Ingeniero Civil Eléctrico / Los elevados potenciales con los que trabajan los sistemas eléctricos de potencia hacen imprescindible la presencia de elementos de seguridad que protejan a los equipos y personas que se encuentren en el lugar. Las puestas a tierra son la última línea de defensa en una compleja serie de mecanismos y protocolos dispuestos para este fin.
Por esto es de vital importancia asegurarse de que el diseño de ésta se ajuste a los parámetros de diseño para comprobar que la operación se realice de manera segura. Una de las primera acciones es caracterizar apropiadamente el terreno en el cual la corriente será disipada. La otra es proyectar una malla de tierra que establezca condiciones seguras en todo el recinto donde se ubican las instalaciones.
En el presente trabajo se ha creado una herramienta computacional que permite determinar la configuración de los estratos que componen el terreno, particularmente el espesor y la resistividad eléctrica de cada una de las capas, a partir de los datos obtenidos mediante un sondeo eléctrico vertical. Además se ha implementado un sistema que en situación de falla, permite determinar las corrientes que son inyectadas al terreno en cada punto de la malla, como también del aumento del potencial en ésta, y en cualquier lugar del espacio, para terrenos de dos capas. La puesta a tierra es modelada como un conjunto de pequeñas esferas, a fin de dar flexibilidad en el diseño geométrico de estas, a diferencia de trabajos anteriores, los cuales utilizan barras de dimensiones reducidas como geometría elemental para el cálculo de las características eléctricas.
La modelación se implementa modelando las mallas como un conjunto de esferas pequeñas, lo cual entrega flexibilidad en el diseño de la puesta a tierra.
Comparaciones con datos reales y mediciones en terreno, muestran que los resultados son suficientemente cercanos a la realidad, mostrando la idoneidad del modelo.
La metodología utilizada permite obtener las características eléctricas de mallas que se encuentren en presencia de elementos metálicos separados tales como cables de telecomunicaciones, tuberías, rieles para el transporte de equipos en superficie, entre otros, lo cual no es posible determinar en forma precisa mediante los métodos simplificados actuales. También es posible visualizar las zonas en las cuales la densidad de corriente es lo suficientemente pequeña, tal que permita reducir la cantidad de conductores en la puesta a tierra, a fin de obtener soluciones de menor costo.
El programa desarrollado en este trabajo tiene un gran potencial en la docencia, ya que permite obtener resultados de manera más transparente que los métodos actuales, obteniendo una mayor claridad de los fenómenos involucrados. En la industria es posible utilizar este programa para obtener resultados más precisos, seguros y de menor costo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/132648 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Swett Stein, Francisco Javier |
| Contributors | Morales Osorio, Nelson, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Otto Villa, Arturo, Falcone Salazar, Marcos |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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