Formulaciones numéricas para el cálculo, diseño y evaluación de la seguridad de las redes de tierra de instalaciones eléctricas

Abstract

La determinación de los niveles de potencial en la superficie del terreno cuando tiene lugar una derivación de corriente es fundamental en el cálculo y diseño de redes de tierras de subestaciones eléctricas. En el presente trabajo se presenta una formulación numérica del 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 tales como circuitos de comunicación, neutros, tuberías, raíles o cierres periféricos metálicos, puede producir serios problemas de seguridad. En este artículo se analizan y calculan problemas de potenciales inducidos por tomas de tierras de subestaciones considerando modelos de terreno no uniformes y concretamente estratificados en dos capas. Así, en primer lugar se resume brevemente la formulación numérica empleada y el modelo bicapa considerado y se presenta el análisis del problema de transferencia de potenciales. Finalmente, se muestran algunos ejemplos haciendo uso de la geometría real de una red de tierras de una subestación eléctrica considerando diversos tipos de modelo de terreno.