla.
d. Conectar los sistemas que usen neutro común aterrizado (más comunes)
e. Asegurar que las partes metálicas de los sistemas o equipos se encuentren al mismo
potencial de tierra. Esto para la protección personal.

2. Disipar y resistir repetidamente las corrientes de falla y de las descargas atmosféricas. Las
características de los movimientos de los sistemas de conexión a tierra deben ser:

a) Tener una resistencia a la corrosión en suelos de variada composición química, de

manera que asegure un comportamiento continuo durante la operación del equipo a proteger.
b) Tener buenas propiedades de resistencia mecánica.
c) El diseño de la red de tierras debe ser económico.
Factores que determinan la resistencia de la Puesta a Tierra:
• Resistencia del terreno
• Humedad del terreno
• Temperatura del terreno
• Distribución y longitud geometría del electrodo
• Numero de electrodo
• Profundidad de enterrado del electrodo

Uno de los elementos principales de una instalación de red de tierras es el electrodo de

puesta a tierra. La resistencia del electrodo de puesta a tierra, llamado también varilla
de tierra, tiene tres componentes:

1. Una es su propia resistencia eléctrica, la cual puede ser despreciable para efectos de
cálculo, esto debido a que idealmente es CERO, así el drenado de corriente será mediante él
como es deseado. Pero las conexiones entre electrodo y conductor de bajada pueden llegar
a tener una resistencia considerable con el tiempo.

2. La resistencia eléctrica de contacto entre electrodo y suelo, cuando el electrodo está libre
de grasa o pintura es despreciable. Sin embargo a resistencia de contacto puede aumentar
significativamente en terrenos secos, aumentando rápidamente cuando el contenido de
humedad disminuye por debajo de un 15%.

3. Resistividad del terreno alrededor del electrodo. Introduciendo un electrodo en un terreno

uniforme, la corriente se dispersará uniformemente alrededor del electrodo.

La resistividad del terreno varía ampliamente según su composición y zonas climáticas,

también varía estacionalmente debido a que la resistividad se determina en gran proporción
por el contenido de electrolito, consistente de agua, minerales y sales.
¿Qué se Conecta a la Puesta a Tierra?

Se conectan a la puesta a tierra :

- La instalación de pararrayos.

- La instalación de antena colectiva de TV y FM.

- Los enchufes eléctricos y las masas metálicas comprendidas en los aseos y baños.

- Las instalaciones de fontanería, gas y calefacción, depósitos, calderas, guías de aparatos

elevadores y en general todas las tuberías metálicas y elementos metálicos importantes.

- Las estructuras metálicas y armaduras de muros y soportes de hormigón.

- Todos los aparatos eléctricos con carcasa metálicas como la lavadora, el lavavajillas o el
microondas deben conectarse a la puesta a tierra a través de los enchufes del local o
vivienda.

Puesta a Tierra para Protección:

En este tipo de puesta a tierra, es necesario conectar eléctricamente al suelo todas aquellas
partes de las instalaciones eléctricas que en condiciones normales no se encuentren sujetas
a tensión pero que pueden tener diferencias de potencial a causa de una falla, como por
ejemplo: tanques de transformadores o interruptores, carcasas de máquinas en operación,
tableros eléctricos, soportes metálicos de aparatos y equipos, etc.
 • Se conectarán a la tierra de protección:
• Chasis y bastidores de aparatos de maniobra.
• Bastidores de armarios metálicos.
• Puertas metálicas, vallas y cercas metálicas, columnas, bastidores, pórtico, etc.
• Las estructuras y armaduras metálicas de los edificios que alberguen instalaciones.
• Hilos de guarda, blindajes de los conductores.
• Carcasa de los transformadores,...

Puesta a Tierra para Funcionamiento:

Con el fin de dar una mayor seguridad, un mejor funcionamiento y eventualmente una mayor
confiabilidad respecto a la operación, es necesario establecer una conexión a tierra en
determinados puntos del sistema, para ello, es necesario conectar a tierra ciertos puntos del
sistema como son los siguientes:
• Neutros de generadores y transformadores con devanados conectados en estrella.
• La conexión a tierra de los pararrayos.
• La conexión a tierra de los hilos de guarda de los transformadores de potencial, etc.
• Dispositivos de Protección de sobretensiones y/o descargas atmosféricas.
• Seccionadores de PaT (Puesto a Tierra).
• Se unirán a la malla metálica (sin uniones desmontables).
• Indirecta: a través de resistencias o impedancias limitadoras

NOTA : Las tierras de PROTECCIÓN y de SERVICIO estarán unidad a la misma malla de

tierras inferiores, constituyendo un único sistema de puesta a tierra general (Sistema
de tierras interconectadas)
Tierras de trabajo o mantenimiento:
Para la protección del personal en operaciones de mantenimiento o reparaciones.

Es obligado cumplimiento a fin de garantizar la seguridad y protección de las

personas y equipos las siguientes prescripciones básicas referentes a:
• corrientes tolerables por el cuerpo humano .
• tensiones máximas aplicables al cuerpo humano.

57 Dispositivo de cortocircuito o de puesta a tierra

Es el que funciona debido al fallo de uno o más de los ánodos

del rectificador de potencia, o por el fallo de un diodo por no
conducir o bloquear adecuadamente.

Algunas definiciones :

 Tensión de Paso (Vp): Es la tensión que resulta entre los pies de una persona apoyada en
el suelo a la distancia de un metro.

 Tensión de Contacto (Vc): Es la tensión a la cual se puede ver sometido el cuerpo humano
por contacto con una carcasa o estructura metálica de una máquina, aparato eléctrico o
estructura de montaje, que en condiciones normales no se encuentra con tensión.

 Resistencia Eléctrica del Cuerpo Humano: La resistencia interna del cuerpo humano es de
aproximadamente de 200 Ω.
La resistencia de contacto entre una mano y un conductor o una parte metálica bajo tensión
Varía dentro de límites muy amplios, según sea la extensión y naturaleza de la superficie de
contacto, de la naturaleza de la piel de las personas (lisa ó caIlosa), del grado de humedad
de la piel, etc.

DEFINICIONES DEL NEC

Puesta a Tierra de Sistemas Eléctricos. Los sistemas eléctricos estarán puestos a tierra
́ ea, o
de modo tal que LIMITEN LAS TENSIONES causadas por rayo, sobre tensiones de lin
el contacto accidental con líneas de tensiones mayores, y mantengan estabilizada la tensión
respecto a tierra durante la operación normal.
Puesta a Tierra de Equipos Eléctricos. Las partes envolventes de equipos o de
conductores eléctricos, que normalmente no conducen corriente, o que forman parte de los
equipos, serán conectadas a tierra en forma tal que limite la tensión a tierra de estos
materiales.
Conexión Equipotencial del Equipo Eléctrico. Las partes envolventes de equipos o de
conductores eléctricos, que normalmente no conducen corriente, o que forman parte de los
equipos, serán conectadas entre sí y entre la fuente de suministro eléctrico en forma tal que
se establezca un camino efectivo de corriente de falla a tierra.

MEDICION DE TIERRA

Para verificar las condiciones de la resistencia de puesta a tierra se debe tener presente lo
siguiente:
1. No realizar mediciones en caso de tormentas o precipitaciones atmosféricas.
2. Utilizar los implementos de seguridad necesarios para esta prueba.
3. La medición de la resistencia a tierra se debe realizar utilizando un instrumento especial
o medidor de resistencia de tierra, puede ser una pinza de tierra o un medidor de tres
puntos.
El TERRENO
• El terreno es el encargado de disipar las corrientes de fuga o de falla y las de origen
atmosférico.
• La resistencia al paso de la corriente entre los electrodos y el terreno define la
resistividad del mismo, permitiéndonos conocer su comportamiento eléctrico.
• Un buen contacto entre ellos, facilita el paso de la corriente eléctrica, mientras que un
mal contacto la dificulta. A este valor que define la calidad del contacto se le denomina
resistencia de paso a tierra y se mide en ohmios.

¿POR QUE ES IMPORTANTE ?

Conocer la resistividad del terreno es especialmente necesario para determinar el diseño

de la conexión a tierra de instalaciones nuevas (aplicaciones en campo abierto) para poder
satisfacer las necesidades de resistencia de tierra.

Requisitos Fundamentales de Puesto a Tierra

• Valor de resistencia de Puesta a Tierra (PAT) adecuado para cada tipo de instalación
• Variación de resistencia debida a cambios ambientales debe ser mínima.
• Vida útil mayor a 20 años.
• Resistente a la corrosión.
• Debe permitir su mantenimiento periódico.
• Debe cumplir con requerimientos de normas y especificaciones.

4 métodos de comprobación de puesto a tierra disponible:

1. Resistividad del suelo (con picas)
2. • Caída de potencial (con picas)
3. • Selectivo (con 1 pinza y picas)
4. • Sin picas (con pinzas solamente)
 ELECTRODO AISLADO

• ́ e emplear los conductores de bajada o los electrodos del sistema de

250-86 :Prohib
pararrayos en lugar de los electrodos artificiales de la sección 250-83.

• 250-86 indica que esta prohibición no significa que los electrodos de distintos sistemas
no se deban unir. La nota dos indica que la unión de los electrodos de los distintos
sistemas limitará las diferencias de potencial entre los electrodos y los alambrados
asociados.
• 250-71(b), corresponde a los detalles de la unión del sistema de tierras de alimentación
eléctrica con los otros sistemas de tierra (pararrayos, cable, comunicaciones y
teléfono).
La sección 9.10.16 del libro esmeralda del IEEE recomienda claramente la unión de los
distintos sistemas de electrodos.
 Conclusión

Un sistema de puesta a tierra sirve para proteger los aparatos eléctricos y electrónicos,
pero el objetivo principal de este sistema es guardar la vida de los seres vivos que se
encuentren en diferentes lugares, ya que la corriente eléctrica puede tener efectos
parciales o totales, e incluso la muerte.

Un sistema de puesta a tierra consta de varios elementos como son: electrodos, conductor,
tabillas de conexión, conectores, registros, compuestos químicos, etc.

Para poder instalar un sistema de puesta a tierra, es imprescindible conocer el valor de

resistividad que tiene el terreno. Es importante conocer el valor de la resistividad del terreno
para que el sistema de puesta a tierra sea eficiente. El valor de la resistividad de un terreno
puede variar de acuerdo a ciertos factores

En la instalación de un sistema de puesta a tierra un factor importante es la resistencia que

este ofrece al paso de la corriente, dicha resistencia varia según algunos elementos.

Limitar las tensiones de las partes metálicas de los equipos o máquinas a valores no
peligrosos para las personas.

Asegurar, en caso de avería del material utilizado, la actuación correcta de las

protecciones.

Impedir la acumulación de cargas electrostáticas o inducidas en los equipos, máquinas o

elementos metálicos que se hallen en zonas con riesgo de explosión.

Constituye un sistema de protección contra incendios, al limitar en tiempo y valor las

corrientes de fuga.