Varillas de tierra unidas con cobre
¿QUÉ SON LAS VARILLAS DE TIERRA?
Las varillas de tierra y sus accesorios se utilizan para proporcionar la interfaz a tierra en todas las condiciones del suelo con el fin de lograr sistemas de conexión a tierra satisfactorios en redes de distribución y transmisión de electricidad aéreas y subterráneas, proporcionando una alta capacidad de corriente de falla en subestaciones, torres y aplicaciones de distribución de energía de baja, media y alta tensión.
Conveniente para instalar donde la condición del subsuelo está libre de rocas y cantos rodados, la varilla de tierra o el grupo de varillas unidas con cobre. Se puede rodear o rellenar con un material de puesta a tierra de baja resistencia. como la bentonita .
Dependiendo de la condición corrosiva y la conductividad eléctrica de la condición del suelo, la varilla de tierra se puede especificar para lograr una protección de puesta a tierra segura, confiable y a largo plazo: la resistencia mecánica de la varilla debe soportar la abrasión y la tensión soportadas durante la instalación con un martillo de varilla de conducción eléctrico o neumático; la cabeza de la varilla de tierra no debe "extenderse" ni extenderse cuando se introduce.
Las varillas de tierra, fabricadas por SMICO , son extensibles por diseño y se utilizan con acopladores de cobre para interconectar varias varillas para lograr la profundidad de conducción requerida: los acopladores de varillas proporcionan conductividad eléctrica permanente y las varillas de tierra de cobre más largas acceden a suelos de menor resistividad a profundidades menores.
Las varillas de tierra colocadas verticalmente son los electrodos más eficaces para usar en subestaciones de áreas típicamente pequeñas o cuando las condiciones del suelo son de baja resistividad, en las que la varilla puede penetrar, y se encuentran debajo de una capa de alta resistividad del suelo.
Diámetro de las varillas de tierra vs. longitud
Un error común es creer que existe una correlación directa y positiva entre el diámetro de la pica de tierra utilizada y su efecto en la reducción de las lecturas de resistencia de tierra. Esto es incorrecto.
El gráfico a continuación confirma que el valor de resistencia solo se reduce en un 9,5 % al duplicar el diámetro de la varilla (lo que implica un aumento de peso y coste de aproximadamente un 400 %). Por lo tanto, la lógica es: utilizar la varilla de tierra más económica que las condiciones del suelo permitan al instalador.
Regla general : duplicar el radio de la varilla de tierra reducirá la resistencia aproximadamente un 10 % y no es una opción rentable. Sin embargo, duplicar la longitud de la varilla, en teoría, reducirá la resistencia en un 40 %.
Cuando se combinen y conecten picas de tierra adicionales, estas deberán estar separadas entre sí y de cualquier cable adyacente a una distancia no inferior a la profundidad a la que se hinquen. Las picas de tierra adicionales deberán conectarse mediante cinta de cobre o cable de cobre desnudo con la misma sección transversal que el conductor del electrodo de tierra. Los electrodos adicionales deberán colocarse de forma que se mantenga la separación necesaria entre los sistemas de electrodos de tierra de BT y AT.
TIPOS DE VARILLAS DE TIERRA
- Varillas de tierra de acero inoxidable
- Varillas de tierra de acero galvanizado
- Varillas de tierra roscadas Copperbond
- Varillas de tierra de cobre macizo
El cobre es la opción óptima como material para electrodos de tierra y conductores subterráneos: se recomienda el cobre sólido para instalaciones con corrientes de falla altas, mientras que las varillas unidas con cobre generalmente se instalan para secciones más pequeñas.
Las varillas de tierra con núcleo de acero revestido de cobre son las más especificadas debido a su resistencia eléctrica y mecánica, su resistencia a la corrosión y su costo comparativamente menor en comparación con los tipos de cobre sólido o acero inoxidable: las varillas galvanizadas de menor costo para requisitos de conexión a tierra temporales, a corto plazo o no críticos generalmente instalados.
| Tipo de varilla de tierra | Características y beneficios |
| Copperbond | Óptima eficiencia económica * Alta resistencia a la corrosión * Muy alta resistencia a la tracción * Extensible |
| Cobre macizo | Excelente resistencia a la corrosión * Aplicaciones en suelos agresivos (por ejemplo, alto contenido de sal) * Extensible |
| Acero inoxidable | Máxima resistencia a la corrosión * Resistencia a la corrosión galvánica * Mayor costo del material * Alta expectativa de vida |
| Acero galvanizado | Mínima conductividad eléctrica * Menor costo * Menor resistencia a la corrosión * Poca capacidad de conducción de corriente |
VARILLAS DE COBRE MACIZAS O UNIDAS
Las varillas de puesta a tierra con núcleo de acero y unión de cobre se fabrican uniendo molecularmente cobre electrolítico puro al 99,9 % a un núcleo de acero con bajo contenido de carbono: las varillas de acero con unión de cobre brindan alta resistencia a la tracción mecánica y resistencia a la corrosión a un costo comparativamente menor que las varillas de cobre sólido o acero inoxidable con una mayor resistencia a la corrosión, generalmente para aplicaciones de puesta a tierra en condiciones de suelo con alto contenido de sal y alta resistividad.
Las varillas y electrodos con unión de cobre son adecuados para la instalación profunda en la mayoría de las condiciones del terreno y proporcionan una conexión a tierra de baja resistencia. Se deben realizar pruebas de resistividad del suelo antes de instalar las varillas para asegurar lecturas aceptables de resistividad. Para reducir la resistividad, se pueden instalar varillas adicionales en el terreno para aumentar la densidad.
Se instalan varillas de tierra fabricadas de acero inoxidable para evitar la corrosión galvánica que se produce entre metales diferentes enterrados en estrecha proximidad.
| Varillas de tierra roscadas (tipo Copperbond): tabla de selección | |||||||
| Código de pedido | Diámetro de la varilla de tierra | Longitud | Tamaño de rosca (UNC-2A) | Vástago ( D) | Longitud 1 | Peso unitario | Cantidad por paquete |
| ERB 412 | 1/2″ | 1200 mm | 9/16″ | 12,7 mm | 30 mm | 1,18 kg | 5 |
| ERB 415 | 1500 mm | 1,55 kilos | 5 | ||||
| ERB 418 | 1800 mm | 1,76 kg | 5 | ||||
| ERB 424 | 2400 mm | 2,36 kg | 5 | ||||
| ERB 112 | 5/8″ | 1200 mm | 5/8″ | 14,2 mm | 30 mm | 1,53 kilos | 5 |
| ERB 115 | 1500 mm | 1,88 kilos | 5 | ||||
| ERB 118 | 1800 mm | 2,29 kilos | 5 | ||||
| ERB 124 | 2400 mm | 3,00 kilogramos | 5 | ||||
| ERB 130 | 3000 mm | 3,79 kilos | 5 | ||||
| ERB 212 | 3/4″ | 1200 mm | 3/4″ | 17,2 mm | 35 mm | 2,19 kilos | 5 |
| ERB 215 | 1500 mm | 2,73 kg | 5 | ||||
| ERB 218 | 1800 mm | 3,27 kilogramos | 5 | ||||
| ERB 224 | 2400 mm | 4,35 kg | 5 | ||||
| ERB 230 | 3000 mm | 5,44 kg | 5 | ||||
INSTALACIÓN DE PUNTAS DE TIERRA
Las picas de tierra se instalan durante las obras de ingeniería civil asociadas con la construcción de subestaciones. Se toman lecturas de resistividad del suelo y, si esta es superior a 200 Ωm (es decir, en zonas donde el suelo está compuesto principalmente de pizarra, esquisto o roca) , se instalan picas de tierra verticales para reducir la resistencia. Consulte las recomendaciones de la empresa de servicios públicos o del operador local del Reino Unido, que varían según las normas y preferencias de ingeniería.
Resistividad del suelo y selección de varillas de tierra
El modelo de suelo y las condiciones del terreno son esenciales para un diseño eficaz de un sistema de puesta a tierra, donde los valores de resistividad del suelo determinan el tipo y la longitud de las varillas de tierra necesarias. Ante un diseño de puesta a tierra complejo, la estrategia habitual consiste en complementar la lista de materiales con conductores y varillas de tierra adicionales. Esto no siempre es beneficioso, ya que los costos pueden ser elevados y las varillas próximas entre sí tienen una eficacia reducida.
Efectos corrosivos de los tipos de suelo: los factores asociados con la corrosión de los metales en contacto con el suelo que deben considerarse son: la naturaleza química del suelo (acidez/contenido de sal), la aireación diferencial y la presencia de bacterias anaeróbicas. A continuación, se presenta una lista de suelos agresivos en orden creciente de agresividad:
- Suelos de grava
- Suelos arenosos
- Suelos limosos (marga)
- Arcillas
- Turba y suelos orgánicos
