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Disertante: Ing. Ángel Reyna
Disertante invitado: Ing. Víctor H. Osete
PROTECCIÓN CONTRA RAYOS,SOBRETENSIONES Y EL
IMPULSO ELECTROMAGNÉTICO
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Temario
Presentación Asociación Electrotécnica Argentina
Leyes, reglamentaciones y normas
Nubes de tormentas y tipos de rayos
Sistema de Detección WWLLN
Estadísticas de daños
Fundamentos de la protección
Zonas de protección contra rayos
Tensiones “del paso” y Tensiones “de contacto”
Protección interna
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LA SEGURIDAD ELECTRICA
Nuestra meta como entidad de Normalización
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Tenemos derecho a la seguridad.
La vida humana es invalorable.
Protegerla es una obligación insoslayable.
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En 1904 se realizó en St. Louis (Estados Unidos) el
Primer Congreso Electrotécnico Mundial.
Como representantes de la Argentina asisten el Ing.Jorge Newbery y el Ing. Luis A. Huergo.
Miembros fundadores de IEC en 1906.En la Argentina, el 18 de octubre de 1913, a partir de
una reunión realizada por profesionales del sector,nace la Asociación Electrotécnica Argentina, para
representar a nuestro país.
En 1924 se publica la primer Reglamentación deInstalaciones Eléctricas.
Nuestros Orígenes
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Primer ejemplar de Reglamentación
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Entidad civil sin fines de lucro.
Sede del Comité Electrotécnico Argentino (CEA) que representaal país ante la IEC. Desde 2001, junto con IRAM y empresas delsector.
Miembros fundadores de IRAM y del APSE
Miembro fundadores de la CIGRE (Conférence Internationalesdes Grands Reseaux Electriques a Haute Tension)
Organizador de los primeros Congresos Técnicos y Muestras
Industriales en Electrotécnia
Quienes Somos
L AEA ti id d 19 CE 9
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Por ejemplo, La Reglamentación AEA 90364-7-790establece la protección contra las descargas
eléctricas atmosféricas y las sobretensiones en lasEstaciones de carga de Combustibles líquidos ygaseosos.
Consultas : [email protected]
o www.aea.org.ar
La AEA posee en actividad 19 CE y 9 grupos
de trabajo en diferentes actividades
electrotécnicas
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Jorge Alejandro Newbery(28-05 1875 – 1-03 -1914) Foto 1909
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LEYES, REGLAMENTACIONES Y NORMAS
La Ley Nacional de Higiene y Seguridad en elTrabajo, Nº 19 587, en su Decreto Reglamentario351/79
DECRETO 911/96
Leyes de referencia: 22250 y 24557
RESOLUCIÓN 592/2004REGLAMENTACIÓN AEA 90364
NORMAS DE EMERGENCIA IRAM - AEA
IEC 62305-1 /2 /3 Y /4 VERSION EN ESPANOL. 2006NORMA IRAM 2184-11
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Distribución de cargas eléctricas en
una nube “madura”
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Descarga entre nubes , dentro de una
nube y posible descarga nube - tierra
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Rayos descendentes
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Rayos ascendentes
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Descarga eléctrica atmosférica
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Forma real de onda de corriente de rayo
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Estaciones con detectores de rayos del
sistema WWLLN
Descargas señaladas por el sistema
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Descargas señaladas por el sistema
WWLLN – Universidad de Washington
Incidencia de daños por sobretensiones en
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Incidencia de daños por sobretensiones, en
equipos electrónicos
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S156 1562.ppt / 28.01.98 /
2 km
Radio de siniestro
por impacto de rayo
NUMERO DE IMPACTOS
ANUALES, PROMEDIO
SOBRE EQUIPOS
ELE CTRONICOS
2-3 Impactos por km2
~ 2525 -- 3838 ImpactosImpactos / / añoaño
( 2 km x 2 km x 3,14159 = ~ 12,56 km² )
12,56 km² x 2 Imp / km² = 25 Impactos / año
12,56 km² x 3 Imp / km² = 38 Impactos / año
Peligro por impactos de rayos
Número de impactos por año
50 días de tormentas/año =5 rayos /año km2
Una descarga de rayo comprende un rayoprincipal de retorno y 3 ó 4 sucesivos (en
promedio).
Cantidad de eventos que los equiposelectrónicos se ven sometidos asobretensiones en un año
4 rayos por descarga x 12,56 km2 x 5descargas/año km2 equivalen a
251rayos /año o 251 veces/año de quemar
equipos o averiarlos o disminuir su vida útil
Descarga de un rayo en una jaula de Faraday
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Conductor lejano
Jaula de Faraday
“Agujero de Faraday”
î = 100 kA
RE = 1
U = 100 kV
Descarga de un rayo en una jaula de Faraday
con entrada de conductor lejano
Daños por rayos y sobretensiones
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Conductores
i1
i
Edificio1 Edificio2
U1
algunos 100 kVi2 U2
algunos 10kV
Daños por rayos y sobretensiones
en dos edificios
d ó d l
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Proceso de Formación del rayo
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Acoplamiento Galvánico.
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Clase Amplitud kA
I 200II 150
III - IV 100
Normas IEC 62305
ûE = î · Rst
i
t
Ejemplo:ûE = 100 kA · 1 = 100 kV
î
Forma de onda 10 / 350 µs
RstRst
PAS
p
Causa de sobretensiones
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Instalación 1Equipo
1
BEP 1 PE 1
Instalación 2Equipo
2
BEP 2PE 2
Linea deseñal
Corriente inducida
Canal del rayoC
C
C
Acoplamiento capacitivo
Zonas de protección contra rayos (LPZ)
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LEMP
LEMP
Entresuelo
LPZ 2
LPZ 3
SEMP
LPZ 1
LPZ 0 A
LPZ 1
S659/3
Red deenergía Red decomunicacione
Red de energía
ü ü
üBarra-anillo decompensación depotencial
Pantalla del aparato
Pantalla del local
Toma detierrade cimientos
Armadurade acero
Compensación de potencialpara protección contra rayoDescargador de corrientede rayo
üCompensación de potenciallocalDescargador de sobretensiones
Ventilación
Instalacióncaptora
LPZ 0 B
M
ü
LPZ 0 B
ü
ü
ü
Cámara
Enchufe
“Esfera rodanRadio 20 m
LPZ 0 B
LEMP
ü ü
Lámpara
Reducción de los campos magnéticos
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Reducción de los campos magnéticos
Distribución de la corriente de rayo
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y
Sistema de telecomunicaciones
Tuberías metálicas
50% Sistema de puesta a tierra
Sistema de proteccióexterna contra el ray
EBB
100%
Sistema de energía50%
Al caer un rayo, el 50%
se deriva a tierra y el otro 50% se divide entodas las redes que
ingresan a la vivienda
Sistema de Equipotencialidad
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ZTuberia con protección catódica
Red de tierra
PAS
Agua
Gas
EVU
P r o t e c c i ó n
e x t e r n a
LPZ 0 LPZ 1
Calefacción
Barra equipotencial
Concepto de esfera rodanteRadio de la esfera rodante
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Radio de la esfera rodante
Distancia al puntode impacto
Determinación del dispositivo captador enfunción del nivel de protección
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Nivel de Esfera Angulo de protección Dimensiones Efectividadprotección Iso- () de malla
geométricar (m)
I 20 5 x 5 98 %
II 30 10 x 10 95 %
III 45 15 x 15 90 %
IV 60 20 x 20 80 %
función del nivel de protección
0 10 20 30 40 50 60h(m)
) 80
70
60
50
40
30
20
10
0
I II III IV
h: Altura del dispostivo captador sobre
el nivel del suelor: Radio de la esfera isogeométrica :Angulo de protección
h
r
Espacio protegido
Formula del ángulo de protección
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Formula del ángulo de protección
2
2
222
2
/180
h
R
h Rharcsen Rh Rhh R
arctg
Intensificación del campo eléctrico en las
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p
puntas captoras
Puntas impactadas por rayos en el
“l b i l” d L i EEUU
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“laboratorio natural” de Langmuir, EEUU.
Descarga sobre un ser humano
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Descargaeléctrica
atmosférica(rayos)
Descarga lateral de un rayo
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Descargaeléctrica
atmosférica(rayos)
Tensión de contacto al tocar una bajada que
á d i d i d i
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está derivando un corriente de rayo a tierra
Tensión de contacto
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Descarga
eléctricaatmosférica
(rayos)
Descarga sobre una cañería
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Descarga eléctricaatmosférica(rayos)
Cañería metálicade agua
suelo
La persona puederecibir una tensión decontacto mortal
Recorrido por la cañería de lasobretensión
potencial de lasuperficial del suelo
Cálculo de la “tensión de paso”
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p
Control de las “tensiones del paso”
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p
Toma de tierra de control de
t i l d l fi i d l l
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potencial de la superficie del suelo
Muerte de animales vacunos en Estados
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Unidos por tensión de contacto
Posición recomendada ante la
proximidad de caídas de rayos
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proximidad de caídas de rayos
Protección contra tensiones de paso en
escuelas de Alemania
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escuelas de Alemania
Protección contra las descargas eléctricasatmosféricas de un edificio
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Sistema de Distribución TNS
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Sistema de distribución TT
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¡Muchas gracias por su presencia!