Modelización numérica de problemas de potenciales transferidos por redes de tierra mediante el método de los elementos de contorno

Abstract

[Resumen] El análisis y diseño de tomas de tierra en subestaciones eléctricas requiere el cálculo de la distribución de los niveles de potencial sobre la superficie del terreno y la resistencia equivalente de la red de tierras, cuando tiene lugar una derivación de corriente eléctrica al terreno. En este artículo se presenta una formulación numérica basada en el método de elementos de contorno para el análisis de un problema común en la ingeniería eléctrica, como es la existencia de potenciales transferidos en una instalación de puesta a tierra. La transferencia de potenciales entre la zona puesta a tierra y puntos exteriores de la misma a través de conductores enterrados (por ejemplo, circuitos de comunicación, neutros, tuberías, raíles o cierres periféricos metálicos) puede producir serios problemas de seguridad. Dado que se dispone de una herramienta de cálculo efectiva y fiable para el análisis de redes de tierra, se propone su empleo para el análisis de estos potenciales inducidos. Para ello, en este artículo se resume brevemente la formulación numérica empleada y se presenta el análisis del problema de transferencia de potenciales. Finalmente, se muestran algunos ejemplos haciendo uso de la geometría de tomas de tierra de subestaciones eléctricas reales.