Medir una puesta a tierra implica conectar cables a la malla y a sondas lejanas. Si ocurre una falla o cae un rayo durante la prueba, entre ellos puede aparecer una tensión de miles de voltios. IEEE 81 enumera los riesgos: tensión en el electrodo, cables paralelos a líneas energizadas, pararrayos y neutros desconectados.
Respuesta corta. Una puesta a tierra se mide con cables que van de la malla a sondas lejanas. Si en ese momento ocurre una falla a tierra en la subestación o cae un rayo, entre la malla y los puntos remotos aparece una diferencia de potencial que puede ser de miles de voltios. IEEE Std 81-2012 dedica su cláusula 5 a estos riesgos. Este artículo explica cuáles son y por qué existen; no reemplaza el procedimiento de seguridad de su empresa ni el del operador de la instalación.
Por qué hay tensión en el electrodo bajo prueba
Cuando una falla a tierra inyecta corriente por la malla, el potencial de la malla sube respecto a la tierra remota. Esa subida es la elevación de potencial de tierra, o GPR (ground potential rise). La cláusula 5.1 indica que puede ser del orden de varios miles de voltios, y que las tensiones de paso y de contacto alrededor del electrodo, del equipo de prueba y de las tierras remotas también pueden ser letales.
El riesgo no depende solo de las fallas. Los cables hacia las sondas de corriente y de potencial llegan a puntos que representan la tierra remota. La guía pide tratarlos como si pudiera existir tensión entre ellos y cualquier punto de la malla de la subestación. Las fallas del sistema y los rayos son la principal preocupación. Además, la señal que el equipo inyecta en el electrodo remoto de corriente puede producir tensiones de contacto significativas.
Qué riesgos enumera la guía
| Situación | Riesgo | Qué señala IEEE 81 |
|---|---|---|
| Electrodo y cables de prueba conectados a la malla | Tensión letal entre el electrodo y una tierra remota; transferencia de potencial en una falla | Cláusula 5.1 |
| Sondas remotas fuera de la vista o en zona pública | Personas tocan un cable o una sonda con tensión | Cláusula 5.1 d) |
| Cables de prueba paralelos a una línea con corriente alta | Tensión inducida en el cable, con riesgo de choque grave para quien esté en serie con un extremo y una sonda | Cláusulas 5.1 e) y 7.4.1 |
| Prueba de continuidad de tierra de pararrayos | La base puede acercarse al potencial de la línea; descargas de rayo o maniobra superiores a 50 000 A; falla del sistema si el pararrayos falla durante la prueba | Cláusula 5.2 |
| Desconexión de neutros y de cables de guarda | Tensiones peligrosas por corriente en los hilos interconectados o por acople con otros circuitos, con la línea energizada o no | Cláusula 5.3 |
| Desconexión del neutro de un equipo energizado | Tensiones altas que pueden herir al personal o dañar el equipo | Cláusula 5.4 |
| Equipos de prueba con tensión de salida mayor a 50 V | Choque si alguien toca un conductor energizado; el público debe quedar protegido | Cláusula 6.2 |
La mayoría de los instrumentos de prueba entregan 50 V o menos. Si se usa un instrumento de mayor tensión, la propia guía pide extremar el cuidado con los potenciales en electrodos y cables.
Las precauciones que describe la norma
La cláusula 5.1 enumera medidas de carácter general. Se plantea un plan de prueba revisado con el personal que participa. Las manos y otras partes del cuerpo no deben cerrar el circuito entre puntos de posible alta diferencia de potencial. Los guantes y el calzado con aislamiento dieléctrico reducen el riesgo al manipular cables que salen de la malla. Los cables y electrodos expuestos se aíslan de trabajadores y público antes de aplicar la señal y antes de conectarlos a la malla. La señal se aplica durante periodos cortos y los cables se retiran apenas termina la prueba. La guía aclara que pueden hacer falta otras precauciones.
Para los cables que corren en paralelo a una línea energizada, la guía indica que la orientación física de los cables, la puesta a tierra o ambas pueden mitigar la tensión inducida.
Observador con radio
Las sondas remotas pueden quedar fuera de la vista del personal de prueba, o sus cables pueden pasar por un área accesible al público. En ese caso se vigilan de forma continua con un observador en contacto por radio con quien opera el equipo. La guía lo pide mientras haya señal de prueba aplicada o los potenciales remotos superen 50 V. También advierte que uno o más cables conectados a la malla pueden transferir potenciales muy superiores a 50 V en una falla, de modo que el observador es necesario mientras los cables sigan unidos a ella.
Qué cubre este artículo y qué no
Esta guía explica los riesgos reales de la medición, que son los mismos en cualquier instalación energizada. No indica cómo montar una prueba, qué protecciones usar ni qué valores de equipo de protección personal aplicar. La propia norma advierte que sus documentos no están pensados para garantizar la seguridad: quien aplica una guía es responsable de determinar y cumplir las prácticas de seguridad, las leyes y los reglamentos aplicables. En una subestación en servicio, esas prácticas incluyen los permisos de trabajo del operador y los procedimientos de la empresa.
Si necesita entender por qué una malla puede elevar su potencial, vea las guías de tensión de paso y de contacto y de malla de puesta a tierra. Si la prueba incluye pararrayos, consulte la guía de corriente de fuga en pararrayos y la de apantallamiento contra descargas atmosféricas. Para entender cómo se produce el choque, vea Choque eléctrico en una subestación y Corriente tolerable por el cuerpo humano según IEEE 80. Los potenciales que llegan por cables y tuberías se explican en Tensión transferida: cables, tuberías y cercas, y las lecturas que se falsean durante la prueba, en Errores al medir la tierra.
Medimos su puesta a tierra
En Tiza Group medimos puestas a tierra en subestaciones y plantas en servicio, con un plan de prueba y de seguridad acordado con el operador de la instalación. Vea el servicio de pruebas y puesta en servicio o escríbanos por contacto. En la cotización le recomendamos la prueba y el equipo que su caso necesita.
Guías relacionadas
- Errores al medir la tierra: corrientes parásitas y acople
- Elevación de potencial de tierra (GPR): qué es y cálculo
- Tensión transferida: cables, tuberías y cercas
- Choque eléctrico en una subestación: cómo ocurre y por qué
- Tensión de paso y contacto: diferencia, IEEE 80 y RETIE
Referencias
- IEEE Std 81-2012, IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Grounding System: cláusulas 5.1 a 5.4 (precauciones de seguridad), 6.2 (electrodos de prueba y tensión de prueba) y 7.4.1 (interferencias y advertencia por cables paralelos a corrientes altas).
- IEEE Std 80, IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding.
Preguntas frecuentes
¿Puede haber tensión peligrosa en la malla si no hay ninguna falla?
Sí. IEEE 81 advierte que puede existir una tensión letal entre el electrodo en prueba y una tierra remota en condiciones rutinarias, y también si ocurre una falla en el sistema mientras se prueba. Además, la propia señal de prueba inyectada en el electrodo remoto puede producir tensiones de contacto significativas.
¿Para qué se necesita un observador con radio durante la prueba?
Las sondas remotas y sus cables pueden quedar fuera de la vista o en una zona accesible al público. La guía pide vigilarlos de forma continua con un observador en contacto por radio con quien opera el equipo, mientras haya señal de prueba aplicada o potenciales remotos superiores a 50 V.
¿Se puede desconectar la tierra de un pararrayos para medirla?
No mientras su terminal primario siga conectado a una línea energizada. La base del pararrayos puede tomar un potencial cercano al de la línea. La guía indica que nunca se desconecta la tierra de un pararrayos bajo esa condición, sea cual sea la razón.