juan carlos orjuela hay que meter lo de arco interno en media y baja...

Seguridad Eléctrica Juan Carlos Orjuela

Hay que meter lo de arco interno en media y baja tensión.

FORUM CONSTRUCCION 2008/ Juan Orjuela 2

El RETIEEl RETIE


El objeto fundamental de este Reglamento es establecer medidas que garanticen laseguridad de las personas, de la vida animal y vegetal y la preservación del medio ambiente; previniendo, minimizando o eliminando los riesgos de origen eléctrico.

Objetivos específicos: (Se citan los que van a ser abordados en esta presentación)

-Fijar las condiciones para evitar accidentes por contactos eléctricos directos e indirectos.

-Establecer las condiciones para prevenir incendios causados por la electricidad.

-Establecer las condiciones para evitar daños debidos a sobrecorrientes y sobretensiones.

-Unificar las características esenciales de seguridad de productos eléctricos de más utilización , para asegurar mayor confiabilidad en su funcionamiento.

-Establecer claramente las responsabilidades que deben cumplir los diseñadores, constructores, interventores, operadores, inspectores, propietarios y usuarios de instalaciones eléctricas, además de los fabricantes, distribuidores o importadores de materiales o equipos y las personas jurídicas relacionadas con la generación, transporte, distribución y comercialización de electricidad.

Objeto


-Unificar las características esenciales de seguridad para los productos eléctricos de mayor utilización, con el fin de asegurar la mayor confiabilidad en su funcionamiento.

-Prevenir los actos que puedan inducir a error a los usuarios, tales como la utilización o difusión de indicaciones incorrectas o falsas o la omisión de datos verdaderos que no cumplen las exigencias del presente Reglamento.

-Exigir confiabilidad y compatibilidad de los productos y equipos eléctricos

Objeto


Instalaciones eléctricas nuevas:

Todas aquellas que entren en operación con posterioridad a la fecha de entrada en vigencia del RETIE.

Ampliaciones:

Para ampliaciones de carga por más del 50 % de la capacidad instalada.

Remodelaciones:

Para cambios equivalentes por lo menos al 80 % de los equipos instalados.

Excepciones:

Todas aquellas instalaciones con licencia de construcción aprobada antes de la entrada en vigencia del reglamento o con factibilidad aprobada por el OR en las mismas condiciones.

Artículo 2: Campo de Aplicación

CapCapíítulo I : Disposiciones generalestulo I : Disposiciones generales


-La competencia para realizar dichas actividades corresponderá a las personas calificadas ,tales como ingenieros electricistas, electromecánicos, de distribución de redes eléctricas, tecnólogos en electricidad , tecnólogos en electromecánica o técnicos electricistas , teniendo en cuenta las leyes y las normas reglamentarias que regulan estas profesiones.

-Para toda instalación eléctrica cubierta por este reglamento será obligatorio que actividades tales como las de diseño , construcción, supervisión , recepción , operación , mantenimiento e inspección sean realizadas por personal calificado con matrícula profesional vigente que lo autorice para ejercer dicha actividad.

Artículo 2: Requisitos técnicos esenciales

CapCapíítulo II : Requisitos ttulo II : Requisitos t éécnicos esencialescnicos esenciales


1-El certificado de conformidad de productos se exigirá seis meses después de la entrada en vigencia del reglamento (O sea a partir de noviembre 1 de 2005), excepto aquellos que se encuentren aún cobijados por Las disposiciones transitorias.

2-Certificado de conformidad de instalaciones:

Para instalaciones básicas menores a 10 KVA que no se encuentren en edificios multifamiliares o en construcciones con más de 5 subscriptores o con más de 5 sistemas de medida individual, durante el periodo de transitoriedad (36 meses a partir del 2005) se deberá realizar una declaración escrita y suscrita por el instalador eléctrico y el propietario de la misma , en donde conste que la obra cumple con lo dispuesto por este reglamento.

Artículo 45: Disposiciones Transitorias

CapCapíítulo IX : Disposiciones transitoriastulo IX : Disposiciones transitorias


Las demás instalaciones de uso final deberán ser certificadas por una de las empresas habilitadas por las SIC para tal fín a partir del mes de abril del 2007.

-El OR deberá garantizar el procedimiento de condiciones de conexión , establecido por la CREG 070, o aquellas normas o resoluciones que la modifiquen, y que entre otras obliga a los usuarios a :

-Cumplir con el contenido de armónicos estipulado en la IEEE 519/92 , informar sobre la conexión de condensadores e inductancias en MT, cumplir con el factor de potencia establecido en la CREG 108/97, usar protecciones adaptadas a la carga que garanticen confiabilidad, seguridad, selectividad y rapidez de desconexión ,etc.


Artículo 45: Disposiciones Transitorias


La superintendencia de industria y comercio ha acreditado cinco organismos de inspección de instalaciones eléctricas, para el proceso de uso final de electricidad.

� ECA, Interventorías y consultorías de Colombia S.A.

� MTE, Medidores-Técnica-Equipos S.A.� EINCE Ltda.

� S.G.S. Colombia S.A.- División de Servicios Industriales

� Corporación Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico- CIDET

� Reticertificamos S.A.



CapCapíítulo X :Certificacitulo X :Certificaci óónn

1.Certificación de conformidad de productos: “Los materiales, aparatos, máquinas, conjuntos y subconjuntos, a ser utilizados en las instalaciones eléctricas en colombia, a los que se refiere este reglamento técnico, deben cumplir los requisitos del presente reglamento que les sean de aplicación y demostrarlo a través del certificado de conformidad de que trata el presente capitulo, previo a su comercialización.”

Productos que deben poseer certificación de cumplimiento con el RETIE al perímetro Schneider :

•Clavijas eléctricas para uso general

•Dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias para menos de 1000 V

•Interruptores automáticos para tensión <= a 260V y capacidad <= a 30 A.

•Interruptores automáticos para tensión <= a 260V y capacidad >= a 30 A.

•Interruptores manuales de baja tensión

•Tomacorrientes para uso general

•Tableros eléctricos para tensiones <= a 1000 V


“En razón al comprobado alto riesgo de la electricidad, el RETIE indicacomo responsables, y por consiguiente sujetos al régimen sancionatorio por deficiencias en las instalaciones domiciliarias, a los siguientes agentes:

Empresas de energía.

Diseñadores, constructores e interventores de las instalaciones.

Organismos de certificación de productos.

Organismos de certificación de instalaciones.

Fabricantes, comercializadores e importadores de productos eléctricos, en cuanto a las deficiencias en los productos utilizados en las instalaciones (Ley 73 de 1981 y 446 de 1998).

Usuarios.

Profesionales, tecnólogos y técnicos. .... “

CapCapíítulo XII : Responsabilidades y sancionestulo XII : Responsabilidades y sanciones


ProcesosProcesos


CapCapíítulo V : Proceso de transformacitulo V : Proceso de transformaci óónn

Artículo 30º. Disposiciones GeneralesEl tiempo máximo de despeje de falla de la protección principal en el sistema eléctrico de los distribuidores, grandes consumidores y transportador, desde el inicio de la falla hasta la extinción del arco en el interruptor de potencia, no debe ser mayor que 150 milisegundos.

Artículo 31º. Salas de Operaciones, Mando y Control- Equipo eléctrico: Todo el equipo fijo debe ser soportado y asegurado.


CapCapíítulo VI : Proceso de distribucitulo VI : Proceso de distribuci óónn

Artículo 38º. Reglas Básicas de Trabajo

7. Subestaciones de media tensión tipo interiorPara la seguridad de las personas y de los animales, se establecen los siguientes requisitos, adoptados de la norma IEC 60298, para lassubestaciones de distribución tipo interior:

-El encerramiento de cada unidad funcional deberá ser conectado al conductor de tierra de protección.

-Con el fín de realizar las labores de mantenimiento en las subestaciones con plena seguridad para el personal encargado, esimprescindible que el sistema permita poner a tierra las partes vivas con el fín de ejecutar una maniobra plenamente confiable.

-Al realizar labores de mantenimiento la posición de los elementos que realicen la puesta a tierra de la celda deben estar claramente identificados a través de un elemento que indique visualmente la maniobra de puesta a tierra de equipo.


-Para prevenir accidentes por arcos internos, se deben cumplir los siguientes criterios:

1.Las celdas deben permitir controlar los efectos de un arco (sobrepresión, esfuerzos mecánicos y térmicos), evacuando los gases hacia arriba, hacia los costados, hacia atrás o 2 metros por encima del frente.

2.Las puertas y tapas deben tener un seguro para permanecer cerradas.

3.Las piezas susceptibles de desprenderse (ej.: chapas, aislantes, etc.), deben estar firmemente aseguradas.

4.Cuando se presente un arco, no debe perforar partes externas accesibles, ni debe presentarse quemadura de los indicadores porgases calientes.

5.Conexiones efectivas en el sistema de puesta a tierra.



-Las cubiertas y puertas no deben permitir el acceso a personal no calificado, al lugar donde se alojan los barrajes energizados; en el caso en el que sean removibles se debe garantizar que no se puedan retirar mientras el sistema opere en condiciones normales mediante la implementación de cerraduras o enclavamientos, en el caso en que sean fijas, no se puedan retirar sin la ayuda de herramientas manejadas por personal calificado que conoce el funcionamiento de las subestaciones.

-Para el caso de equipos del tipo extraíble, los enclavamientos deben asegurar que las siguientes operaciones no sean posibles de realizar:

*Extracción del interruptor de protección a menos que esté en posición abierto.

*Operación del interruptor, a menos que este se encuentre en servicio, desconectado, extraído o puesto a tierra.

*Cerrar el interruptor, a menos que esté conectado al circuito auxiliar o diseñado para abrir automáticamente sin el uso de un circuito auxiliar.

CapCapíítulo VI : Proceso tulo VI : Proceso dede distribucidistribuci óónn


-Para el caso de equipos fijos estos deben poseer los enclavamientos necesarios para evitar maniobras erróneas.

-Debe haber una indicación ligada directamente a la posición de los contactos de los elementos de interrupción y seccionamiento. Pueden ser mímicos que muestren el estado real de la operación que se está ejecutando con el fin de entender la operación y garantizar el estado del sistema por alguna persona ajena a la subestación.



“ Debido a que el contenido de la NTC 2050 del 25 de noviembre de1998, que esta basada en la norma técnica NFPA 70, en caja dentro del enfoque que deben tener los reglamentos técnicos y considerando que tiene plena aplicación en el proceso de utilización de la energía eléctrica, se declaran de obligatorio cumplimiento, los primeros siete capítulos de la norma NTC 2050 del 25 de noviembre de 1998 ( Código Eléctrico Colombiano )

Lineamientos generales para instalaciones domicilia rias

“ Los sistemas de protección de las instalaciones para baja tensión , impedirán los efectos de sobrecorrientes y sobretensiones y resguardarán a sus usuarios de los contactos directos y anularán los efectos de los indirectos.”

Capitulo VII: Requisitos especCapitulo VII: Requisitos espec ííficos para el proceso de ficos para el proceso de utilizaciutilizaci óónn

Artículo 40: Requisitos de Instalaciones para Uso F inal de la Electricidad


cortocircuitos

sobrecargas

corrientes de fuga

sobretensiones transitorias

Falla mecánica con serias implicaciones eléctricas

Conexiones flojas.

Fallas elFallas el ééctricasctricas


Cortocircuito y Sobrecarga

Causas :

Conexiones flojas o cargas trabajando por encima

de su corriente nominal

Consecuencias :

Incendios.

Daño de los cables.

Destrucción de los receptores.

Riesgos asociados al cortocircuito y la sobrecargaRiesgos asociados al cortocircuito y la sobrecarga

Unión directa de dos conductores con diferente pote ncial


SoluciSoluci óón: Interruptores termomagnn: Interruptores termomagn ééticosticos

-Evitar los puntos calientes y cargas funcionando e ncima de la corriente nominal.

-Seleccionar y calibrar adecuadamente los interrupt ores (Según el punto de la instalación, tipo de carga , adecuados para brindar altos niveles de selectividad , altamente limitadores de corriente y con aptitud pa ra el seccionamiento )

Estructura de Distribución BT

Nivel 1 General LVLlegada Switchboard

Nivel 2

Alimentadores

Distribution Nivel 3 Switchboard Distribución de orPotencia motor

control

Nivel 4 Final Distribución switchboardsTerminal

Loads

E626

49


Corrientes de Fuga

Causas :

Deterioro de los aislantes de partes conductoras.

Corrientes superficiales (humedad, polvo ).

Contactos directos o indirectos accidentales.

Consecuencias :

Electrocución de las personas

Incendios.


Riesgos asociados a las corrientes de fugaRiesgos asociados a las corrientes de fuga


Límites fisiológicos (corriente, duración)

Tipo de contacto (directo, indirecto)

Modo de puesta a tierra (regímenes de neutro)

Riesgo de Riesgo de electrocucielectrocuci óónn


Riesgos de electrocución:

Los efectos fisiopatológicos de la corriente eléctrica en las personas (tetanización, quemaduras externas, internas, fibrilación ventricular y paro cardiaco) dependen de diferentes factores: las características fisiológicas del ser humano afectado, el entorno (húmedo o seco, por ejemplo) y también las características de la corriente que atraviesa el cuerpo.

Los daños sufridos por las personas que son atravesadas por una corriente eléctrica dependen esencialmente de su intensidad y del tiempo de paso. Esta corriente depende de la tensión de contacto que se aplica sobre la persona ,así como de la resistencia que encuentra durante su recorrido a través del cuerpo humano.

Riesgo de electrocuciRiesgo de electrocuci óónn


Riesgo de quemadura

Asfixia (diafragma)

20 a 30 mA

Contracción muscular

< 10 mA

Sensación de hormigueo

< 2 mA

Fibrilación ventricular

= 85 mA~

Tiempos altos de exposiciTiempos altos de exposici óónn

De 5 a 10 seg.De 5 a 10 seg.



Tensión límite de seguridad definida por el RETIE ( UI)

Según las condiciones del entorno, particularmente en presencia o no de agua, la tensión limite de seguridad Ul es en alterna de:

50 V para zonas secos

24 V para zonas húmedas

12 V para zonas mojadas (por ejemplo obras en el exterior)

Para valores por debajo de las anteriores tensiones no se requiere ninguna protección contra riesgos de electrocución.



Contacto Directo

Este tipo de situación se produce cuando una persona entra en contacto directamente con elementos normalmente en tensión, son peligrosos para tensiones de contacto superiores a Ul y las principales protecciones a considerar son el distanciamiento y el aislamiento. Sin embargo y debido a que la gran mayoría de la gente convive con la electricidad sin ser personal calificado para el manejo de la misma , se recomienda el uso de protecciones diferenciales con umbral de funcion amiento menor o igual a 30 mA como protección complementaria para evitar los riesgos de electrocución.



Soluciones asociadas a los contactos directosSoluciones asociadas a los contactos directos

El RETIE aconseja:

-Alejamiento de las partes bajo tensión.

-Colocación de obstáculos que impidan el acceso a las zonas energizadas.

-Equipos de protección contra corrientes de fuga.

-Empleo de muy baja tensión (<= 50 V para áreas secas , <= 24 V para áreas húmedas.

-Dispositivos de corte automático de la alimentación.

-Empleo de circuitos aislados galvanicamente , con transformadores de seguridad.

-Conexiones equipotenciales.

-Sistemas de puesta a tierra

-Regimenes de conexión a tierra , que protejan a las personas frente a las corrientes de fuga.


SoluciSoluci óón: Barreras fn: Barreras f íísicassicas

CCMCCM Panel de tomasPanel de tomas

Tablero de distribuciTablero de distribuci óónn


SoluciSoluci óón: Proteccin: Protecci óón diferencial <=30 mA n diferencial <=30 mA

+disparo

Si no se pueden obtener barreras físicas, se debe i nstalar protección diferencial.


SoluciSoluci óón: Proteccin: Protecci óón diferencial <=30 mA + Barreras fn diferencial <=30 mA + Barreras f íísicassicas

Tipos de protección diferencial

Tipo residual: Realiza la suma vectorial de corrientes en los secundarios de los Ct’s.

E56

899

L1L2L3N

E56

899

E56

899

L1L2L3N

E56

898

L1

L2

L3

N

E56

898

E56

898

L1

L2

L3

N

E56

900

L1L2L3N

E56

900

E56

900

L1L2L3N

Tipo SGR:Sensor ubicado en la uniónde neutro y tierra

Tipo Secuencia cero (ZS):Para detectar bajas corrientesMediante la suma vectorial de Corrientes en el primario delCT


SoluciSoluci óón: Proteccin: Protecci óón diferencial <=30 mA + Barreras fn diferencial <=30 mA + Barreras f íísicassicas

ID -2P

C60NVigi 25 A

63 A

+

ResidualResidual ITM + VigiITM + Vigi ITM + VigiITM + Vigi RelReléé + toroide+ toroide


SISTEMA TNS (Neutro conectado a tierra y masa conec tada a la misma tierra )


“Solo se aceptan como regimenes de conexión del neutro en baja tensión, el de conexión sólida o el de impedancia limitadora.”

“En toda instalación domiciliaria interna, el conductor neutro y el conductor de puesta a tierra de un circuito , deben ir aislados entre sí, y solo deben unirse con un puente equipotencial en el origen de la instalación y antes de los dispositivos de corte, dicho puente debe ubicarse lo más cerca posible de la acometida o de el transformador.”


CONTACTOS INDIRECTOS :

Cuando se produce un contacto con una masa puesta accidentalmente en tensión, el umbral de peligro viene determinado por la tensión límite de seguridad Ul. Para que no exista peligro cuando la tensión de red es superior a Ul, la tensión de contacto Uc debe ser inferior a Ul.

Protección contra contactos indirectos en sistema T NS:

En este sistema la intensidad del defecto producida por una falla a tierra es por lo general lo bastante fuerte para garantizar el disparo magnético del interruptor automático, pero esto debe comprobarse siempre mediante cálculos de la corriente de falla en el bucle de defecto pues para grandes longitudes de cable puede que el umbral de la protección magnética sea muy alto para detectar esta corriente. Si la corriente de disparo magnética del interruptor (Im) es superior a la corriente de defecto (Id), deben usarse protecciones diferenciales.

Una forma de evitar hacer los cálculos anteriores es la de instalar protecciones diferenciales por defecto en cada uno de los circuitos ramales en donde las tensiones de contacto Uc, sean tensiones peligrosas Uc > Ul.



Cálculos en sistema TNS



Soluciones asociadas a los contactos indirectosSoluciones asociadas a los contactos indirectos

Protecciones Termomagnéticas

Protecciones Diferenciales

Masterpact Compact Multi 9

ID -2P

C60NVigi 25 A

63 A

+

Residual ITM + Vigi ITM + Vigi Relé + toroide ITA con opciónResidual, ZS o SGR


Riesgo de incendio:

El defecto más habitual es aquel que es causado por el deterioro de los aislamientos de los cables de la instalación, debido entre otras a estas causas:

Ruptura brusca y accidental del aislamiento del conductor.

Envejecimiento y ruptura final del aislamiento del conductor.

Cables mal dimensionados, sometidos periódicamente a sobrecargas de corriente que recalientan excesivamente los cables en los que se acelera su proceso de envejecimiento.

Cortocircuitos.

Una corriente de fuga a tierra superior tan sólo a 300 mA, superpuesta a la corriente normal del cable, puede efectivamente generar una sobreintensidad suficiente para que el aislante justo en el punto donde se produce la fuga se caliente, se vaya fundiendo dejando poco a poco el conductor desnudo hasta provocar un accidente: la corriente de fuga que atraviesa el aislante deteriorado crea un arco eléctrico cuyo calor intenso inflama al aislante, y a cualquier material inflamable en contacto con el mismo, provocando así un incendio. ...

Riesgo de incendioRiesgo de incendio


Riesgo de incendioRiesgo de incendio

300 300 mAmA bastan para iniciar un fuegobastan para iniciar un fuego


Soluciones asociadas a los riesgos de incendioSoluciones asociadas a los riesgos de incendio

La NTC 2050 exige la protección diferencial contra riesgos de incendio bajo las siguientes condiciones:

-Sistemas solidamente aterrizados.

-Tensión fase neutro >= 150 V y <= 600 V

-Para protecciones con I nominal >= 1000 Amp

-La protección debe ser calibrada máximo a 1200 Amp, pero se recomiendan umbrales entre 300 y 400 Amp.

-Para fallas a tierra de más de 3000 Amp el disparo debe ser menor a 1 seg.

Tomar al pie de la letra la NTC 2050 puede ser peligroso pues una corriente de defecto puede generar la salida de toda la instalación , por tal razón se recomienda proteger los circuitos ramales prioritarios de acuerdo con las siguientes premisas:

-Umbrales de calibración: 300 mA

-Se deberá garantizar la coordinación de las protecciones con ajustes en tiempo y corriente adecuados a nivel vertical de manera que podamos saber el sitio de origen de la falla y restituir el servicio de energía lo más pronto posible, en ese punto de la instalación.


Soluciones asociadas a los riesgos de incendioSoluciones asociadas a los riesgos de incendio

Protecciones Diferenciales

ID -2P

C60NVigi 25 A

63 A

+

Residual ITM + Vigi ITM + Vigi Relé + toroide

ITA con opciónResidual o SGR


El aislamiento de los receptores pueden dañarse debido a:

- Calor generado por el propio funcionamiento del aparato.

- Sobrecargas periódicas o ocasionales a las que puede estar sometido.

- Agresiones del entorno donde está funcionando el aparato.

- Desgaste del material y pérdidas de estanqueidad en los receptores.

En el sistema TNS, los defectos de aislamiento son el origen de fuertes corrientes de defecto equivalentes a las corrientes de cortocircuito. El paso de estas corrientes tiene como consecuencia importantes daños, como por ejemplo el daño total del circuito magnético de un motor, lo que conduce a la necesidad de cambiar el motor en lugar de ser rebobinado. Estos daños pueden ser considerablemente limitados con la utilización de diferenciales instantáneos de baja sensibilidad (3 A por ejemplo), que son capaces de reaccionar antes de que la corriente alcance un valor importante.

Hay que resaltar que esta protección es tanto más importante a medida que aumenta la tensión de servicio pues la energía disipada en el punto de defecto es proporcional al cuadrado de la tensión.

Riesgo de destrucciRiesgo de destrucci óón de los receptoresn de los receptores


PROTECCIONES DIFERENCIALES Y VIGILANTES DE AISLAMIE NTO

Soluciones asociadas al riesgo de daSoluciones asociadas al riesgo de da ñño de los receptoreso de los receptores

-Las protecciones diferenciales podrán ser ajustada s según la carga y su valor de setting oscilará entre 3 y 30 Amp.

ID -2P

C60NVigi 25 A

63 A

+

Residual ITM + Vigi ITM + Vigi Relé + toroideVigilohm


Sobretensiones transitorias

Causas :

Descargas atmosféricas

Conmutaciones en la Red.

Consecuencias :

Incendios.


Riesgos asociados a las sobretensiones transitoriasRiesgos asociados a las sobretensiones transitorias


Los transitorios son picos de tensión seguidos de alta corriente con magnitud típica de 20 kV y 10 kA, con duración de nano o micro segundos, de aparición aleatoria y bipolar. Estos eventos de alta energía se conducen con la red eléctrica y dañan los equipos mas sensibles de la instalación.

Transitorios Internos

Son aquellos generados dentro de la instalación eléctrica por el switcheo de cargas capacitivas , inductivas o por la operación de equipos interrumpiendo altas corrientes en media o baja tensión. Son los de mayor recurrencia pero con magnitud pequeña que no dañan a los equipos de forma instantánea pues los degrada con el tiempo y produce lo que se conoce como oxidación electrónica.

Son generados entre otras por:

•Arranque y paro de motores , generadores de rayos x ,compresores de refrigeración, robots, soldadoras, bancos de condensadores automáticos , sistemas de bombeo, aires acondicionados , ventilación, calefacción , etc.



El Fenómeno y sus Causas

Tiempo en µs

Tensión

220 VCA

Sobretensiones originadas por maniobras en la red

2000 V

Conmutación de corrientes inductivas

Conmutación de corrientes capacitivas

Interrupción de una gran corriente con un órgano de corte



Transitorios Externos

Son los que se originan fuera de la instalación eléctrica, por ejemplo descargas atmosféricas, fluctuaciones en la red de distribución, campos magnéticos, etc. Son los menos frecuentes pero los de mayor potencia destructiva. Los factores que incrementan el riesgo de transitorios externos son:

Regiones de alto nivel ceráunico (Alta incidencia de rayos) , cliente final de un alimentador radial, estructuras altas en comparación con los vecinos y localización rural o abierta entre otros.

Los “síntomas más visibles” de la existencia de tran sitorios y ruido de alta frecuencia son los siguientes:

Alto nivel de equipo dañado, PLC’s en las líneas de producción quemados, memorias borradas o con funcionamiento erróneo, tarjetas electrónicas y conmutadores telefónicos quemados con frecuencia, caídas de enlaces de comunicación por saturación del ancho de banda, discos duros aterrizados o con defectos, monitores quemados, equipo digital operando erróneamente, sin razón aparente y normalmente atribuyendo la causa a problemas de software, falla de fase (la cual daña la tarjeta de filtrado) o falla de sobretensión en las barras colectoras de corriente directa en los variadores de velocidad.



EL FENOMENO Y SUS CAUSAS

Tiempo en µs

Tensión

220 VCA

SobretensionesAtmosféricas

La intensidad de los rayos en Colombia es de más de 45 kA con una probabilidad del 50 %.Sin embargo frecuentemente se detectan rayos que descargan más de 200 kA.

7000 V



U

P1 P2

Sobretensiones inducidas

U

P1

Sobretensiones conducidas

P1BT

N

P1

Sobretensiones debidas al aumento del potencial de

tierra

Sobretensiones Transitorias de Origen Atmosférico



Sobretensiones Transitorias en Modo Común

Sobretensión en modo común :

aparece entre las partes activas y la tierra: fase / tierra o neutro / tierra .

Cuando la tensión supera el “aguante” del aislamiento, se genera el arco y el material se quema.

Peligrosas para aparatos donde la masa está conectada a la tierra

UMC

N

L

Toma de tierra

Receptor: p. ej. microondas

Aislante



Sobretensiones Transitoriales en Modo Diferencial

Sobretensión en modo diferencial:

aparece entre dos conductores activos: fase / neutro o fase / fase .

Posible destrucción de materiales de tipo informático y equipos electrónicos.

UMDN

L

Toma de tierra

Receptor: p. ej. microondas

Aislante



Capitulo II : Requisitos Técnicos Esenciales

Articulo 17 Requisitos de productos, numeral 6 (Dis positivos de protección contra sobretensiones):

“En las redes de baja tensión o uso final, la necesidad de DPS dependerá de una evaluación técnica objetiva del nivel de riesgo por sobretensiones transitorias a que pueda estar sometida dicha instalación. Tal evaluación técnica, deberá tener en cuenta entre otros factores, el uso de la instalación, la coordinación de aislamiento, la densidad de rayos a tierra, las condiciones topográficas de la zona, las personas que podrían someterse a una sobretensión y los equipos a proteger.”

Capitulo VII : Requisitos Específicos para el Proce so de utilización

Articulo 42 (Requisitos de protección contra rayos) :

“A partir de la entrada en vigencia del presente reglamento técnico, en instalaciones donde se tenga concentración de personas, tales como, viviendas multifamiliares, oficinas ,hoteles, hospitales, centros educativos, centros comerciales, supermercados, parques de diversión, industrias, prisiones o aeropuertos, deben cumplirse los requisitos aquíestablecidos para la protección contra rayos, adoptados de la NTC 4552, siempre y cuando la evaluación de riesgo así lo determine. La protección se debe basar en un sistema integral de protección, conducente a mitigar los riesgos asociados con la exposición directa o indirecta a los rayos.”




Requisitos de Producto

● Bajo ninguna condición los materiales constitutivos de la envolvente del DPS deben entrar en ignición.

● Los parámetros básicos que debe cumplir un DPS de baja tensión y que deben estar a disposición del usuario, en el equipo o en catálogo, son:

● Corriente nominal de descarga, que en ningún caso será menor a 5 kA por módulo, para DPS instalados en el inicio de la red interna.

● Tensión nominal, según la red eléctrica en que se instalará.

● Máxima tensión de operación continua, que debe ser mayor o igual a 1,1 veces la tensión máxima del sistema en régimen permanente.

● El nivel de protección en tensión, que debe ser menor que el nivel básico de aislamiento.


Sistema Integral de Protección Contra Rayos Según N TC 4552



Evaluación del Nivel de Riesgo Según NTC 4552



Limitadores de Sobretensión:

Los supresores de transitorios de voltaje TVSS son equipos que cortan los impulsos de tensión y desvían la corriente del transitorio para evitar que se produzca daño en las cargas.

Internamente,están conformados por discos de material cerámico llamados varistores de óxidos metálicos (MOV’s) , por descargadores de gas , o soluciones mixtas.

En condiciones de tensión nominal, los varistores son equipos pasivos que no conducen corriente. Cuando se presenta el transitorio de tensión, modifica su estructura molecular y se convierte en un caminode baja impedancia que permite desviar la corriente transitoria a tierra , cortando además el pico de tensión protegiendo así la carga.

Después del transitorio se restablece la condición de alta impedancia y el equipo queda listo para proteger ante un nuevo evento. Los MOV’s le presentan a los transitorios una trayectoria de baja impedancia entre línea y línea, entre línea y neutro, entre línea y tierra, mientras que presentan una alta resistencia a la energía de 60Hz.

Soluciones asociadas a las sobretensiones transitor iasSoluciones asociadas a las sobretensiones transitor ias


FN

V

Resistencia infinita en condiciones normales de tensión

Resistencia ínfima al producirse una sobretensión

Tecnología Varistor

Sobretensión

Tiempo (µs)

U (V)

Varistor

•Tiempo de reacción rápido(10-9 s)

• Limita la sobretensión a unatensión residual que será función del varistor

•Corriente de fuga despreciable peroque aumenta con un impulso de tensión• Envejecimiento con el tiempo, y sucesivas descargas



Tecnología de Descargador de Gas

FN

Descargador de Gas

Sobretensión

Ionización del gas a 700 V

Derivación a tierra

Sobretensión

Descargador

Tiempo (µs)

U (V)

• Fuerte poder de disipación deenergía

• Corriente de fuga nula a tensionesnormales

•Tiempo de respuesta menosrápido pues ha de ionizarse antes de derivar



Descargadores

Nueva tecnología de Varistores + Descargadores

Varistores

3P + N P + N

-Respuesta rápida a una onda transitoria

-Limita la tensión residual a un valor inferior

-Disipación energética superior

-Envejecimiento limitado

- Protección en modo común y diferencial



CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS LIMITADORES

Up

Uc

In( 20 veces )

Imax( 1 vez )

Ic( permanente )

Tensiónresidual ( V )

Intensidadque circula

por el PRD ( kA )

• Un: tensión nominal de utilización.

• Imax: intensidad máxima de descarga con una onda 8/ 20; el limitador es capaz de aguantarla una única v ez.

• In: intensidad nominal de descarga ; el limitador e s capaz de aguantarla hasta 20 veces.

• Up: nivel de protección; tensión residual en bornes del limitador cuando por él circula la intensidad nominal In.

• Uc: tensión máxima admisible en régimen permanente en bornes del limitador.



NORMATIVA: IEC 61643-1

CEI 61643-1

Norma aplicable para los dispositivos de protección contra las sobretensiones Transitorias

Describe los ensayos de funcionamiento para los limitadores

Ensayos realizados con una corriente de choque máxima Iimp en onda 10/350 ms.

Ensayos realizados con una corriente de descarga máxima Imax en onda 8/20 ms,

Ensayos realizados con una onda combinada( 1,2/50 ms - 8/20 ms )

test clase 1

test clase 2

test clase 3



Protección en Cascada

Estrategia de protección en cascada

Nivel de protección basta: (Test clase I)

Nivel de protección media: (Test clase II)

Nivel de protección fina: (Test clase III)



Nivel C: Es el nivel de mayor exposición a transitorios externos, por lo general es el área de acometida, alimentadores aéreos, subestaciones y tableros generales en baja tensión. Los equipos colocados en este nivel deben ser de alta capacidad de supresión, ya que están expuestos a transitorios destructivos, por lo general se utilizan equipos que van de 160kA a 480kA de supresión. Es preferible también que el supresor de esta zona sea modular, porque al haber mas transitorios externos es común que alguna fase se vea mas afectada que las otras.


Niveles de Exposición de Acuerdo con la IEEE C62.1 1991


NIVELES DE EXPOSICION DE ACUERDO CON LA IEEE C62.1 1991

NIVEL B : Es el nivel de exposición media. Se cuenta con cableado y equipos de distribución, así como nuevas fuentes de transitorios internos como compresores, soldadoras, etc. Es el área de tableros subgenerales, alimentadores, UPS, CCM, transformadores de alumbrado, así como las cargas finales de gran potencia dentro de la instalación. El supresor instalado en esta área es de construcción modular, aunque ya no de tan altas capacidades de supresión, por lo general van de 120kA a 240kA.

NIVEL A : Es el nivel de exposición mas bajo. Son los tableros de distribución terminales que alimentan a las cargas finales, también se encuentran los circuitos derivados que alimentan cargas criticas como PLC’s, computadoras, servidores, cargas criticas altamente electrónicas. En este nivel se cuida mas el filtrado que la supresión debido a que si se cuenta con equipos supresores en los niveles anteriores, el rizo del transitorio llega minimizado. En este punto de la instalación, los supresores son del orden de 40 a 120kA .



ReceptorUchoc=1.2kV

L1L2L3N

P1(3P+N)Up=1.5kV

Interruptor auto.magnetotérmico

PEN

Toma tierra delneutro

Cuadro primario

P2 (3P+N)Up=1.2kV

Interruptor auto.magnetotérmico

Cuadro secundario

L>10 m

L>30 m

L<50cm

Cuando la distancia entre el limitador y el receptor es superior a 30 mCuando los receptores son muy sensiblesEs necesaria una separación mínima de 10 m entre los dos limitadores


CUANDO REALIZAR EL CASCADING?


PUNTO DE CONEXION

PRD

int. automático general

…....

ICP

diferencial

int. automático de desconexión

int. automáticos

Aguas abajo del interruptor automático general

Aguas arriba del diferencial



UNIFILAR DE CONEXION



REGLA DE LOS 50 CMS

O -O F F

O -O F F

O -O F F

O - O FF

O -O F F

O - O FF

U1

UP

U3 d1 + d2 + d3 < 50 cm

U1 = L1 di/dt

Up : característica del limitador desobretensiones transitorias

U3 = L3 di/dt

Ucarga = U1 + Up + U3

Soluciones asociadas a las sobretensiones transitoriasSoluciones asociadas a las sobretensiones transitorias


CONTINUIDAD DE SERVICIO

Se cortocircuita el varistor

15 kA

55 kA

15 kA

Dispositivo de desconexión

Intensidad de descarga > Imax

Imáx Curva Calibre

8 a 40 kA

65 kA

C

C

20 A

50 A



� Por los varistores en tensión circula siempre una corriente débil ( < 0,1 mA ).

� Esta corriente aumenta a cada descarga inferior a Imax.

� Consecuencia: calentamiento y envejecimiento prematuro del Limita dor .

Desconexión térmica

Señalización visual

Señalización a distancia

� Un sistema de desconexión pone fuera de servicio el limitador antes de un calentamiento máximo.

� Este sistema está conectado a unaseñalización visual y a distancia .


CONTINUIDAD DE SERVICIO


GE

10 mrule

50 cmrulePRD8

C60

50 cmrulePRD65

NC 100

C60

PRD8

50 cmrule

C60

PRD65

Guard houseoffice building (4)Production (3)

transformer

Sub distribution board building 1

Sub distribution board building 1

To guard houseTo building 4

Main switchboardBuilding 1

building 1

Main switchboard building 2

generator

ESQUEMA TIPICO DE UNA INSTALACION



COMO SELECCIONAR EL LIMITADOR MAS APROPIADO?

Para seleccionar el equipo más apropiado, se deben considerar los siguientes aspectos:

1- Cuál es la probabilidad de caída de rayos?

-en función de la zona geográfica

-en función del entorno: rural o urbano

2- Como es la estructura del sitio a proteger y como la de los vecinos ?

3- Que tipo de red eléctrica se tiene ?( Aérea , subterránea )

4- Hay o no pararrayos ?

5- Cuales son lo receptores que queremos proteger ?

6- Cuál es el costo de los equipos ?

7- Cuál es el costo de inoperatividad del equipo?




1. Ubicación geográfica de la aplicación.

2222BajoBajoBajoBajo

10101010MedioMedioMedioMedio

18181818AltoAltoAltoAlto

PuntosNivel Isoceráunico

2222BajoBajoBajoBajo

10101010MedioMedioMedioMedio

18181818AltoAltoAltoAlto

PuntosNivel Isoceráunico

0 a 150 a 150 a 150 a 15BajoBajoBajoBajo15 a 3015 a 3015 a 3015 a 30MedioMedioMedioMedio

30 30 30 30 óóóó mmmmáááássssAltoAltoAltoAltoDías de Tormentas al Año

0 a 150 a 150 a 150 a 15BajoBajoBajoBajo15 a 3015 a 3015 a 3015 a 30MedioMedioMedioMedio

30 30 30 30 óóóó mmmmáááássssAltoAltoAltoAltoDías de Tormentas al Año



2. Ubicación respecto a otras actividades.

3. Ubicación respecto a otras construcciones.

4. Tipo de Acometida

1111UrbanoUrbanoUrbanoUrbano

6666SubSubSubSub---- UrbanoUrbanoUrbanoUrbano

11111111RuralRuralRuralRural

PuntosAmbiente

1111UrbanoUrbanoUrbanoUrbano

6666SubSubSubSub---- UrbanoUrbanoUrbanoUrbano

11111111RuralRuralRuralRural

PuntosAmbiente

1111El mas PequeEl mas PequeEl mas PequeEl mas Pequeññññoooo

6666MedianoMedianoMedianoMediano

11111111El mEl mEl mEl máááás Altos Altos Altos Alto

PuntosConstrucción

1111El mas PequeEl mas PequeEl mas PequeEl mas Pequeññññoooo

6666MedianoMedianoMedianoMediano

11111111El mEl mEl mEl máááás Altos Altos Altos Alto

PuntosConstrucción

1111IndependienteIndependienteIndependienteIndependiente

6666Clientes MClientes MClientes MClientes Múúúúltiplesltiplesltiplesltiples

11111111Ultimo ClienteUltimo ClienteUltimo ClienteUltimo Cliente

PuntosAcometida

1111IndependienteIndependienteIndependienteIndependiente

6666Clientes MClientes MClientes MClientes Múúúúltiplesltiplesltiplesltiples

11111111Ultimo ClienteUltimo ClienteUltimo ClienteUltimo Cliente

PuntosAcometida



5. Histórico de Disturbios

6. Importancia del Equipo que va a ser Protegido

7. Costo de Reparación del Equipo que se Daña

1111EscasosEscasosEscasosEscasos

6666OcasionalesOcasionalesOcasionalesOcasionales

11111111FrecuentesFrecuentesFrecuentesFrecuentes

PuntosDisturbios

1111EscasosEscasosEscasosEscasos

6666OcasionalesOcasionalesOcasionalesOcasionales

11111111FrecuentesFrecuentesFrecuentesFrecuentes

PuntosDisturbios

3333EconEconEconEconóóóómicamicamicamica

11111111ModeradaModeradaModeradaModerada

19191919CostosaCostosaCostosaCostosa

PuntosReparación

3333EconEconEconEconóóóómicamicamicamica

11111111ModeradaModeradaModeradaModerada

19191919CostosaCostosaCostosaCostosa

PuntosReparación

3333Pueden DetenersePueden DetenersePueden DetenersePueden Detenerse

11111111MediosMediosMediosMedios

19191919IndispensableIndispensableIndispensableIndispensable

PuntosEquipos

3333Pueden DetenersePueden DetenersePueden DetenersePueden Detenerse

11111111MediosMediosMediosMedios

19191919IndispensableIndispensableIndispensableIndispensable

PuntosEquipos



120 kA120 kA120 kA120 kA80kA80kA80kA80kA

80 kA80 kA80 kA80 kA50 kA50 kA50 kA50 kA


36 kA36 kA36 kA36 kACategorCategorCategorCategoríííía Aa Aa Aa A






CategorCategorCategorCategoríííía Ba Ba Ba B






CategorCategorCategorCategoríííía Ca Ca Ca C

De 76 a 100De 76 a 100De 76 a 100De 76 a 100De 56 a 75De 56 a 75De 56 a 75De 56 a 75De 39 a 55De 39 a 55De 39 a 55De 39 a 55De 25 a 38De 25 a 38De 25 a 38De 25 a 38De 12 a 24De 12 a 24De 12 a 24De 12 a 24

INDICE DE EXPOSICIINDICE DE EXPOSICIINDICE DE EXPOSICIINDICE DE EXPOSICIÓÓÓÓN CALCULADON CALCULADON CALCULADON CALCULADOIEEEIEEEIEEEIEEEC 62.41C 62.41C 62.41C 62.41

120 kA120 kA120 kA120 kA80kA80kA80kA80kA



36 kA36 kA36 kA36 kACategorCategorCategorCategoríííía Aa Aa Aa A






CategorCategorCategorCategoríííía Ba Ba Ba B






CategorCategorCategorCategoríííía Ca Ca Ca C

De 76 a 100De 76 a 100De 76 a 100De 76 a 100De 56 a 75De 56 a 75De 56 a 75De 56 a 75De 39 a 55De 39 a 55De 39 a 55De 39 a 55De 25 a 38De 25 a 38De 25 a 38De 25 a 38De 12 a 24De 12 a 24De 12 a 24De 12 a 24

INDICE DE EXPOSICIINDICE DE EXPOSICIINDICE DE EXPOSICIINDICE DE EXPOSICIÓÓÓÓN CALCULADON CALCULADON CALCULADON CALCULADOIEEEIEEEIEEEIEEEC 62.41C 62.41C 62.41C 62.41

Categoría de Aplicación según IEEE C 62.41


NIVEL DE SOPORTABILIDAD DE LAS CARGAS


•Informática Profesional UMC (máx.) = 0.5 KV

•PC’s, módems, domótica UMC (máx.)= 1KV

•Aparatos electrónicos UMC (máx.) = 1.5 KV

•Electrodomésticos UMC (máx.) = 2.5 KV

•Equipos Industriales UMC (máx.) = 4 KV


ALGUNOS CRITERIOS DE ELECCION



Pro

tecc

ión

Líne

a el

éctr

ica

Pro

tecc

ión

Líne

a de

com

unic

ació

n

Clase II, PRD

PRC // PRC serie PRI PRI

Clase I, PRF1



Pro

tecc

ión

Líne

a el

éctr

ica

XR LC Multi 9 SPD

Multi 9 SPD EMA Y EBA HWA



Cartuchos desenchufables

Señalización del estado del limitador ( PRD )

Auxiliares de señalización a distancia

Contacto seco de señalización a distancia de fin de vida ( PRDr )

En servicio Cambio decartucho

recomendado

Fin de vida del limitador

SEÑALIZACION DE ESTADO



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juan carlos orjuela hay que meter lo de arco interno en media y baja...

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