IEEE Gua para medir Masa Resistividad, impedancia, Superficie de la Tierra y potencial de una Sistema de Puesta a tierra1. Descripcin general1.1 AlcanceLos mtodos y tcnicas que se utilizan para medir las caractersticas elctricas del sistema de puesta a tierra del examen abarcan los siguientes temas:a) El establecimiento de condiciones de prueba segurasb) Medicin de la resistividad del terrenoc) Medicin de la resistencia a la frecuencia del sistema de potencia o impedancia del sistema de tierra a la tierra remota d) Medicin de la transitoria (aumento) de impedancia del sistema de tierra a la tierra remotae) Medicin de tensiones de paso y contacto f) Verificacin de la integridad del sistema de puesta a tierra g) La revisin de los mtodos y procedimientos comunes para la realizacin de las pruebas en tierra h) Revisar las caractersticas de instrumentacin y limitaciones i) Revisin de los diversos factores que pueden distorsionar las mediciones de prueba1.2 PropsitoEl propsito de esta gua es dar a conocer los mtodos prcticos de instrumentacin que se pueden utilizar para medir la resistividad del terreno , la impedancia a la tierra a distancia , paso y tensiones de contacto , y las distribuciones actuales de las redes de tierra asociados con instalaciones de servicios elctricos . Esta gua est pensada para ayudar al ingeniero o tcnico en la obtencin e interpretacin de datos precisos y confiables . Los factores que influyen en la eleccin de los instrumentos se analizan junto con una presentacin de las tcnicas de campo de varios tipos de mediciones. Estos factores incluyen el propsito de la medicin , la precisin requerida , los tipos de instrumentos disponibles , las posibles fuentes de error , y la naturaleza de la planta o sistema de conexin a tierra bajo prueba . Tambin se describen los procedimientos de prueba que promuevan la seguridad del personal y los bienes, y que trata de minimizar las interferencias de funcionamiento con instalaciones vecinas.2. Referencias normativasEl siguiente documento de referencia es indispensable para la aplicacin de este documento (es decir, debe ser comprendido y utilizado, por lo que cada documento de referencia se cita en el texto y su relacin con este documento se explica). Para las referencias con fecha slo se aplica la edicin citada. Para las referencias sin fecha se aplica la ltima edicin del documento de referencia (incluyendo cualquier modificacin o correccin) se aplica. 3. DefinicionesA los efectos de este documento, los siguientes trminos y definiciones. El IEEE Standards Diccionario en lnea debe ser consultado para los trminos no definidos en este clausula 03.Resistividad aparente del suelo : La resistividad equivalente , en trminos generales de un volumen de suelo con diferentes propiedades.Unin : La interconexin elctrica de los elementos conductores , diseadas para mantener un potencial elctrico comn .Contrapeso (lneas areas ) ( proteccin contra rayos ): Un conductor o sistema de conductores , por lo general rranged bajo una lnea de transmisin o distribucin , que se encuentra con mayor frecuencia por debajo de la superficie de la tierra y conectado al sistema de puesta a tierra de las torres o postes de apoyo a la lnea.Acoplamiento : La asociacin de dos o ms circuitos o sistemas , de tal manera que la informacin de potencia o seal se transfiere de uno a otro .Diferencia de potencial elctrico : La energa potencial por unidad de carga entre dos puntos en un campo elctrico .Lnea equipotencial o contorno : El lugar geomtrico de puntos que tienen el mismo potencial en un momento dado .Tierra : Conexin conductora , ya sea intencional o accidental, por el cual un circuito elctrico o el equipo est conectado a la tierra o algn cuerpo conductor de magnitud relativamente grande que sirve de lugar de la tierra.Corriente de tierra: Una corriente que entra y sale de la tierra o su equivalente sirviendo de cauce. Electrodo de tierra: Un conductor incrustado en la tierra y se utiliza para recoger la corriente de tierra desde o disipar la corriente de tierra en la tierra. Rejilla de tierra: Un sistema de electrodos de tierra interconectadas dispuestas en un patrn sobre un rea especificada y enterrados bajo la superficie de la tierra. Impedancia de tierra: La suma vectorial de la resistencia y la reactancia entre un electrodo de tierra, rejilla o sistema y la tierra remota. Potencial de tierra subida (GPR): El potencial elctrico mximo que un electrodo de tierra, de cuadrcula o sistema podran alcanzar con relacin a un punto de tierra lejana supone que est en el potencial de tierra remoto.NOTA.-En condiciones normales, el equipo elctrico conectado a tierra opera a cerca de potencial de tierra cero. Es decir, el potencial de un conductor neutro a tierra es casi idntico al potencial de tierra a distancia. Durante una de falla a tierra de la parte de la corriente de falla que se llev a cabo por la rejilla de tierra en la tierra hace que el aumento del potencial de la red con respecto a earth.Resistencia de tierra : La impedancia , con exclusin de la reactancia , entre un electrodo de tierra , rejilla o el sistema y la tierra remota. Tenga en cuenta que algunas secciones de esta gua se refieren a la impedancia de tierra como de resistencia de tierra si la porcin reactiva de la impedancia se considera insignificante .Circuito de retorno a tierra : Un circuito en el que la tierra o un cuerpo conductor equivalente se utiliza para completar el circuito y permitir la circulacin de la corriente o de la fuente de corriente .Tierra : Un sistema , circuito o aparato provisto de una planta ( s ) a los efectos de establecer un circuito de retorno a tierra y para mantener su potencial aproximadamente al potencial de tierra.Sistema de puesta a tierra : Comprende todas las instalaciones de puesta a tierra interconectadas en un rea especfica.Resistencia mutua de los electrodos de puesta a tierra : Igual al cambio de voltaje en un electrodo producido por un cambio de la corriente en el otro electrodo , y se expresa en ohmios .Perfil potencial : Una parcela de potencial como funcin de la distancia a lo largo de una ruta especificada. Tierra remota : un concepto terico que hace referencia a un electrodo de tierra de impedancia cero coloc un distancia infinita de la tierra bajo prueba. En la prctica, se acerc a la Tierra a distancia cuando el resistencia mutua entre el suelo bajo prueba y el electrodo de prueba se convierte en insignificante . tierra remota normalmente se considera que es a potencial cero .Suelo ( tierra ) Resistencia : Una medida de la cantidad de un volumen de suelo resistir una corriente elctrica y es generalmente expresada en ohm- metros.Tensin de paso : La diferencia de potencial de superficie que podra ser experimentado por una persona salvar un distancia de 1 metro con los pies sin tocar nada de tierra.Potencial de superficie gradiente: La pendiente de un perfil de potencial , el camino de la que se cruza equipotencial lneas en ngulo recto.Toque de tensin : Es la diferencia de potencial entre el potencial de tierra subida ( GPR ) de una red de puesta a tierra o sistema y el potencial de superficie donde una persona puede estar de pie , mientras que al mismo tiempo tener una mano en contacto con una estructura u objeto conectado a tierra. Mediciones de voltaje Touch pueden ser " circuito abierto " ( sin la resistencia del cuerpo equivalentes incluidas en el circuito de medicin ) o " circuito cerrado " ( con la resistencia del cuerpo equivalente incluido en el circuito de medicin ) .Tensin transferidos: Un caso especial de tensin de contacto , donde se transfiere una tensin dentro o fuera de la proximidades de un electrodo de tierra desde o hacia un punto remoto externo al electrodo de tierra .4. objetivos de la prueba4.1 mediciones de resistividad de la Tierra Mediciones de resistividad de la Tierra se utilizan para llevar a cabo lo siguiente: a) Calcule la impedancia de tierra de un sistema de puesta a tierra b) Estimar gradientes potenciales incluyendo tensiones de paso y contacto c) Calcular el acoplamiento inductivo entre circuitos de potencia vecina y de la comunicacin d) los sistemas de proteccin catdica Diseo e) Diseo de corriente alterna ac) mitigacin (para el acoplamiento entre lneas de transmisin y tuberas f) Llevar a cabo estudios geolgicos 4.2 Impedancia y medidas de potencial de gradiente Medicin de la resistencia de tierra o impedancia y gradientes de potencial en la superficie de la tierra debido para conectar a tierra las corrientes se utilizan para llevar a cabo lo siguiente: a) Verificar la adecuacin de un nuevo sistema de conexin a tierra b) Detectar los cambios en un sistema de puesta a tierra existente c) Identificar las tensiones de paso y contacto peligrosas d) Determinar GPR para disear la proteccin de los circuitos de potencia y de la comunicacin5 . Las precauciones de seguridad al hacer pruebas en tierra5.1 Pruebas de los electrodosPuede existir una tensin mortal entre el electrodo de tierra bajo prueba y un campo remoto en condiciones de rutina o si se produce un fallo de sistema de potencia que implica la tierra de la estacin , mientras se llevan a cabo pruebas en tierra . La elevacin del potencial de tierra puede estar en el orden de varios miles de voltios . Paso y tensiones de contacto de todo el electrodo de tierra bajo prueba , equipos de prueba , y los terrenos remotos tambin pueden ser letales .Dado que los electrodos de corriente y potenciales se encuentran en puntos que representan la tierra a distancia , los cables a estos electrodos se tratan como si pudiera existir una posible tensin entre los cables de prueba y cualquier punto de la cuadrcula de tierra de la estacin . El rea principal de preocupacin involucra fallos del sistema o la cada de rayos , que pueden causar tensiones de hasta varios miles de voltios que se produzca entre el suelo de la estacin y puntos remotos.Tambin es importante comprender que la seal de prueba inyectada en un electrodo remoto de corriente tambin puede dar lugar a tensiones de contacto significativos . Las siguientes precauciones pueden reducir estos riesgos , aunque otras precauciones tambin pueden ser necesarias :a) Las manos u otras partes del cuerpo no estn permitidos para completar el circuito entre los puntos de posible diferencia de potencial alto. Guantes y calzado dielctricamente nominal puede reducir la peligros asociados con los cables de prueba de manipulacin que se extienden fuera de la malla de tierra de la estacin.b) Cables y electrodos de prueba expuestas estn aisladas de los trabajadores y el pblico en general antes de aplicar voltajes de prueba . c) Se aplica una seal para los perodos de ensayo cortos , y todos los cables de prueba se eliminan inmediatamente despus de finalizar la prueba .d) Si las sondas actuales y potenciales remotas no estn a la vista del personal de la prueba o si los cables de prueba estn ubicados en una zona accesible para el pblico, entonces estos puntos estn bajo observacin continua usando un observador de tiro en contacto por radio con el operador de equipos de prueba , siempre y como se aplica la seal de prueba o potenciales remotas tienen ms de 50 V. e) Si los extremos no conectados a tierra de los cables de prueba en paralelo una lnea energizada por varios cientos de pies , entonces un voltaje peligroso puede ser inducida en los cables de prueba si las grandes corrientes fluyen en la lnea energizada . Este problema a veces puede ser mitigado mediante la orientacin fsica de los cables de prueba , puesta a tierra , o ambos.5.2 Pruebas de continuidad de tierra del pararrayos sobretensiones Las Pruebas de continuidad de tierra del pararrayos sobretensiones requieren un cuidado especial por las siguientes razones :a) No desconecte nunca el suelo de un descargador de sobretensin por cualquier motivo mientras que el terminal principal permanece conectado a una lnea energizada .b) La corta duracin rayos o corrientes de conmutacin pueden ser dados de alta en la tierra y pueden superar los 50000 A.c) Un fallo del sistema puede ocurrir si un descargador de sobretensin falla durante la prueba.5.3 pruebas en tierra neutral y alambre escudoLa desconexin de los cables neutros y de escudo puede generar tensiones peligrosas . Este peligro puede ocurrir si la lnea se activa o no, debido al flujo de corriente a travs de los hilos apantallados interconectadas o acoplamiento mutuo con otros circuitos energizados.5.4 Equipo de prueba de terreno neutralLas altas tensiones pueden ocurrir y posiblemente daar el personal y / o daos en el equipo si los neutrales estn desconectados de equipos energizados .6. Consideraciones generales sobre los problemas relacionados con la medicin 6.1 Complejidades Las mediciones de resistividad de suelo, impedancias de tierra, y los gradientes de potencial de la tierra presentan una serie de complejidades que no se encuentran en otra resistencia, impedancia, y las medidas potenciales. En algunas situaciones, puede ser necesario realizar varias mediciones para trazar las tendencias y analizar la situacin. Corrientes parsitas y otros factores pueden interferir con las mediciones.Con el desarrollo y el crecimiento industrial adyacente a las subestaciones elctricas, la eleccin de un modelo adecuado o la ubicacin para sondas de prueba para hacer una prueba de resistencia es cada vez ms difcil. La conexin de los cables de tierra areos, tuberas de agua enterradas, cubiertas de cables, vas frreas adyacentes, sistemas de transporte, etc., todos pueden tener un efecto sobre el circuito elctrico probado y pueden introducir errores significativos. Tambin debe tenerse en cuenta que los cables de tierra areos pueden ser aislados, ya sea deliberadamente o por conexiones pobres, y por lo tanto, las pruebas en baja tensin pueden dar respuestas diferentes a partir de pruebas de fallos reales. Para mejorar la precisin de la medicin para la comparacin con los valores calculados, las mediciones de la impedancia de tierra pueden realizarse antes de la interconexin de las pantallas externas de los cables, tubos metlicos, y otras interferencias externas. La impedancia de una malla a tierra normalmente disminuir ligeramente a medida que la tierra se deposita en una compacidad uniforme un ao o ms despus de la instalacin.6.2 Electrodos de prueba Varios mtodos de medicin de impedancia de tierra descritos en la Clusula 7 hasta la Clusula 12 requieren el uso de electrodos de prueba de tensin y corriente. La impedancia de los electrodos de prueba puede tener un efecto significativo sobre la precisin de las mediciones de impedancia. Si se realiza una prueba de tierra usando el mtodo de prueba de dos puntos, el error de medicin puede reducirse si la impedancia del electrodo de prueba es insignificante con respecto a la tierra probada. Por el contrario, para el mtodo de prueba de tres puntos, el error de medicin puede reducirse si la impedancia del electrodo de prueba es similar en magnitud a la impedancia de la tierra bajo prueba. Obviamente, estas restricciones limitan el uso de tales mtodos a tierra en extensiones relativamente pequeas, tales como piscinas residenciales de natacin, campos de polo y pequeas reas de subestaciones de distribucin en baja tensin.En el caso de mediciones de impedancia utilizando el mtodo de cada de potencial, los requisitos de los electrodos de prueba no son tan crticos.Los instrumentos de prueba necesitan suficiente corriente fluyendo en el circuito de prueba para obtener mediciones de prueba precisas y resultados de prueba fiables. Por lo tanto, un conocimiento del circuito de prueba es necesario porque es posible que el equipo de prueba produzca insuficiente corriente de prueba, si la resistencia del electrodo de prueba es demasiado alta.Insuficiente corriente de prueba se define como:a) Corriente inferior que la sensibilidad del instrumento.b) Corriente en el orden de magnitud de las corrientes parsitas en la tierra.c) O ambos a) y b).En el caso a), la nica accin correctiva disponible en el sitio de la medicin es aumentar la corriente de prueba.Esto se puede hacer ya sea aumentando la tensin de la fuente de alimentacin o por la disminucin de las resistencias de los electrodos involucrados en el circuito de corriente. El aumento de la tensin de alimentacin podra no ser una opcin, debido a las limitaciones en el instrumento de medicin. Si se utiliza un instrumento con un voltaje superior, se debe tener cuidado para evitar potenciales peligrosos en los electrodos y conductores de prueba. La mayora de los instrumentos de prueba proporcionan una tensin de 50 V o menos.

ADVERTENCIASi la tensin de prueba excede los 50 V, existe un riesgo de descarga elctrica si alguien toca un conductor energizado. Equipo de proteccin personal apropiado es utilizado habitualmente por el personal y medidas adecuadas implementadas para proteger al pblico de la exposicin a una situacin potencialmente peligrosa.

A menudo, la forma ms efectiva de aumentar la corriente de prueba es disminuir la resistencia del electrodo. La resistencia del electrodo de prueba se puede reducir por la conduccin de la varilla ms profunda en el suelo, vertiendo agua alrededor de la varilla, o la conduccin de varillas adicionales e interconexionando los mismos en paralelo. La adicin de sal al agua vertida alrededor de los electrodos de prueba es de muy poco valor; la humedad es el principal requisito. Si un electrodo de corriente se compone de varillas de tierra paralelas, entonces una separacin adecuada (no ms cerca de la longitud por debajo del nivel del electrodo de corriente) entre las varillas de tierra reducir al mnimo el impacto de las resistencias mutuas. Los valores mximos de resistencia de los electrodos de corriente y potencial dependern del tipo de instrumento utilizado.Si las corrientes parsitas estn presentes cuando se realizan pruebas de corriente continua (DC), la interferencia puede ser mitigado por el establecimiento de la corriente de prueba a un valor significativamente por encima de las corrientes parasitas DC a tierra. Cuando se realizan pruebas con AC o seales DC peridicamente invertidas, la interferencia puede ser mitigada por el establecimiento de la frecuencia de la seal de prueba a una frecuencia no presente en las corrientes parsitas o utilizar una seal de ruido aleatorio.Una sonda de potencial con alta resistencia a tierra remota tambin puede influir en la tensin medida por el instrumento. Si esta resistencia es del mismo orden de magnitud que la impedancia de entrada del instrumento, entonces la tensin real ser dividida entre la tensin medida y la tensin a travs de la resistencia del electrodo de potencial. En casos con resistividades bajas del suelo, el error causado por esta influencia es insignificante, pero en el caso de entornos con suelo arenoso o rocoso, el usuario podra considerar la reduccin de la resistencia del electrodo para reducir este error. De lo contrario, si esta influencia prevalece, entonces la resistencia indicada ser menor que la resistencia real.6.3 Corrientes Continuas Parasitas La conduccin de electricidad en el suelo es electroltica y la corriente continua resulta en reacciones qumicas y diferencias de potencial. Potenciales continuos son producidos entre diferentes tipos de suelo y entre suelo y metal por la accin galvnica. Los sistemas de proteccin catdica de gasoductos, vas de ferrocarril DC, y lneas de transmisin DC son algunas de las principales fuentes de corrientes DC en el suelo. Potenciales galvnicos, polarizacin y corrientes continuas parasitas pueden interferir seriamente con las mediciones de corriente continua. Por lo tanto, la corriente continua peridicamente invertida o a veces una corriente pulsada regularmente es usado en la toma de mediciones. Sin embargo, cuando se utiliza corriente continua peridicamente invertida para mediciones de resistencia, los valores resultantes estarn bastante cerca, pero que podra no ser exacta para aplicaciones de corriente alterna. Corrientes solares inducidas, que pueden ser cuasi-DC, podran influir en los resultados de prueba.6.4 Corrientes Alternas Parasitas Las corrientes alternas parasitas en la tierra, en el sistema de puesta a tierra bajo prueba, y en los electrodos de prueba presentan una complicacin adicional. Los efectos de la corriente alterna parasita pueden ser mitigados en las mediciones de resistencia a tierra utilizando una frecuencia que no est presente en la corriente parsita o usando una seal de ruido aleatorio. La mayora de los dispositivos de medicin usan frecuencias dentro de un rango de 50 Hz a 3400 Hz. El uso de filtros o instrumentos de medicin de banda reducida, o ambos, es a menudo requerido para superar los efectos de las corrientes alternas parasitas.6.5 Componente reactiva de impedancia de un amplio Sistema de Puesta a Tierra La impedancia de un amplio sistema de puesta a tierra puede ser baja (menor que 1), pero podra tener un componente reactivo significativo (Harrison [B34] 5). Ciertas precauciones son necesarias para la medicin de la impedancia a la frecuencia de alimentacin de un amplio sistema de puesta a tierra. Para estas mediciones, los dispositivos de prueba son operados a una frecuencia de prueba que est ligeramente por encima o debajo de la frecuencia del sistema alimentacin para obtener mediciones ms precisas.6.6 Acoplamiento entre conductores de prueba El acoplamiento inductivo puede ocurrir entre componentes de dos o ms circuitos AC por medio de la inductancia mutua que asocia los dos circuitos. El efecto de acoplamiento entre los conductores de prueba se vuelve importante cuando se miden valores bajos de impedancia a tierra. Cualquier voltaje producido en el conductor de potencial debido al acoplamiento de corriente que fluye en el conductor de corriente es directamente aadido a la tensin verdadera y produce un error de medicin. El acoplamiento inductivo de 50 Hz o 60 Hz entre dos conductores de prueba en paralelo podra ser tan alta como 0,1/100 m. Como resultado, el error puede ser considerable debido a la baja impedancia a tierra, usualmente ocurre en mallas a tierra que cubren grandes reas, y largos conductores de prueba son tpicamente necesarios para llegar a la tierra remota. De este modo, el acoplamiento entre los conductores de prueba puede introducir errores considerables cuando una malla a tierra que cubre una gran rea tiene una impedancia relativamente baja.Contrariamente, una malla a tierra que cubre un rea pequea, por lo general tiene una impedancia a tierra relativamente alta, que permite a los conductores de prueba ms cortos llegar a la tierra remota. Por lo tanto, los efectos de acoplamiento pueden esperarse ser peores en mediciones de gran superficie, tierras de baja impedancia. Como regla general, el acoplamiento del conductor de prueba suele ser insignificante en mediciones de tierras que son de 10 o mayor, es casi siempre muy importante en las mediciones de 1 o menos, y puede ser importante en el rango entre 1 y 10.El acoplamiento del conductor de prueba puede ser minimizado apropiadamente por el enrutamiento de los conductores de potencial y corriente. Cuando el acoplamiento del conductor de prueba es anticipado, el enrutamiento adecuado puede incluir la separacin de los conductores o cruzar los conductores a 90.6.7 Objetos metlicos enterrados Objetos parcial o totalmente enterradas, tales como rieles y tuberas metlicas, situadas en las proximidades de la tierra probados, tendran una influencia considerable en los resultados de prueba (Dawalibi y Mukhedkar [B23], Rudenberg [B55]). Los contornos de tierra potencial son distorsionados y los gradientes se incrementan cuando se mide por encima de objetos metlicos enterrados. Siempre que se sospeche la presencia de estructuras metlicas enterradas en la zona donde las mediciones de resistividad del suelo se han de realizar y se sabe la ubicacin de estas estructuras, la influencia de estas estructuras en los resultados de las mediciones de resistividad del suelo se pueden minimizar mediante la alineacin de las sondas de prueba en una direccin perpendicular al enrutamiento de estas estructuras. Localizar las sondas de prueba, en lo posible, de estructuras enterradas.7. Resistividad de la Tierra 7.1 Generalidades Las tcnicas para medir la resistividad del suelo son esencialmente, las mismas para la mayora de las mediciones. Sin embargo, la interpretacin de los datos registrados puede variar considerablemente, especialmente donde se encuentran suelos con resistividades no uniformes. La complejidad adicional causada por los suelos no uniformes es comn, y slo en unos pocos casos, las resistividades del suelo son constantes con el aumento de la profundidad. La resistividad de la tierra vara no slo con el tipo de suelo, sino tambin con la temperatura, humedad, contenido de minerales, y la compacidad (Figura 1). La literatura indica que los valores de resistividad de la tierra varan desde menos de 1 -m para agua de mar hasta 109 -m para piedra arenisca. La resistividad de la tierra aumenta lentamente a medida que disminuye la temperatura de 25 C a 0 C. Debajo de 0 C, la resistividad aumenta rpidamente. En suelo congelado, como en la capa superficial del suelo en invierno, la resistividad puede ser excepcionalmente alta.La Tabla 1 muestra los valores de resistividad para varios suelos y rocas. Tablas ms detalladas estn disponibles en IEEE Std 806 (Rudenberg [B55], Thug [B60]).Por lo general, hay varias capas de tierra, que tienen cada uno una resistividad diferente. Tambin pueden ocurrir cambios laterales, pero en general, estos cambios son graduales y despreciables en la proximidad de los sitios afectados.En la mayora de los casos, la medicin mostrara que la resistividad a es principalmente una funcin de la profundidad z. Para fines de ilustracin, vamos a asumir que esta funcin se puede escribir de la siguiente manera:)(1)La naturaleza de la funcin es en general, no simple y por consiguiente, la interpretacin de las mediciones consistir en el establecimiento de una funcin equivalente simple e, quede la mejor aproximacin. En el caso de circuitos de potencia y comunicacin, una configuracin de dos capas horizontales (IEEE Std 80, Dawalibi y Mukhedkar [B21], Endrenyi [B26], Giao y Sarma [B30], Sunde [B57], Thug [B60] ) y una tierra exponencial (Sunde [B57], Bruto [B60]) han demostrado ser buenas aproximaciones que pueden ser tiles en la determinacin de los diseos de sistemas.Algunas publicaciones (IEEE Std 80, Dawalibi y Mukhedkar [B23], Dawalibi y Mukhedkar [B21], Endrenyi [B26], Giao y Sarma [B30], Rudenberg [B55], Sunde [B57], Thapar y Gross [B59], Thug [B60]) han mostrado que los gradientes de potencial superficial a tierra dentro o adyacentes a un electrodo son principalmente una funcin de la resistividad de la capa superficial del suelo. En contraste, la resistencia del electrodo de tierra es principalmente una funcin de la resistividad del suelo profundo superficial del suelo. En contraste, la resistencia del electrodo de tierra es principalmente una funcin de la resistividad del suelo profundo. En este caso, la resistividad del suelo profundo se refiere a profundidades de aproximadamente el dimetro de un sistema de electrodos horizontales o hasta diez veces la profundidad de electrodos verticales. Esta definicin de la resistividad del suelo profundo no es vlida en aquellos casos extremos donde el electrodo est enterrado en capas superficiales de muy alta resistividad.

Figura 1- Varias resistividades de la tierra (Rudenberg [B55]): (a) Sal, (b) Humedad y (c) TemperaturaCuando se est midiendo la resistividad del suelo para determinar la impedancia de retorno a tierra (secuencia de cero) de una lnea de transmisin de AC, es importante entender que la impedancia de retorno a tierra es una funcin del logaritmo de la distancia entre un conductor y su camino de retorno equivalente. Esta profundidad de retorno a tierra equivalente se asume que es 658,5 ( / f)0.5 (Carson [B17]) basado en la resistividad del suelo uniforme y relativamente de baja frecuencia. Para frecuencias de alimentacin de 50 y 60 ciclos, la profundidad de retorno a tierra equivalente se acerca 1000 m. Para frecuencias ms altas, tal como la lnea elctrica portadora (~ 150 kHz), radio o los clculos de impedancia caracterstica, la profundidad de retorno a tierra equivalente es aproximadamente 20 metros o menos. Por tanto, es importante llevar a cabo tantas mediciones de resistividad superficial o profunda a lo largo de las lneas de transmisin para proporcionar adecuada informacin para determinar la impedancia de retorno a tierra.

8.1.2 Valor terico de la resistencia de tierraLos valores calculados o tericos de la resistencia de un electrodo a tierra pueden variar por los siguientes factores:a) Mtodos Analticos inadecuados usados en el clculo de la resistenciab) Las resistividades de tierra al momento de la medicin son diferentes de los asumidos en los clculos.c) Medida inexacta o insuficiente del estudio de resistividad, por ejemplo, el nmero y la dispersin de las pruebas, el espaciado de la sonda, y la insuficiencia de los instrumentos utilizados.d) Presencia de estructuras metlicas enterradas y cables de tierra en la proximidad del sitio de prueba, que puede desviar una cantidad sustancial, de la corriente de prueba.e) Las tenazas de medicin en las lecturas del medidor podra contener un error grande si la reactancia en el circuito de prueba es significativa en comparacin con la resistencia del circuito de prueba o si los filtros son inadecuados para filtrar 50 Hz o 60 Hz de frecuencia causados por las corrientes parsitas. Las tenazas de pruebas son principalmente las causas de los errores por la reactancia en el circuito de prueba ya que las frecuencias de ensayo suelen oscilar entre 1 kHz a 3,4 kHz. Adems, si los lazos de tierra estn presentes, a unos metros de tierra, Las abrazaderas no podran medir la impedancia de tierra prevista. Para obtener ms informacin, consulte el Anexo E.La diferencia entre los valores medidos y calculados de la resistencia puede ser minimizado si las mediciones de resistencia de resistividad del suelo y la malla de tierra se obtienen en condiciones climticas similares. Del mismo modo, para las redes de tierra que se ven influidas por los cambios estacionales, es prudente realizar las mediciones de resistividad del suelo en condiciones meteorolgicas adversas para obtener los valores conservadores de la ubicacin.8.2 Mtodos de medicin de impedancia de tierra8.2.1 GeneralesA continuacion se describe los mtodos generales de medicin de impedancia de tierra (IEEE Std 80 , Curdts [ B18 ] , Dawalibi y Barbeito [ B19 ] , Dawalibi y Mukhedkar [ B20 ] , Dawalibi y Mukhedkar [ B22 ] , EPRI EL- 2699 [ B27 ] , IEEE Std. 367-2012 [ B39 ] , Kinyon [ B42 ] , Megger [ B45 ] , Larsen y Nordell [ B44 ] , Meliopoulos et al. [ B47 ] , Tagg [ B58 ] , Thug [ B60 ] , Thug [ B61 ] ) . Para una descripcin de los instrumentos disponibles, consulte el Anexo E. En este apartado, el valor de la impedancia medida se llama resistencia, a pesar de que contiene un componente reactivo. El componente reactivo puede ser muy importante para los sistemas de puesta a tierra grandes o interconectados. La resistencia de un electrodo de masa generalmente se determina con corriente alterna o invertida peridicamente. Esto reduce al mnimo el efecto de las tensiones galvnicas que pueden estar presentes en las sondas y la interferencia de corrientes directas en el suelo de la proteccin catdica o corrientes telricas.8.2.2 Mtodos8.2.2.1 Mtodo de dos puntosEn este mtodo, la resistencia del electrodo de tierra se mide en serie con un electrodo de tierra auxiliar. La resistencia de la masa auxiliar se presume que es insignificante en comparacin con la resistencia de tierra a medir. El valor medido a continuacin, representa la resistencia de tierra medida.Una aplicacin de este mtodo es medir la resistencia de una barra conductora a tierra con respecto a una casa residencial cercana. Por lo general, una casa residencial cuenta con un sistema de puesta a tierra de baja impedancia debido a su vnculo con el conductor neutro de la red elctrica. El uso de este sistema de medicin de tierra puede producir un resultado con una precisin razonable.Obviamente, este mtodo est sujeto a grandes errores cuando se prueba para bajas resistencias de tierra. Si los electrodos principal y auxiliar estn demasiado cerca entre s, entonces la resistencia mutua puede ser errnea. 8.2.2.2 Mtodo de tres puntosEste mtodo implica el uso de dos electrodos auxiliares con sus resistencias designadas como r2 y r3. La resistencia del electrodo principal se designa como R1. La resistencia entre cada par de electrodos se mide y se designan R12, R13, y R23, donde:r12 = r1 + r2, etc.Resolviendo las tres ecuaciones simultaneas se obtiene que:

Mediante la medicin de la resistencia en serie de cada par de electrodos de tierra y sustituyendo los valores de resistencia en la ecuacin, el valor de R1 puede ser establecido. Si los dos electrodos auxiliares son sustancialmente de mayor resistencia que el electrodo que est en prueba, los errores en las mediciones individuales se pueden ampliar en gran medida en el resultado final. Para una medicin exacta, los electrodos deben estar a una distancia lo suficientemente lejos el uno del otro a fin de minimizar las resistencias mutuas entre ellos. En el caso de distancias inadecuadas entre los electrodos, pueden surgir resistencias absurdas o negativas. En la medicin de la resistencia de una barra de tierra, separar los tres electrodos por lo menos tres veces la profundidad de la varilla de medicin. En esta gua, tambin se hace la suposicin de que los electrodos auxiliares se accionan a la misma o menor profundidad que la varilla de tierra en prueba. Este mtodo se hace ms difcil de aplicar cuando el sistema de puesta a tierra es grande y complejo y se prefieren otros mtodos, especialmente si se desea una mayor precisin.8.2.2.3 Pruebas de falla por etapasLas pruebas por etapas de alta corriente se pueden realizar en voltajes elevado o reducido para los casos en que se desea informacin especfica en una instalacin de puesta a tierra en particular. El objetivo es registrar la tensin entre los puntos y las corrientes seleccionadas en circuitos especficos. El mtodo ms prctico para grabar las mediciones es el uso de instrumentos existentes, como canales de reserva en registradores de fallas. Tpicamente, las tensiones y corrientes que se registran son de altas magnitudes, y como resultado, se requieren circuitos de atenuacin (transformadores de corriente [CTs], transformadores de tensin, divisores de tensin, etc.) Las tensiones a medir se pueden estimar mediante la realizacin de la cada de potencial de las pruebas.La impedancia de entrada del dispositivo de grabacin tiene que ser significativamente mayor que la resistencia que se est midiendo para mejorar la precisin. El circuito de prueba puede implicar un electrodo auxiliar de alta resistencia conectada al lado primario del transformador de potencial. En tal caso, el dispositivo de grabacin puede ser calibrado mediante la insercin de una fuente de tensin variable entre el transformador de potencial y el electrodo auxiliar produciendo voltajes que sern medidos.8.2.2.4 Mtodo de cada de potencialEl mtodo de cada de potencial ( FOP ) implica hacer pasar una corriente entre un electrodo de tierra ( G) y una sonda de corriente ( CP ) , y luego medir la tensin entre G y una sonda de potencial ( PP ) , como se muestra en la Figura 6 . Para reducir al mnimo las influencias interelectrodo debido a resistencias mutuas, la sonda de corriente se coloca generalmente a una distancia sustancial desde el electrodo de tierra bajo prueba.Tpicamente, esta distancia es al menos cinco veces la dimensin ms grande del electrodo de tierra bajo prueba. La sonda de potencial se coloca tpicamente en la misma direccin que la sonda de corriente, pero se puede colocar en la direccin opuesta, como se muestra en la Figura 6. En la prctica , la distancia "X" para la sonda de potencial se elige a menudo para ser el 62% de la distancia de la sonda de corriente cuando las sondas actuales y potenciales estn en la misma direccin ( la regla del 62%) . Esta distancia se basa en la posicin tericamente correcta para la medicin de la impedancia del electrodo para un suelo con una resistividad uniforme ( Curdts [ B18 ] ) , se asume una distancia suficiente entre el electrodo de tierra bajo prueba y las sondas de prueba que estn presentes para permitir que las pruebas a ser consideradas como si fueran un hemisferio, y posteriormente se asumir que el electrodo de tierra no tiene interconecciones externas .

Figura 6- Ilustracin del mtodo de cada de potencialUna vez que los criterios para la sonda de corriente son satisfechos, la ubicacin de la sonda de potencial es crtica para medir con precisin la resistencia del electrodo de tierra. Las necesidades de localizacin estn libres de cualquier influencia tanto del electrodo de tierra bajo prueba y la sonda de corriente. Una forma prctica de determinar si la sonda de potencial est libre de influencias de otros electrodos es obtener varias lecturas de resistencia moviendo la sonda de potencial entre la malla de tierra y la sonda de corriente. Dos o tres lecturas de resistencia constantes consecutivas pueden ser asumidas para representar el valor de la resistencia verdadera ( mtodo de la pendiente plana). La Figura 7 muestra grficos tpicos de impedancia vs distancia PP de tierra. La lnea continua representa la orientacin de los electrodos auxiliares en la misma direccin se acerca a cero cerca del electrodo de tierra y al infinito cerca de la sonda de corriente. La grfica correspondiente a PP y CP en direcciones opuestas una de la otra, se comporta de manera diferente, como se muestra por la lnea discontinua. En una situacin ideal, un claro punto de inflexin se puede identificar que se acerca a la impedancia del electrodo bajo prueba. Los grficos mostrados en la figura 7 corresponden a los suelos con resistividad uniforme. Para los suelos no uniformes, estos grficos no pueden tener secciones de pendiente cero que suelen indicar las zonas de influencia de forma libre.La teora de FOP sugiere que, para un suelo con una resistividad uniforme, la lnea de trazos que se muestra en la Figura 7 siempre se acerca a la lnea continua de abajo, pero la distancia de separacin requerida es mayor cuando se utiliza sondas en lados opuestos. Adems, las variaciones debidas a la falta de uniformidad del suelo son mayores cuando el PP y CP se encuentran en direccin opuesta (lnea discontinua).Otras limitaciones del mtodo FOP impiden dar un valor de impedancia cierta. Se obtiene una medicin precisa de la impedancia slo cuando el sistema de puesta a tierra se puede representar como un hemisferio equivalente con un centro elctrico para la medicin de diversas distancias de la sonda. Un centro elctrico efectivo se define como un punto en un sistema de puesta a tierra, donde la mayor parte de la corriente de prueba fluye. Mallas de tierra ms aisladas con geometras simples pueden ser representadas por hemisferios equivalentes. Para los sistemas de puesta a tierra complejos tales como mallas de tierra de una subestacin grande (o incluso una pequea malla de tierra de una subestacin con un escudo interconectado y sistemas neutros), tal representacin es extremadamente difcil de obtener.

Figura 7 - Impedancia tpica vs potencial separacin de la sonda para el mtodo de cada de potencialEl Dr. GF Tagg [ B58 ] describe un mtodo conocido como el " mtodo de la pendiente . " En su mtodo, los supuestos de la resistividad del terreno uniforme y la representacin del sistema de electrodos de puesta a tierra como un electrodo semiesfrico equivalente permanecieron como antes. Sin embargo, su mtodo permiti la medicin de las distancias de la sonda de un punto conveniente, tal como desde el borde de un sistema de electrodos de puesta a tierra mediante la introduccin de las distancias de error en la ecuacin de cada de potencial. Mtodo de la pendiente de la Dra. Tagg [B58] se puede resumirse de la siguiente manera:a) Elegir un punto de partida conveniente para las mediciones lineales y seleccionar una distancia adecuada para el CP.b) Medida de las resistencias R1, R2 y R3 insertando PP en distancias 0.2CP , 0.4CP y 0.6CP, respectivamente.c) Calcular el coeficiente de la pendiente - variacin = ( R3 - R2) / ( R2 - R1).d) Consulte el valor de PPT / CP correspondiente al valor " " en la Tabla 5 .e) Medida de la resistencia mediante la colocacin de la sonda de potencial en la distancia PPT.

Tabla 5 - Coeficientes del mtodo de la pendiente[ B58 ]

Figura 8 Posicin del electrodo de potencial en dos capas diferentes8.2.2.4.1 Interpretacin de resultadosa) Al emplear el mtodo de cada de potencial (regla del 61.8%), la ubicacin del electrodo de corriente a 6.5 veces la mxima longitud de la malla de puesta a tierra a medir, considera distancias muy grandes (> 500m) en las cuales es muy difcil medir.b) Elimina dudas sobre las interferencias mutuas entre electrodos al usar grandes distancias para los electrodos auxiliares (de tensin y de corriente).c) No es muy exigente para determinar el centro elctrico de sistemas de puesta a tierras complejas con mltiples conexiones, tubos, electrodos y conductores con geometra regular en su contorno, pero que no se comporta elctricamente como una figura definida sobre el punto de vista de la conexin central.d) Elimina la necesidad de extensos clculos y simplifica la medicin al requerirse menores distancias al ubicar los electrodos auxiliares.Este mtodo consiste en obtener varias curvas de resistencia de puesta a tierra, colocando el Electrodo de corriente CP (ver Figura 6) a varias distancias y asumiendo varias posiciones para el centro elctrico del sistema de puesta a tierra que se est midiendo. A partir de estas curvas se obtiene la resistencia de puesta a tierra y la posicin exacta del centro de la malla.

8.2.2.5. En cuanto al mtodo de CLAMP-ON o STAKELESS, Es un metodo muy aplicado para la medicion de resistencias a tierra sin la necesidad de utilizar estacas. Pero tiene ciertas desventajas con respecto a la precision de sus resultados, esto es debidoa los ruidos de alta frecuencia que puedan ocacionarse a altas tensiones en los puntos de medicion, tambien el deterioro de los empalmes y/o conexiones afecta. Cabe indicar tambien que este metodo no es aplicable a mallas a tierra en Subestaciones.8.2.2.6. MEDICION DE RESISTENCIAS POR EL METODO FOP/CLAMP-ON,Este mtodo es un mtodo que nos ayuda a calcular la resistencia a tierra de las torres o estructuras de lneas de transmisin, si bien es cierto en muchos lugares las torres de alta tensin no cuentan con un sistemas de puesta a tierra de electrodos, y no sabemos cual es la resistencia que ofrecer la torre ante un evento de Elevacin de tensin. Con este mtodo sin la necesidad de estacas y mediante cada de potencial calculamos las Resistencias que ofrecen las Torres, en las cuales las sondas son colocadas en cada pata de la torre. Cabe indicar que as como utiliza el mtodo de CLAMP-ON, estas mediciones pueden ser afectadas por ruidos de alta frecuencia, que ocasiona mala lectura de los medidores.8.2.2.7. MEDICIN DE LA IMPEDANCIA A TIERRA POR UN MULTMETRO A TIERRA BASADO EN COMPUTADORA, Este es un mtodo mas eficaz en cuanto a las mediciones de resistencias a tierra, es un mtodo que nos calculas adems de resistencias a tierra otros parmetros como la tensin de toque , la tensin de paso, continuidad en malla de tierra de subestaciones , resistencia del suelo. Es un mtodo que aplica 6 estacas, cabe indicar que asi como brindas mayor eficiencia, que no es afectado con el Ruido cumpliendo lo siguiente Filtracin ruidosa Correccin de errores de la tensin y del transductor de corriente Valoracin de impedancia de electrodo de tierra y factor de suelo por solucionando un 2 por 6 matriz de ecuacin utilizacin de la menor parte de mtodo ponderado cuadrado Muestra una impedancia de tierra (la magnitud y el ngulo de fase) contra el argumento de frecuencia sobre la PantallaTambin tiene desventajas o limitaciones de medicin en algunas Zonas asi se tiene. Voltaje y la distancia sonda de corriente se miden a partir de un centro elctrico asumido, y como resultado, la impedancia de un sistema de puesta a tierra interconectado no se determina con precisin. El valor de impedancia moderado puede variar con cambios del voltaje y/o posiciones de sonda corrientes. Sin embargo, el mtodo proporciona una gama de error con el valor de impedancia. El mtodo demanda que el valor verdadero de impedancia es incluido por este rango de .9. PRUEBAS DE POTENCIALES A TIERRA Y VOLTAJE DE PASO Y DE TOQUE.9.1. PropsitoLas diferencias de potencial, en un parmetro importante en cuanto a la seguridad del personal operativo, estos valores tienen que ser mnimos para evitar accidentes, las norma nos indica que la tensin de paso se debe de calcular a 1 metro y la tensin de toque es segn el contacto del cuerpo de la persona con una estructura tensionada y el contacto del pie a tierra.9.2. Tipos de tensiones de paso y contactoLa norma nos da que los clculos se tiene que realizar bajo las siguientes posibilidades de contacto.

1). El voltaje de toque de estructuraEl voltaje de toque de estructura es medido entre una estructura conectada con tierra (o el objeto metlico dentro de la subestacin) y la superficie de suelo dentro de 1 m (el toque de brazo) la distancia. El mximo por lo general ocurre en estructuras cerca del borde de la rejilla.2) El voltaje de toque de RedEl voltaje de toque de red es medido entre la malla de tierra y la superficie de suelo dentro de la huella de una red de malla. El mximo por lo general ocurre cerca del centro de una red sobre la periferia de la malla.3) Tensin de contacto de un cercoEl voltaje de toque de valla es medido entre una valla metlica y la superficie de suelo dentro de 1 m (la distancia de toque de brazo). Para una valla conectada con tierra, el mximo por lo general ocurre sobre el exterior en una esquina lo ms lejos del centro de la rejilla. Para una valla aislada, el mximo tambin puede ocurrir sobre el interior en un punto cerca de la rejilla.4) El voltaje de toque de PuertaEl voltaje de toque de valla es medido entre una valla metlica y la superficie de suelo dentro de 1 m (la distancia de toque de brazo). Para una valla conectada con tierra, el mximo por lo general ocurre sobre el exterior en una esquina lo ms lejos del centro de la rejilla. Para una valla aislada, el mximo tambin puede ocurrir sobre el interior en un punto cerca de la rejilla.5) Tensin de contacto transferido por SubestacinEl voltaje de contacto que transfiere la subestacin, es la diferencia mxima potencial entre la malla de tierra y el suelo dentro de 1 m (la distancia de toque de brazo) de un objeto metlico exterior a la malla, pero consolidado a la malla. Los ejemplos incluyen una herramienta elctrica conectada con tierra por caso usada ms all de la malla, la vaina de cables elctricos consolidados sobre un poste de contrahuella, la vlvula de cierre externa para un tubo de abastecimiento de agua consolidado a la rejilla, o una pista de ferrocarril consolidada a la malla.6) Voltaje de toque remoto transferidoEl voltaje de toque remoto transferido es la diferencia mxima potencial entre un objeto remotamente consolidado metlico y el suelo dentro de 1 m (la distancia de toque de brazo) en la proximidad a una estacin. Los ejemplos incluyen un grifo de agua en una residencia vecina consolidada a la distribucin de mltiples conexiones con tierra neutra o una vaina de cable remotamente referida telefnica.9.3. PROCEDIMIENTO DE MEDIDA (GENERAL).Estos procedimientos son de mucha importancia, los cuales se tienen que cumplir para la medicin de tensin de contacto y de paso segn la norma, la cual debe ser cumplida con los procedimientos de seguridad adecuados tambin es importante el calculo de la resistencia superficial que puede ser afectado por piedras, arcilla etc. y tenerlo en cuenta en el calculo de la resistencia atierra. Estos procedimientos son los siguientes.Los pasos para el procedimiento de medida son as:a. La corriente de prueba es difundida entre un punto remoto y la rejilla siendo probada para simular una condicin de defecto. Diferencias locales potenciales por lo general son probadas con la impedancia de tierra de estacin. Mirar la Clusula 8 para ms detalles en cuanto a la inyeccin de corriente de prueba. b. los potenciales puede ser medido diferencialmente usando un par torcido de cable conectado a dos sondas (el voltaje de paso) o conectado a una sonda y un clip a una estructura cercana metlica (el voltaje de toque). El voltaje de paso tambin puede ser obtenido por haciendo dos medidas de voltaje de toque en posiciones 1 m aparte y tomando la diferencia entre los voltajes de toque moderados.c. Ser seguro las sondas hacen el contacto bueno con el suelo subyacente. Ac separado a pilas ohmmeter puede ser configurado para medir la resistencia entre la sonda y la tierra de estacin para confirmar que su resistencia es pequea comparada a la impedancia de entrada del instrumento principal de prueba.d. Relativamente disminuyen barras (de 6 mm de dimetro) son mucho ms fciles para conducir que barras de tierra permanentes (de 18 mm de dimetro) y proporcionar casi la misma resistencia en una profundidad dada. Las barras de empleo que son rgidas, lisas, y la corrosin resistente. La penetracin en el subsuelo hmedo es por lo general suficiente (tpicamente 150 mm). Conexiones terminales como con tal de que sobre algunas barras fabricadas puede ser difcil de mantener; un clip de batera conectado al plomo de prueba trabaja bien.e. Comunicaciones inalmbricas entre la persona que coloca las sondas y la persona que hace las medidas ayudan a acelerar las pruebas. f. la Utilizacin de una cinta mtrica y la colocacin de varias sondas, o la utilizacin de una unidad de sistema de posicionamiento global, reduce errores posicionales.g. la tensin de paso o de toque, normalmente es medido como un voltaje en relacin con una sonda remota potencial de la tierra o en relacin con la malla de tierra, y la corriente de prueba es registrada. Los voltajes moderados entonces son escalados por la corriente de defecto que podra entrar en el sistema de base interconectado para determinar el voltaje de paso o el toque.h. Para evaluar la seguridad, el voltajes de paso y el toque moderado ,son comparados con los lmites de voltaje tolerables definido por IEEE Std 80. Como definido, estos voltajes restrictivos dependen del lmite tolerable corriente, la resistencia bajo los pies, y la duracin del defecto. 1. Las piedras en la superficie del patio a menudo deteriora debido a la intrusin esencialmente del barro, el crecimiento de hierbajo (Malezas), o la contaminacin por Finos. Una prueba de resistencia superficial del material (mirar el Anexo D) ayudar a establecer los lmites de voltaje tolerables.9.4. LOS MTODOS DE MEDIR PASO, TOQUE, Y VOLTAJES DE TRANSFERENCIA9.4.1. Por etapas de Prueba.La prueba de defecto organizada, es un mtodo para una mayor precisin en el clculo de la tensin de toque y de paso, este procedimiento lo realizan pocos, por el grado de complejidad con circuitos, las caractersticas de proteccin de estos equipos. Este procedimiento debe de realizarse con mayor utilizacin para evitar tensiones de toque y paso elevados que afectaran la integridad de las personas.

Para aumentar la precisin, la tensin de contacto estima algoritmos que compensan para dos variables crticas como son:a) La proximidad del electrodo de retorno de corriente.b) El numero de torres conectadas a tierra o especficamente la suma de otras impedancias conectadas a tierra.9.5 Referente a la medicinEste acpite nos sugiere alternativas para la correcta toma de datos en instrumentos de medicin, basadas en experiencias y aconsejando no tomar en cuenta ciertos valores, y planteando lo siguiente:a) Si no se logra la resistencia de contacto deseada, el uso de materiales conductivos no tiene sentidob) Algunos instrumentos brindan datos como ngulos de fase que no necesitan ser registrados si tomamos medidas entre dos puntos cercanos.c) No tomar en cuenta las diferencias equipotenciales puesto que los instrumentos necesitan tener una resolucin mejor que 1md) Utilizar como ayuda los planos de diseo y equipos de rastreo para una mejor ubicacin de los sensores.e) Los cambios estacionales en la humedad del suelo pueden afectar los resultados de las pruebas.f) Tener en cuenta el cableado, neutros, de existir acoplamientos inductivos, se deben hacer reajustes.g) encontrar reas accesibles adyacentes que tienen un desplazamiento similar desde conductores de tierra enterrados cercanos que pueden proporcionar un paso o tensin de contacto similar.h) Los errores pueden ser introducidos debido a las diferencias potenciales presentes en toda la red. Es probable que estos errores ocurran cerca al generador de corriente de prueba que est conectado a la rejilla de tierra.i) Cuando el instrumento de prueba principal sea porttil (por ejemplo, un hmetro AC a batera), es posible tomar las lecturas en la ubicacin del sensor. Este mtodo acelera la bsqueda del mayor gradiente en un rea determinada.j) Para una mayor precisin, la distancia de la localizacin del sensor debe ser al menos cinco veces la dimensin de la red ms grande de conexin a tierra.

10. INTEGRIDAD DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA10.1 GeneralidadesLa razn de estas pruebas es verificar que una instalacin de puesta a tierra adecuada haya sido instalada y mantenida a lo largo de su vida til. Para verificar que hay un camino de baja resistencia para las corrientes de tierra, todos los conductores de tierra accesibles deben ser inspeccionados, y aquellos que estn enterrados bajo tierra deben ser probados peridicamente.La norma NFPA 70E- 2012 [B49] requiere el paso a tierra de circuitos, equipos y cajas para ser permanentes, continuos y eficaces. Adems, la Parte III de la norma NFPA 70E- 2012 [B49] exige el mantenimiento de equipos y cajas de unin. Adems, la Administracin de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) ha adoptado la norma NFPA 70E- 2012 [B49] como requisito especfico de seguridad de OSHA para los empleados en sus lugares de trabajo.Descargas atmosfricas y fallas causan daos a circuitos electrnicos sensibles en su caseta de control si el suelo es poco empatado al resto del suelo de la subestacin. Este tipo de incidentes son an ms comunes en sitios con torres de microondas y estaciones meteorolgicas. La prueba de integridad de puesta a tierra, que consiste en probar la calidad de la continuidad entre dos puntos de la rejilla de tierra, se lleva a cabo generalmente en aquellos casos cuando la seguridad es una preocupacin, particularmente en subestaciones antiguas, la prueba de integridad de puesta a tierra se realiza normalmente antes de cualquier otra prueba. 10.2 Mtodo de prueba de alta corrienteComo su nombre lo indica, el propsito de esta prueba es comprobar la continuidad de los conductores y los conectores de tierra enterrados mediante el ingreso de una corriente de prueba alta. La Figura 16 ilustra la prueba.

Un ensayo conjunto tpico consiste en una fuente de voltaje variable (0 V a 35 V, 0 A a 300 A), con dispositivos de tensin y corriente, y dos cables de prueba de medicin. En la Figura 16, el conductor de prueba T1 est conectado a una tierra de referencia por un tubo ascendente, generalmente a tierra de la carcasa del transformador, y T2 est conectado al retorno de tierra a medir. La de prueba consta de una corriente (tpicamente en el intervalo de10 A a 300 A) que fluye entre las bandas conectados y midiendo la cada de tensin en el circuito de tierra incluyendo los cables de prueba. La medicin de la divisin de la corriente en el tubo ascendente est probada, usando un ampermetro de pinza proporciona datos adicionales a evaluar la trayectoria a tierra. Mantener el tubo ascendente de referencia conectada, el segundo cable de prueba se mueve en torno a elevadores de prueba a otros equipos y estructuras hasta que toda la red de tierra de la subestacin se prueba.Algunas veces, se emplea un trazador (ruteador) de cable para localizar el conductor de tierra desconocida o roto. El cable de ruteo detecta el campo magntico producido por la corriente de prueba y genera un ruido equivalente, el cual se puede escuchar a travs de auriculares. Ausencia de ruido es indicativo de un cable de tierra roto o conexin abierta.Es necesario medir la cada de tensin de los cables de prueba. Esta medicin se lleva a cabo por un cortocircuito los conductores de todo el equipo de prueba y midiendo la cada de tensin mediante la inyeccin de la misma corriente de prueba en el bucle. De esta medicin de una sola vez se obtiene la impedancia en serie de los cables de prueba. Es importante realizar al final de la prueba esta medicin cable de prueba, como la temperatura es similar la resistencia ser similar a la resistencia durante las mediciones de punto de prueba. Para obtener un correcto valor de impedancia, la impedancia del cable de prueba se resta de la impedancia medida entre los elevadores. Tambin es importante evitar bucles en los cables de prueba, ya que esto puede producir importantes inductancias y alterar la cada de tensin, aunque la prueba de integridad es la ms prctica y conveniente sus resultados pueden ser analizados slo subjetivamente. Una forma de evaluar una rejilla de tierra es comparar las cadas de tensin entre s e identificar las bandas de prueba que tienen anormalmente altos valores de impedancia.Tambin se puede evaluar una rejilla o malla de tierra mediante la comparacin de la cada de tensin con un valor de referencia conocido tpicamente 1,5 V/15 m (50 pies) entre los elevadores de prueba y la determinacin de los lazos dbiles entre los elevadoresLas divisiones de corriente medidos indican si existe una alta impedancia o ruta abierta en cualquier direccin. Sin embargo, este mtodo de evaluacin slo es vlida para redes de tierra bastante densos, a diferencia de las rejillas de repuesto o tierras individuales a los dispositivos remotos. Ms informacin sobre este mtodo se puede encontrar en Gill [B31].10.3 Medicin de la resistencia entre dos elevadores (bandas) Este mtodo de prueba es esencialmente el mismo como se describe en 10.2, excepto que la resistencia de tierra entre elevadores probados determina la trayectoria. El esquema de la Figura 17 muestra la aplicacin de este mtodo. El sistema de prueba inyecta 25 A a 30 A, 60 Hz de corriente entre dos elevadores de tierra, medir despus la corriente, la cada de tensin a travs de la trayectoria del conductor de tierra, y el ngulo de fase entre ellos, la resistencia de la trayectoria de rejilla o de tierra se calcula usando la Ecuacin (11) (Patel et al [B51].):

Dnde:Rpath: es la resistencia a la ruta (s) entre dos elevadoresV: es el voltaje a travs de dos elevadores I: es la corriente en los elevadores: es el ngulo de fase entre V e I

10.4 Baja impedancia, medida de continuidad mediante conexin a tierra basado en computadora con el uso de un multmetro.La subclusula 8.2.2.7 describe la configuracin bsica y la operacin del multmetro a tierra basado en computadora (Meliopoulos et al. [B46]). Una funcin del multmetro es determinar la continuidad de la conexin a tierra ruta entre diferentes elevadores en una subestacin o switchyard.La tensin y los conjuntos de sonda actuales se instalan como se muestra en la Figura 18. En la figura, el negro y cables rojos son de corriente y estn conectados entre el elevador de referencia y el tubo ascendente bajo prueba, respectivamente. El cable rojo est conectado a travs de la unidad de ensayo y de calibracin que se suministra con el dispositivo. En esta configuracin, la unidad de calibracin acta como una resistencia de limitacin de corriente de aproximadamente 50 ohmios. al conectar esta resistencia, la perilla en la parte delantera de la unidad de ensayo y de calibracin se gira a modo de impedancia del terreno. Si la unidad de ensayo y de calibracin no est disponible, se puede usar una resistencia externa adecuada.La tensin entre el elevador de referencia y el tubo ascendente bajo prueba se mide a travs del conductor amarillo y verde, como se muestra en la Figura 18. La configuracin que se muestra en la figura 18 dar lugar a una completa caracterizacin de la impedancia (R + jX) entre el elevador de referencia y el tubo ascendente bajo prueba. Ver Meliopoulos et al. [B46] y Patel et al. [B51].

11. divisiones de Corriente 11.1 Introduccin El sistema de puesta a tierra prolongado de la estacin puede incluir conexiones a las redes auxiliares, los gastos generales cables de tierra, neutros de redes de distribucin de alta tensin y de la comunicacin, fundas de cables metlicos tuberas cercas y las vas del ferrocarril. La medicin de corriente se divide en estos conductores podra ser til para varias razones como sigue: a) Determinacin de la corriente de red y la resistencia para comparar con los clculos de diseo. b) Evaluacin de las conexiones a tierra tales como conductores neutros y de blindaje. Por ejemplo, en las reas urbanas, el neutro de distribucin tiende a ser ms eficaz que los conductores de proteccin de la transmisin en la reduccin de la impedancia integrada de la rejilla de tierra. c) La validacin de los modelos de computadora midiendo la divisin de corriente.d) Determinacin de blindaje o los factores de sobrecarga de cribado para los cables y cables de tierra. Los circuitos de tierra con factores de blindaje ms altos tienen mayor capacidad de transportar ms corriente lejos de rejilla de tierra, por lo tanto, la reduccin de la GPR resultando tensiones de toque y paso en la subestacin. e) La determinacin de la corriente de rejilla de tierra ayuda a evaluar la exposicin a los cables de comunicacin antes de que se instalen.11.2 Consideraciones sobre las pruebas Las divisiones de corriente en caminos de tierra paralelos se pueden medir mediante el uso de uno o ms pinzas o divisores CTs. Tpicamente, la salida de los transformadores de intensidad es recibida por un sistema de adquisicin de datos multicanal. la fuente de corriente puede ser suministrada mediante la aplicacin ya sea del mtodo por etapas de fallo (9.4.1) o la inyeccin de corriente mtodo (9.4.2) (Dick et al. [B25]). En cualquiera de los mtodos, los siguientes son consideraciones importantes para las medidas:a) Debido a que los ngulos de fase pueden variar significativamente entre las distintas disposiciones de los conductores, necesita ser diseado para medir la corriente como una cantidad vectorial (magnitud y ngulo de fase). Esta disposicin implica la medicin de una variable de referencia, tales como la corriente inyectada.b) La carga CT puede ser local, con la transmisin de la seal de tensin de ms de un par trenzado delgado, o puede ser en el centro examinador principal, con la transmisin de la seal de corriente. En este ltimo caso, es probable que se necesiten cables de baja resistencia para controlar la carga total del circuito, dependiendo de la distancia. El primer mtodo puede ser ms propenso a las interferencias, especialmente si la derivacin en el secundario es demasiado pequeo una gran resistencia a la carga puede afectar a la medicin de la magnitud del ngulo de fase. Una calibracin con ensayo y transformadores de corriente de referencia alrededor del mismo conductor comprobar esta posibilidad.c) Para corrientes muy pequeas, la caracterstica de magnetizacin CT puede ser influenciado y altera su calibracin. En tal caso, la corriente de prueba se puede aumentar (mtodo de inyeccin de corriente).d) La interferencia de la frecuencia de alimentacin es probable que sea un problema mayor en la realizacin de las mediciones divisin de corriente y de gradiente de voltaje, que no son tan sensibles a la induccin de corrientes circulantes localizado.e) Algunos conductores de tierra, tales como tuberas o cables de alta tensin, pueden ser demasiado grandes para el uso de transformadores de tamao estndar de ncleo dividido. En tales casos, TC con grandes ncleos divididos se puede utilizar Hilo bobinado de transformadores de corriente siempre y cuando estn correctamente calibradas antes del uso. La corriente de red se calcula normalmente restando la medida las corrientes en los caminos paralelos del total inyectado.12. Impedancia transitoria del sistema de puesta a tierra12.1 GeneralidadesLas caractersticas de un sistema de tierra en las condiciones de impulso de un rayo son importantes si un sistema eficaz de proteccin contra rayos se ejecutar. Es necesario para confirmar que el sistema de conexin a tierra proporciona baja impedancia de tierra y no slo una baja resistencia. Este es un punto central a la filosofa de diseo de sistema de tierra de proteccin contra rayos. El aumento de tensin (potencial de tierraRise) debido a una descarga atmosfrica depende no slo de la resistencia del sistema, sino tambin en la reactancia del sistema . El impulso de un rayo comprende dos componentes de alta y baja frecuencia. La forma de onda del impulso se caracteriza por un aumento muy empinada en el voltaje y la corriente seguido por una larga cola de exceso de contenido de energa. La tensin y los tiempos de subida de corriente a pico varan tpicamente entre 1 ms a 10 ms para el primer golpe, y desde 0.1 ms a 1 s para restrikes posteriores. La alta frecuencia componentes estn asociados con la parte delantera de rpido aumento. Los componentes de alta frecuencia se asocian con la parte delantera de rpido aumento, mientras que los componentes de baja frecuencia residen en el largo, cola de alta energa. Debido a este tipo de empinada subida de la corriente, la reactancia inductiva del sistema de tierra se convierte en el factor que afecta a dominar el aumento de tensin en el sistema.Se ha demostrado (Bellaschi [B11], y Devgan y Whitehead [B24]) de que la impedancia de un electrodo de puesta a tierra sencilla depende de la amplitud del impulso de corriente y tambin vara con el tiempo, dependiendo de la forma de impulso. La no linealidad de la puesta a tierra de impedancia es causada por descargas locales en el suelo en la zona donde el gradiente de campo elctrico excede 2.5 KV / cm a 3 KV / cm. Dado que el gradiente de campo alcanza el valor ms alto en el electrodo de tierra, las descargas en cortocircuito en el suelo adyacente al electrodo. En consecuencia, la impedancia transitoria del sistema de puesta a tierra para los impulsos highcurrent es menor que el valor medido con los mtodos de estado estacionario convencionales, o con un impulso de amplitud ms baja, que no produce descargas en el suelo.Un efecto opuesto se ha observado en el caso de largos electrodos de tierra, alambres, o tiras de ms de 300 m (1000 pies) de largo, cuando se prueba con impulsos empinada-frontales la cada de tensin en la impedancia de puesta a tierra a continuacin, muestra un gran componente inductivo, la impedancia instantnea se determina normalmente como un cociente de la tensin transitoria aplicado y la corriente grabado en el mismo instante el componente adicional de tensin que aparece a travs de la inductancia de puesta a tierra en la parte delantera impulso empinada (o en un colapso abrupto de la corriente de impulso) se interpreta entonces como un aumento de la impedancia de puesta a tierra.Instrumentos de prueba de tierra tradicionales funcionan con un puente equilibrado ac baja frecuencia u otros mtodos similares, y la impedancia medida es la resistencia casi igual a dc, por lo tanto, no incluyendo componentes de alta frecuencia de reactancia. Probadores utilizados para evaluar la reactancia de alta frecuencia de un sistema de electrodos de tierra se aplican de forma de alta corriente frecuencia de gama de los 10 kHz o un fuerte impulso con un rpido tiempo de subida (1 ms). El mtodo de tres puntos o las configuraciones de prueba mtodo de cada de potencial se utilizan normalmente para este tipo de probador.Para medir la impedancia de una torre de la lnea de transmisin de la tierra usando un probador de baja frecuencia y el mtodo de cada de potencial requiere la desconexin del cable de tierra encima de la cabeza con el fin de aislar el suelo torre desde el suelo a la red de la lnea de transmisin.Los estudios han sido realizados por el Instituto de Tecnologa de Georgia [B29] National Electric Testing Investigaciones Energticas y Application Center (NEETRAC), y gran parte de 12.2 a travs de 12.4 fueron preparados por NEETRAC12.2 Medicin con generador de impulsos mvil (Georgia Institute of Tecnologa B29 )La impedancia de la oleada de relmpago de un sistema de toma de tierra se puede medir mediante la inyeccin de un impulso de corriente empinada-frente a cierta distancia y el registro de la tensin y las formas de onda actuales. Resistencia de ondas se representa tpicamente como una resistencia y es un parmetro de altas frecuencias. Una vez que una onda que viaja est configurado dentro de un medio conductor, la impedancia caracterstica es el parmetro predominante. Por ejemplo, un cable coaxial de televisin se etiqueta como que tiene una impedancia de 75 . Si uno fuera a medir que el cable coaxial de extremo a extremo con un volt-ohm-metro cc o de otro medidor de impedancia de baja frecuencia, la lectura sera casi 0 en lugar de 75 . sin embargo a una seal de alta frecuencia, la impedancia de punta a punta es de 75 . Este valor de 75 tambin se conoce como la impedancia caracterstica del cable coaxial. Por lo tanto, para medir un parmetro de alta frecuencia, se emplean tcnicas de medicin de alta frecuencia.Una vez que el voltaje y las formas de onda de corriente se registran, el punto en el tiempo en la forma de onda de corriente (pico) donde di / dt (pendiente) = 0 (y, de ahora en adelante, El LDI / dt = 0) es el punto de resistencia pura El valor de la tensin coincidente en el tiempo con este punto de la forma de onda de corriente se divide por el valor de la corriente Este cociente continuacin, es igual a la impedancia caracterstica del medio conductor. A veces, el proceso se complica por la reflexin sobre las formas de onda, pero para sistemas simples, el voltaje y picos de forma de onda actuales estn claramente definidos como picos coincidentes (ya que la impedancia caracterstica es puramente resistiva). Un ejemplo de tensin de impulso y corriente para un 2.4 m (8 pies) de largo x 16 mm (5/8 pulgadas) de dimetro varilla de tierra se muestra en la Figura 19. Como se indica en la figura 19, el aumento de la impedancia de la varilla de tierra es de unos 40 kV dividido por 210 A o aproximadamente 190 .La figura 20 muestra las caractersticas de impulso de solo una 63 m (206 pies) 57 m (186 pies) de malla de tierra de la subestacin con 55 mallas. En este caso, la impedancia mide aproximadamente 61 (17 kV dividido por 280 A).

Oleada de medicin de impulsos de impedancia EjemploSin Reflexiones [2,4 m (8 pies) de largo x 16 mm (5/8 pulgadas) Varilla de tierra]

Corriente instantnea (A)

Figura 19-Ejemplo de medida impedancia caracterstica de un 2,4 m (8 pies) de largo x 16 mm (5/8 pulgadas) varilla de tierra (Instituto de Tecnologa de Georgia [B29])Subestacin de la Planta Mat Neutro sin impedanciaCables de TierraVoltaje instantneo (kV)

Figura 20-Ejemplo de medida de la impedancia caracterstica a 63 metros (206 pies) x 57 metros (186 pies) de la subestacin de tierra con 55 mallas (Instituto de Tecnologa de Georgia [B29])

62% de DT&D test impulso a tierra

Figura 21: Configuracin de T & D de las mediciones de impedancia del electrodo de tierra durante fallas (Instituto de Tecnologa de Georgia [B29])Divisin de voltaje de impulsoTierra remota62% distancia de prueba a tierra

La Figura 21 y la Figura 22 muestran los equipos tpicos y configuraciones de instrumentacin para realizar mediciones utilizando un generador de impulsos mvil para torres de transmisin y subestaciones mviles.Similar a las pruebas de baja frecuencia, impulso de corriente se inyecta en la tierra a travs del cable de corriente. La forma de onda de la corriente y tensin se miden en un equipo digital simultneamente. El tiempo delante de impulso de corriente normalmente se establece en aproximadamente 0.5 ms. Con este impulso de corriente se puede configurar en aproximadamente 150 m (500 pies)

Figura 22 Configuracin para mediciones de impedancia de electrodos de tierra de la subestacin (Instituto de Tecnologa de Georgia [B29])

12.3 Toma de datos utilizando un medidor de banda ancha (Instituto de Tecnologa de Georgia [ B29 ] )NEETRAC realizo pruebas en un conjunto de 20 frecuencias de entre 100 Hz y 1 MHz por el mtodo de los tres puntos usando cables coaxiales

Figura 23 -Ejemplo del impulso de impedancia 2,4 metros ( 8 pies) de largo 16 mm (5 /8 pulgadas) de dimetro varilla de tierra utilizando una banda ancha ( Instituto de Tecnologa de Georgia [ B29 ] )La frecuencia se muestra en el eje horizontal y la impedancia en eje vertical, los datos positivos que se muestran para la reactancia es inductiva y datos negativos es capacitiva.La impedancia a tierra de baja frecuencia y la resistencia estn en el rango de 300 . Alrededor de 100 kHz, la reactancia cruza por cero la impedancia y la resistencia alcanza un pico y son iguales. El valor de la impedancia es un poco ms de 300 en este punto. Sin embargo, tenga en cuenta que la reactancia se acercar a otro cero cruza un poco por encima de 1 MHz . En este punto, la impedancia y la resistencia ser de alrededor de 100 .12.4 InstrumentacinEn el diagrama de la Figura 24, Requiere un equipo especializado, que se utiliza normalmente en los laboratorios de alta tensin. El impulso de alta tensin y corriente se genera por la descarga de un condensador grande en una red. Aunque un circuito de este tipo se puede improvisar en el sitio de prueba, en los casos ms prcticos se utiliza un generador de impulsos mvil. No hay estndares generalmente aceptados para la forma de impulso de corriente, pero los 8/20 4/10 microsegundos de impulso se aplican con frecuencia para las mediciones de la impedancia a tierra transitoria.Adems de la planta a ser medido, el circuito de prueba tiene que tener otra planta auxiliar que transporta la corriente de retorno al generador de impulsos a travs de la tierraEl generador de impulsos est conectado a la tierra bajo prueba a travs de una derivacin de alta frecuencia para la medicin de la corriente de impulso. La IEEE Std 4-1995 [B35], establece los requisitos de cumplimiento de la respuesta de la unidad de derivacin

Figura 24. Esquema bsico del generador de impulsosIEEE Std 4-1995 [B35] proporciona los requisitos de cumplimiento para el divisor. El registro simultneo de la tensin de impulso de corriente se realiza normalmente con un osciloscopio. Los dos cables coaxiales que conectan el divisor y la derivacin al osciloscopio deben tener la misma longitud para evitar retrasos de tiempo entre las mediciones registradas.Resistencia de ondas se define como la relacin de la tensin mxima dividida por la corriente mxima. Cuando se inyecta una forma de onda del rayo estndar en el suelo, la tensin mxima y la corriente mxima pueden ocurrir en diferentes momentos.

Anexo A(informativo)Suelos no uniformesA.1 Resistividad aparente del suelo de dos capasCon este modelo, la tierra se caracteriza (ver Figura A.1) por los siguientes atributos: Altura La primera capa, h Resistividad Primera capa, 1 Resistividad de capa profunda, 2 El coeficiente de reflexin

La determinacin de la resistividad usando el mtodo Wenner (ver 7.2) da como resultado una resistividad aparente que es una funcin del electrodo de separacin a. En trminos de los parmetros en la ecuacin (A.1), la resistividad aparente puede demostrar (Thug [B60]) para ser:

Figura A.1Tierra dos capasA.2 Resistencia de la jabalina de tierra en un terreno de dos capasLa resistencia de tierra de una longitud de la varilla l y radio r enterrado en la primera capa de un suelo de dos capas est dada por (Thug [B60]):

(A.3)Donde K es el coeficiente de reflexin se define en la Ecuacin (A.3)Cuando K = 0, la frmula corresponde al modelo de suelo uniforme con

Si en un sitio dado de la resistencia de tierra de una varilla se mide para diferentes longitudes l1, l2, l3 ln (por lo menos tres valores), los valores medidos R1, R2, R3, Rn proporcionar un conjunto de ecuaciones de tipo [Ecuacin (A.3)] que pueden ser resueltos con dar los valores desconocidos de 1, K, y h.En algunos casos, absurdo o (cuando se realicen ms de tres mediciones) resultados contradictorios son obtenidos. Esto indica o bien insuficiente precisin en las mediciones o que la suposicin de un uniforme o suelo de dos capas no era una aproximacin adecuada. Es preferible, a continuacin, utilizar el mtodo de cuatro puntos o Wenner con varios valores de la separacin de la sonda y para interpretar los resultados por inspeccin visual de la curva de resistividad aparente (ver 7.2).

Anexo B(informativo)Determinacin de un modelo de la tierraEste anexo tiene por objeto ayudar al usuario a obtener, a partir de los datos de resistividad medidos, el modelo de la tierra que mejor se ajusta a los datos. El modelo de la tierra est limitada a una configuracin de suelo de dos capas (vase la figura A.1).Vamos sea el valor de resistividad aparente tal como se mide por el mtodo de cuatro puntos o Wenner y ser el valor de la resistividad calculado asumiendo que la tierra es una configuracin de dos capas. Tanto y son funciones de la separacin de la sonda. est dada por la ecuacin (A.2).

Vamos (1, 2, h) es una funcin de error dada por:

(B.1)DondeN es el nmero total de valores de resistividad medidos con la sonda de la distancia a como el parmetro

Para obtener el mejor ajuste, debe reducirse al mnimo. Para determinar los valores de , K, y H que minimiza , el mtodo de mxima pendiente (Fadeev y Faddeeva [B28]) se utiliza:

(B.2)

Tambin tenemos: (B.3)

Para asegurarse de que los clculos convergen a la solucin deseada, los valores de 1, 2, y H deben ser tales que:

(B.4)

, , and son valores positivos y lo suficientemente pequeo como para garantizar una solucin con la precisin deseada. Normalmente, los valores que dan lugar a las siguientes soluciones son satisfactorios:

(B.5)Utilizando la ecuacin (B.3) y la ecuacin (B.4), se obtiene la siguiente ecuacin:

(B.6)

Donde se calcula utilizando la ecuacin (2) y, suponiendo que los valores iniciales.1(1), 2(1), and h(1), se calculan utilizando la ecuacin (B.6).Si | | > , la precisin deseada, entonces el clculo es iterada.En la iteracin k los nuevos valores estn dados por:

(B.7)

Los clculos iterativos se detienen cuando como se da [ecuacin (B.6)] es tal que:| | < con siendo la precisin deseada.1, 2, and h se calculan utilizando la ecuacin (B.5), que a su vez requiere de los valores de , y dada por la ecuacin (B.2).En la ecuacin (B.2), los valores de , y se obtiene de la ecuacin (A.2) de la siguiente manera:

(B.8)Donde

(B.9)

y 1, 2, y h son los valores calculados en la iteracin K [ecuacin (B.7)].El mtodo descrito en este anexo es la base de un programa de computadora diseado para determinar la configuracin del suelo de dos capas que mejor se ajusta a los datos obtenidos en el campo. Figura 5 se obtuvo utilizando este programa

Anexo C(informativo)Teora del mtodo de cada de potencialC.1 Definiciones y smbolos bsicosLa base para el mtodo de cada de potencial con las definiciones y los smbolos asociados es el siguiente:a) Cuando un electrodo E no realiza ninguna corriente en el suelo y se encuentra a grandes distancias de otros electrodos conductores de corriente, su auto-potencial (o GPR) es cero (potencial de tierra remoto).b) Si la corriente I entra en el suelo a travs de este electrodo, a continuacin, su potencial se eleva a = I, donde es la impedancia del electrodo. Si I = 1A, entonces = = 1 = . Por lo tanto, en el siguiente, designa el potencial surgimiento de electrodo E cuando 1 A entra en el suelo a travs del electrodo. es numricamente igual a la impedancia del electrodo en ohmios.c) Supongamos ahora que a cierta distancia finita desde el electrodo E, un electrodo G inyecta una corriente I en el suelo (E no conduce corriente). Debido al incremento potencial local de la tierra, el electrodo E, inicialmente a potencial cero, estar en el potencial (este fenmeno se llama a menudo acoplamiento resistivo). Si I = 1A, entonces = (numricamente igual a la denominada resistencia mutua entre E y G).d) Si el electrodo E lleva 1 A mientras simultneamente el electrodo G conduce tambin 1A, el incremento de potencial del electrodo E ser + . Las expresiones tericas que permiten el clculo de o son complejos y no se incluye en este anexo a excepcin de simples configuraciones de tierra y electrodos.C.2 Derivacin de las ecuaciones fundamentalesEl problema se ilustra en la figura C.1.La corriente i en el electrodo P se presupone despreciable a I. En un determinado momento t, la corriente I que se inyecta en el suelo a travs de E se supone positivo e I, recogido por G, se asume negativo.Sobre la base de las definiciones y los smbolos presentados anteriormente, tienen las siguientes relacione:

(C.1)

(C.2)

Donde I = I A/1 AUP y UE son los potenciales o GPR (con respecto a la tierra remota) de electrodos P y E, respectivamente.La tensin V medida por la cada del mtodo potencial es:

(C.3)---------------- Las pruebas de tensin de corriente ms altas y superiores se llevaron a cabo usando una prueba de 100 kV para hacer pruebas de ruptura.Ninguna descripcin de la unidad de prueba se proporciona en Carmen y Woodhouse [B16]. Adems, No hay ningn mtodo dado para el clculo de la resistencia de la muestra basada en los valores de tensin de ruptura.D.4.1.4 Procedimiento de MedicinAntes de que el recipiente de prueba se llene con la roca, se limpi alrededor de los lados con un pao tratado con silicio para minimizar la formacin de pistas de carbono a lo largo de la pared del vaso. Despus de llenar el cilindro, la roca fue puesta bajo presin, con un peso de 25 kg, que fue utilizado para mantener la presin apropiada durante la prueba.D.4.1.5 Resultados experimentalesEl objetivo fue determinar la resistividad de la roca mojada. Sin embargo, la resistividad de la roca seca fue medida. Para partculas pequeas, una resistividad tpica de la roca fue de 14 000 ohm-metros. Para partculas grandes, una resistividad tpica de la roca fue de 1 000000 ohm-metros.El artculo de Carmen y Woodhouse [B16] no presenta una definicin de las categoras de roca, el nmero de mediciones hechas, o el mtodo utilizado para calcular un valor tpico.D.4.2 Mtodo LairdEl mtodo de Laird de medicin de la resistencia de la muestra, tambin se desarroll para medir el efecto del agua, (por ejemplo, el agua del grifo) en la resistencia de la roca en la superficie de una subestacin.D.4.2.1 Seleccin de la muestra y dimensiones Un material nico y la gradacin fue seleccionado para la medicin. La muestra fue una " lavada, 3/4-pulgada a 1 de entrada, por supuesto agregado. La piedra utilizada era de granito " ( Abledu y Laird [ B2 ] ) . El 3/4 in (19.1 mm) a 1 en conjunto.(25.4 mm) agregada corresponde a la norma ASTM D448 - 03a - 2008 [ B9 ] No. 5 agregada. Como se ha sealado, una definicin de "granito" se da en la norma ASTM C615 - 2003 [ B8 ] . Sin embargo, la referencia a las normas ASTM no es presentado en Abledu y Laird [ B2 ] , ni tampoco es el peso de la muestra de campo requerida por ASTM C136 - 2006 [ B7 ] (aproximadamente 40 kg ).D.4.2.2 Configuracin De MedicinEn el mtodo de Laird, la configuracin de la medicin consiste en 154 mm (6 pulgadas) del cilindro de plstico cuyo dimetro es de 298 mm ( 11,75 pulgadas). El cilindro est abierto en ambos extremos y se coloca sobre una placa base de aluminio plana, este cilindro se llena con la muestra a ensayar y la parte superior de la muestra se realiza a nivel con la parte superior de la cilindro. La muestra est completamente cubierta con capas de papel de aluminio. Un suave acolchado y el peso de 10 kg se utilizan para presionar la hoja contra la roca.D.4.2.3 Instrumentacin Medicin y clculo de la resistenciaUn medidor de resistencia 0,01 ohmios a 9990 ohmios gama , con una resistencia de precisin paralela 10 K ohmios , se utiliz para medir la resistencia de la muestra, la resistencia de la muestra de roca se calcula a partir de la disposicin en paralelo de la resistencia de precisin y la muestra. La ecuacin es la siguiente: Rs = (Rm 10 000) / ( 10 000 - Rm) (D.2 )DondeRs:Resistencia de la muestra de rocaRm:Resistencia medidaLa resistencia de la muestra se calcul con la ecuacin ( D.3 ) : =( V / H) /( I / A ) = (R A) / h = R (( d^2) / 4 h)) (D.3 )donde:

Rs:Resistencia de la muestra de rocad:Dimetro del aparato de ensayo en metros ( es decir , 0.298 m )h:Altura del aparato de ensayo en metros ( es decir , 0.154 m ) = 0,46 Rs ( D.4)D.4.2.4 Procedimiento de MedicinEl cilindro se llena con la muestra a analizar, y la parte superior de la muestra se realiz a nivel con la parte superior del cilindro. Los cables de resistencia de precisin se conectan directamente a los terminales del medidor de resistencia, y los terminales del medidor de resistencia estaban conectados a la base superior e inferior de aluminio con conectores mecnicos de alambre de cobre desnudo (pinzas de cocodrilo).El propsito principal del experimento fue medir el efecto del agua sobre la resistencia de la roca hmeda. La muestra de roca se satura completamente mojando la roca con el agua de un conocido recirculante (drenaje 20 veces) . A continuacin, la muestra se dej drenar durante 10 min antes de la primera medicin de la resistencia fuera tomada.D.4.2.5 Resultados ExperimentalesLa resistencia de la misma muestra de roca hmeda vara en un amplio intervalo dependiendo de la resistividad inicial del agua y el tiempo de drenaje. Cuando se prob con agua de 500 -m de resistividad, la roca tena una resistividad de 10410 -m despus de 10 minutos de drenaje y 16562 -m despus de 130 min de drenaje. Cuando se prob con agua de 5,7 -m de resistividad, la misma roca tena una resistividad de 2180 -m despus de 10 min de drenaje y aumento a 4136 -m despus de 130 min de drenaje.Debido a la amplia gama de valores, Abledu y Laird [B2] recomienda que la prueba puede hacerse con agua de 100 -m y las mediciones se har despus de 10 minutos de tiempo de drenaje. Se puede utilizar agua de otra resistividad, y el documento ofrece un grfico y la ecuacin para la correccin de 100 ohm-metro.D.4.3 Mtodo de volumen RectangularEl mtodo de volumen rectangular de medicin de la resistividad de la muestra tambin se desarroll para hacer mediciones de campo para determinar el efecto de las variaciones estacionales de las condiciones meteorolgicas. Las mediciones se hicieron con el material de la superficie expuesta a la intemperie, y es poco probable que la resistividad refleje la resistividad del material seco. Sin embargo, los mtodos pueden ser aplicados para secar el material.D.4.3.1 Seleccin de la muestra y dimensionesEl material de la muestra se describe como " 1 1/2 en la trituradora controlada", "# 3 lava la grava, " y "# 4 lava la grava "( Patel [ B53 ] ) .Es probable que en el de 1 tenan una gradacin de acuerdo con la norma ASTM D 448 - 03a - 2008 [ B9 ] ( ejp, el tamao nmero 4 , 1 1/2 a 3/ 4 pulgadas) . No hay un estndar de la ingeniera que defina la trituradora controlada y ninguna se describe en el documento publicado ( Patel [ B53 ] ) .Tambin es probable que el # 3 y # 4 son las referencias a la norma ASTM D448 - 03a - 2008 [ B9 ] (ejp , el tamao 3 , 2 en a