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TBS Seminario de Protección contra rayos y sobretensiones

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PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES Y CORRIENTES DE RAYO INDICE

• Normativa • Introducción • Formación de la sobretensión transitoria • Causas Sobretensiones. Funcionamiento • Formas de onda (10/350) (8/20) • Guía de selección • Protección externa

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• ¿Cómo protegerse?

Normativa Serie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)

UNE EN 62305-1

UNE EN 62305-2

UNE EN 62305-3

UNE EN 62305-4

Principios

Evaluación

Daño físico

Sistemas eléctricos

generales

del riesgo

a estructuras

y electrónicos

(2011)

(2011)

y riesgo humano

en estructuras

(2011)

(2011)

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UNE EN 62305-1 …-4:2011 Protección contra el rayo


IEC 62305 – 2:2006-01 Protección contra el rayo Parte 2: cálculo del riesgo

Pasos a seguir - Sistema de protección contra el rayo -- Clase del LPS -- Diseño del LPS -- Continuidad de mallazo interno en hormigón

-- Sistemas de captación -- Sistemas de derivación -- Sistemas de puesta a tierra -- Componentes/ materiales y dimensiones

- Sistema de protección interno -- Unión equipotencial -- Aislamiento eléctrico del LPS 20.02.2014

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- Sistema de protección externo


IEC 62305 – 3:2006-01 Protección contra el rayo Parte 3: Daño fisico en estructuras. Protección de personas

Pasos a seguir - Cálculo del riesgo -- Riesgo tolerable RT -- Procedimiento específico para evaluar la necesidad de protección -- Procedimiento para evaluar la eficacia de la protección -- Valoración del riesgo debido a impactos en la estructura(S1) -- Valoración del riesgo debido a impactos cerca de la estructura (S2) -- Valoración del riesgo debido a impactos a una linea conectada a estruct (S3) -- Valoración del riesgo debido a impactos a una linea conectada cercana a estructuras (S4)

- Valoración del riesgo en componentes de servicio -- Valoración de componentes debido a rayos en sistemas(S3) -- Valoración de componentes debido a rayos cercanos a sistemas(S4) 20.02.2014

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- Valoración del riesgo en componentes de estructura


IEC 62305 – 4:2006-01 Protección contra el rayo Part 4: Electricidad y electrónica

Pasos a seguir - Diseño e instalación de un sistema de protección contra el rayo( LEPS) -- Zonas de protección contra el rayo(LPZ) -- Protección tipo 1 en zona de acometida LPMS

-- Sistema de puesta a tierra -- Red equipotencial -- Barras equipotenciales en cuadro -- Unión equipotencial de todas las LPZ

- Blindaje magnético y guiado de lineas -- Blindaje de las lineas internas -- Blindaje de las lineas externas 20.02.2014

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- Tierras y unión equipotencial


Valor pico de intensidad de rayo Nivel de protección I

3 (kA)

Nivel de protección II

5 (kA)

Nivel de protección III

100 (kA)

16 (kA) Nivel de protección IV

100 (kA)

10 (kA)

200 (kA) 150 (kA)

Protección del edificio con pararrayos

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200 (kA)


0 (kA)

Normativa CTE y REBT

CTE SU 8 Seguridad frente al riesgo relacionado con la acción del rayo

Jaula de Faraday

REBT ITC 23 Instalaciones interiores o receptoras Protección contra sobretensiones

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PDC


Cálculo del nivel de riesgo


Calculo Ne:

Si Ne > Na

Frecuencia esperada

Será necesario el uso

Ne=Ng AeC1(10)-6

de impacto

de un sistema de

Calculo Na:

Ng: nº

protección externo

impactos/añokm2

Riesgo admisible

Ae: superficie de captura m2

C1: coeficiente relacionado con el entorno

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CODIGO TECNICO EDIFICACION 03/2006 Sección SU 8

Normativa UNE 21186


UNE 21186 Protección contra el rayo: Pararrayos con dispositivo de cebado

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Articulo 16.3: Instalaciones interiores o receptoras.


Los sistemas de protección para las instalaciones interiores o receptoras para baja tensión impedirán los efectos de las sobretintensidades y sobretensiones que por distintas causas cabe prever en las mismas y resguardaran a sus materiales y equipos de las acciones y efectos de los agentes externos

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Instrucción ITC nº 23


Esta instrucción trata de la protección de las instalaciones eléctricas interiores contra las sobretensiones transitorias que se transmiten por las redes de distribución y que se originan fundamentalmente, como consecuencia de las descargas atmosféricas, conmutaciones de redes y defectos de las mismas.

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CRITERIO DE ELECCIÓN (I)

A) Situación natural, no es preciso la protección contra sobretensiones transitorias. B) Situación controlada, es precisa la protección contra sobretensiones transitorias.

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En todo caso este criterio de selección de protecciones NO APLICA, a los debidos a impactos directos de rayos. Sí que se aplica a sobretensiones producidas por descargas lejanas de rayos, conmutaciones de red y acoplamientos inductivos y capacitivos. Dicho criterio de selección se basa en 2 situaciones:


CRITERIO DE ELECCIÓN (II) A)Situación natural Cuando se prevé un bajo riesgo de sobretensiones en una instalación, se considerada suficiente la resistencia a las sobretensiones de los equipos y no se requiere ninguna protección suplementaria (alimentada por red subterránea)

Instalación alimentada por líneas aéreas con conductores desnudos o aislados: Literalmente: “ se considera necesaria una protección contra sobretensión de origen atmosférico en el origen de la instalación. “

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B) Situación controlada


CRITERIO DE ELECCIÓN (III) También se considera situación controlada, aquella situación natural condicionada por: - necesidad de continuidad de servicio (hospitales, servicios de seguridad) - valor económico de los equipos - pérdidas irreparables - vida de los animales (granjas, piscifactorías, etc.)

No obstante las tablas A y B posteriores aclaran el tipo de instalación donde es obligatorio el uso y donde es recomendado

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Donde : “es conveniente incluir dispositivos de protección para mayor seguridad “

Normativa CTE y REBT Situación natural: El valor de aislamiento intrínseco de los equipos a proteger mostrado en dicha tabla es suficiente como resistencia ante impulsos de tensión con forma de onda 1,2/50 µs Situación controlada: La protección contra sobretensiones de cada TIPO asegurará dicho valor de aislamiento requerido para cada categoría de equipo

TENSIÓN SOPORTADA A IMPULSOS 1,2/50 (KV)

SISTEMAS TRIFÁSICOS

SISTEMAS MONOFÁSICOS

CATEGORÍA IV

CATEGORÍA III

CATEGORÍA II

CATEGORÍA I

230/400

230

6

4

2,5

1,5

400/690 1000

--

8

6

4

2,5

El objetivo a conseguir es que la actuación del dispositivo de protección reduzca la sobretensión transitoria a un valor de tensión inferior a la soportada por el equipo (Tabla 1). Para alcanzar este objetivo puede ser necesario utilizar más de un dispositivo de protección 20.02.2014

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TENSIÓN NOMINAL DE LA INSTALACIÓN


6

6kV

5

Aislamiento requerido cuadro general de acometida+sus contenidos

4kV

4 3

Aislamiento requerido en elementos fijos en red electrica ej: maquinaherramienta

2,5kV

2kV

2

Nivel de aislamiento requerido ITC n 23 REBT Nivel residual OBO Aislamiento requerido en elementos fijos en red electrica ej: electr ónica sensible

1,5kV

1,3kV

1

1,0kV IV

III

Cuadro acometida-

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B1)

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Por ejemplo, Subcuadros

II

C1)

Por ejemplo, Equipo final

I

D1)


kV

Aislamiento requerido lineas de enlace

Normativa CTE y REBT Tabla A. Situaciones en las que es obligatorio el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias.

Ejemplos

Requisitos

Línea de alimentación total o parcialmente aérea o cuando la instalación incluye líneas aéreas

Todas las instalaciones, ya sean industriales, terciarias viviendas, etc.

Obligatorio

Riesgo de fallo afectando la vida humana

Los servicios de seguridad, centros de emergencias, equipo médico en hospitales.

Obligatorio

Riesgo de fallo afectando la vida de los animales

Las explotaciones ganaderas, piscifactorías, etc.

Obligatorio

Riesgo de fallo afectando los servicios públicos

La pérdida de servicios para el público, centros informáticos, sistemas de telecomunicación.

Obligatorio

Riesgo de fallo afectando las instalaciones y equipos de los locales de pública concurrencia que tengan servicios de seguridad no autónomos

Sistemas de alumbrado de emergencia no autónomos

Obligatorio

Riesgo de fallo afectando la actividad agrícola o industrial en función del impacto económico que pudieran implicar las sobretensiones.

Industrias con hornos o en general procesos industriales continuos no interrumpibles

Obligatorio

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Situaciones


Ejemplos

Requisitos

Riesgo de fallo afectando a actividades agrícolas o industriales no interrumpibles

Industrias con hornos o en general procesos industriales continuos no interrumpibles

Obligatorio

Instalaciones en edificios con sistema de protección externa contra descargas atmosféricas o contra rayos tales como: Pararrayos, puntas Franklin, jaulas de Faraday instalados en el mismo edificio o en un radio menor de 50 mts.

Todas las instalaciones, ya sean industriales, terciarias, viviendas, etc.

Obligatorio

En todas las instalaciones que se englobaran en estas descripciones generales contenidas en la tabla A mostradas en ambas diapositivas será OBLIGATORIO el uso de protectores contra sobretensiones TRANSITORIAS

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Situaciones


Ejemplos

Requisitos

Viviendas (cuando no sea obligatorio según los casos anteriores)

-con sistemas de telecomunicaciones en azotea. -Con sistemas domóticos ( ITC-BT-51)

Instalaciones en zonas con más de 20 días de tormenta al año

Todas las instalaciones, ya sean industriales, terciarias, viviendas, etc.

Recomendado

Riesgo de fallo afectando las instalaciones y equipos de los locales de publica concurrencia que no sean servicios de seguridad.

Los locales incluidos en la ITC-BT-28

Recomendado

Equipos especialmente sensibles y costosos

Pantallas de plasma, ordenadores, etc.

Recomendado

Actividades industriales y comerciales no incluidas en la tabla A

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Recomendado

Recomendado


Situaciones

Sobretensiones: Introducción

Oficina: Ordenadores Servidor Faxes Servicio telefónico

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Hogar: Televisión Ordenador Electrodomésticos Sistemas de alarma


Las estadísticas de las compañías de seguros para instalaciones electrónicas demuestran que hasta el 25% de los daños se producen debido a sobretensiones.


Las sobretensiones transitorias pueden provocar la destrucción o el envejecimiento prematuro de los equipos

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Sobretensiones: Introducción KV-ISO 30 Factor 26 22 18 14 10 6 2

Sobretensiones de conmutación Aumentos ocasionales de tension Armónicos Variaciones lentas y rápidas de tensión Huecos de tensión Interrupciones breves

Ûr v 6000 (IV) 4000 (III) 2500 (II) 1500 (I) Copyright OBO BETTERMANN 2010

Sobretensiones de rayos

Perturbaciones transmitidas a la red en forma de impulsos de tensión con un valor de pico y duración que determina su denominación 20.02.2014

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Nivel isoceráunico en España

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REBT

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