Manual Curso Seg Elect Int FABIO CASAS

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CURSO SEGURIDAD ELÉCTRICA

INTEGRAL

CONFERENCISTA:

ING. FAVIO CASAS OSPINA

IGT

International

Grounding

Training

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CURSO SEGURIDAD ELÉCTRICA INTEGRAL

- 2 - ©Copyright: Ing. Favio Casas Ospina

E-mail: [email protected]

CONTENIDO

NIVELACION SEGURIDAD ELÉCTRICA ... 4

ENCUESTA DE SEGURIDAD ELÉCTRICA ... 5

EL ENTORNO ELECTROMAGNÉTICO Y SUS RIESGOS ... 6

CÓDICO DE ÉTICA APLICADA A LA INGENIERÍA ELÉCTRICA... 7

MANDAMIENTOS PARA ELECTRICISTAS ... 8

DEFINICIONES PARA ELECTRICISTAS ... 9

TENSIONES DE SEGURIDAD... 13

RIESGOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA PARA SERES HUMANOS ... 16

ENTIDADES NORMALIZADORAS... 20

NORMAS Y DOCUMENTOS DE APLICACIÓN ... 21

SIMBOLOGÍA DE MAGNITUDES Y UNIDADES UTILIZADAS EN ELECTROTECNIA ... 24

PRINCIPALES SÍMBOLOS GRÁFICOS A UTILIZAR EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS... 25

COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC)... 26

¿QUÉ ES CALIDAD? ... 27

COMPONENTES DEL SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD ... 27

COMPONENTES DE LA CALIDAD DEL SUMINISTRO... 28

DE ELECTRICIDAD ... 28

¿QUÉ ES CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA (CEL) ?... 28

COMPONENTES DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA (CEL) ... 28

FUENTES DE PROBLEMAS DE CALIDAD DE LA ENERGÍA (CEL) ... 28

¿QUÉ ES COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC)? ... 29

TÉRMINOS RELACIONADOS CON EMC... 29

OBJETIVOS DE LA EMC ... 29

CLASIFICACIÓN DE LAS PERTURBACIONES ELECTROMAGNÉTICAS POR IEC ... 29

CALSIFICACIÓN DE LAS PERTURBACIONES SEGÚN CINCO CRITERIOS “PIVOTE”... 30

CATEGORÍAS DE PERTURBACIONES SEGÚN IEEE-1159 ... 30

ATRIBUTOS DE LAS PERTURBACIONES ... 31

LÍMITES Y MÁRGENES DE EMC... 31

LAS 5 TÉCNICAS DE ORO PARA CONTROLAR PERTURBACIONES... 32

EL SPT COMO CANAL DE ACOPLE ... 32

RAZONES PARA HACER UN ANÁLISIS DE CEL... 32

EFECTOS DE MALA CALIDAD DE LA POTENCIA (CAP)... 32

OBJETIVOS DE UN ANÁLISIS DE CALIDAD DE POTENCIA... 33

NIVELES DE INVESTIGACIÓN DE UN PROGRAMA DE CALIDAD DE POTENCIA... 33

RECURSOS TÉCNICOS PARA MEJORAR LA CALIDAD DE POTENCIA ... 33

INDICADORES DE ARMÓNICOS... 34

PROCEDIMIENTO PARA LOGRAR LÍMITES DE ARMÓNICOS ... 34

SOLUCIONES PARA PROBLEMAS DE ARMÓNICOS ... 34

SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS... 35

POLARIZACIÓN DE NUBES ... 36

TIPOS DE RAYOS... 36

PROCESO DE LA DESCARGA... 37

SISTEMA INTEGRAL DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS ... 37

MÉTODO ELECTROGEOMÉTRICO... 39

CARACTERÍSTICAS DE LOS TERMINALES DE CAPTACIÓN... 40

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E-mail: [email protected] ESPECIFICACIONES SUGERIDAS PARA PROTECCIÓN CONTRA RAYOS Y SISTEMAS DE

PUESTA A TIERRA ... 41

PROTECCIÓN CONTRA RAYOS EN TANQUES DE TECHO FLOTANTE ... 45

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA... 52

BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LAS PUESTAS A TIERRA ... 53

TIPOS DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA ... 54

BASES TECNOLÓGICAS PROPUESTAS PARA SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA (SPT) ... 54

PASOS PARA LOGRAR EXCELENTES SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA... 55

REQUISITOS MÍNIMOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ... 57

FUNCIONES DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ... 57

PATOLOGÍAS TÍPICAS ... 57

MÉTODOS DE CONEXIÓN DEL NEUTRO ... 58

MÁXIMOS VALORES DE RESISTENCIA... 59

PANORAMA DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA (SPT)... 59

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ... 60

ABANICO DE MEDICIONES EN PUESTAS A TIERRA... 61

CORRIENTES ESPURIAS ... 62

FACTORES QUE INCIDEN EN LA RESISTIVIDAD... 62

EJEMPLO DE PROPIEDADES DE SUELOS... 67

FORMAS DE CONDUCCIÓN EN EL SUELO... 67

POTENCIALES SOBRE ELECTRODOS ... 68

DISTRIBUCIÓN DE POTENCIALES Y CORRIENTES EN EL SUELO ... 69

CORROSIVIDAD DE LOS SUELOS ... 70

PUESTAS A TIERRA DEDICADAS E INTERCONECTADAS ... 71

UNA SOLA PUESTA A TIERRA PARA TODAS LAS NECESIDADES ... 71

PUESTAS A TIERRA SEPARADAS O INDEPENDIENTES... 72

FÓRMULAS BÁSICAS... 73

SOBRECORRIENTES EN CASO DE FALLA ... 74

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA SEGÚN NEC... 76

REQUISITOS PARA ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA... 77

CONDUCTOR DEL ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA – TABLA 250-66 DEL NEC ... 77

CALIBRES DE CONDUCTOR DE TIERRA DE EQUIPOS – TABLA 250-122 DEL NEC... 78

TIPOS DE CONEXIONES ... 79

BARRAJES EQUIPOTENCIALES... 82

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA... 83

MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD– MÉTODO WENNER... 84

MEDICIÓN DE RESISTENCIA – EN PEQUEÑOS SISTEMAS... 85

MEDICIÓN DE RESISTENCIA - EN GRANDES SISTEMAS... 86

MEDICIÓN DE EQUIPOTENCIALIDAD ... 87

TÉCNICAS DE MEJORAMIENTO DE PUESTAS A TIERRA... 87

CARACTERÍSTICAS DE UN SUELO ARTIFICIAL... 89

CONEXIONES PARA EQUIPO SENSIBLE... 90

MALLA DE ALTA FRECUENCIA ... 91

TIERRAS EN CUARTO DE EQUIPOS SENSIBLES... 92

TIERRAS ANTIESTÁTICAS... 93

PUESTAS A TIERRA PARA TANQUES DE COMBUSTIBLE ... 94

TIERRA PARA TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIÓN ... 95

CONCEPTOS GRÁFICOS DE PUESTA A TIERRA Y TEMAS CONEXOS . ¡Error! Marcador no definido. BIBLIOGRAFÍA... 96

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CURSO SEGURIDAD ELÉCTRICA INTEGRAL

NIVELACION SEGURIDAD

ELÉCTRICA

CONFERENCISTA:

ING. FAVIO CASAS OSPINA

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ENCUESTA DE SEGURIDAD ELÉCTRICA

SI

NO

1 Todos nuestros electricistas están entrenados para atender casos de electrocución.

2 Tenemos detectados y evaluados todos los riesgos eléctricos en el programa de salud ocupacional.

3 Nuestro pararrayos se diseñó con el método electrogeométrico, considerando la densidad de rayos a tierra y la corriente máxima.

3 Tenemos un sistema de protección contra rayos.

5 Mi empresa posee unas puestas a tierra excelentes y unificadas.

5 Construimos igual una puesta a tierra para baja o alta frecuencia.

7 Hacemos mantenimiento anual de las puestas a tierra.

8 Todas las áreas clasificadas como peligrosas cumplen las normas

9 Hemos eliminando los riesgos de electricidad estática.

10 Los electricistas siempre cumplen con las reglas de oro.

11 Tenemos controlados los armónicos.

12 Nuestro factor de potencia es excelente.

13 La termografía es una gran ayuda para nuestro mantenimiento.

14 Tenemos circuitos sobrecargados.

15 Algunos de los accidentes eléctricos no son reportados como tales.

Estos son algunos de los temas que usted tendrá la oportunidad de actualizar en el Seminario.

ENCUESTA DE SEGURIDAD ELÉCTRICA

PRESENTACIÓN: Considerando las nuevas dimensiones que está tomando

la prevención y la competitividad que deben ofrecer las empresas, lo

invitamos a contestar el siguiente test, en relación con su Empresa.

Señale una opción para cada afirmación.

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CÓDICO DE ÉTICA APLICADA A LA INGENIERÍA ELÉCTRICA

1. Recuerde que la sociedad le otorgó el título para servirle a ella, no para servirse de él.

2. Sea agradecido. Colabore con las asociaciones, universidades e instituciones que promuevan nuestra profesión.

3. No ofenda nuestra profesión. No denigre de ella ni en público ni en privado. 4. No revele ni pida secretos. Ni los de empresa, ni los de negocios, sin la respectiva autorización.

5. Sea honrado. Todos los aspectos financieros que maneje, deben tener absoluta claridad desde el principio. No ofrezca ni reciba dineros para lograr una posición favorable en los negocios.

6. Actúe con máxima seguridad. El elemento que manejamos le puede costar la vida a usted o a un semejante.

7. Mire todo el tablero. Conserve siempre la panóptica, es decir, la visión de conjunto de su trabajo y de todo su entorno.

8. Siga las normas. Cuando se desvíe de ellas, hágalo conocer y tenga claras las consecuencias. Pero si encuentra propuestas verdaderamente novedosas para la ingeniería eléctrica, llénese de fe, audacia, coraje y humildad.

9. Ame sus proyectos. Cuando tome un proyecto, convénzase firmemente de sus bondades y luego dedíquele su mayor esfuerzo.

10. Sea honesto intelectualmente. Si no sabe de un tema, dígalo. Si sabe, exprese solo opiniones técnicas que sean veraces y puedan sustentarse.

11. Responda siempre por sus decisiones. Si la responsabilidad es de otro, exíjale igualmente que responda.

12. Sea leal. Mientras trabaje, tendrá clientes. A ellos y a sus amigos sitúelos en primer lugar.

13. Autoanalice periódicamente. Pregúntese: Quién soy? qué me hace feliz? qué quiero? qué me rodea?

14. Trate a los demás con calor humano. Atienda con el máximo de cortesía a sus subalternos, sus homólogos, sus jefes y al público en general.

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MANDAMIENTOS PARA ELECTRICISTAS

1. No lleve anillos, relojes o cadenas al intervenir en una instalación eléctrica. Utilice el equipo adecuado de casco, guantes, botas, uniforme y cinturón.

2. Cuando realice una instalación eléctrica, tenga conciencia que el más leve error técnico puede ocasionar un accidente.

3. Jamás manipule un aparato eléctrico conectado, si su cuerpo está húmedo. 4. Considere energizada toda línea o instalación que no esté conectada a tierra. 5. La baja tensión también puede ocasionarle la muerte.

6. Al acercarse a una instalación de alta tensión, calcule bien sus movimientos, en especial los de sus brazos.

7. Practique siempre las reglas de oro:

* Hacer corte visible.

* Condenar

* Probar

* Aterrizar.

8. Recuerde que algunos equipos como los condensadores almacenan energía cuando se retira la fuente de alimentación.

9. Jamás combine los procedimientos de trabajo de línea viva con los de línea muerta.

10. Si tiene que hacer una instalación provisional, por favor, que sea provisional. 11. Si a pesar de todas las precauciones ocurre une electrocución, tenga presente

los siguientes pasos:

* Conserve la calma.

* Retire la víctima.

* Verifique los signos vitales.

* Preste los primeros auxilios.

* Traslade al paciente a un centro médico. JAMÁS LE TOME CONFIANZA A LA CORRIENTE!!!!!!

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DEFINICIONES PARA ELECTRICISTAS

Apantallamiento: Elementos metálicos que se instalan alrededor de los dispositivos que se desean

proteger contra los efectos de una perturbación.

Barraje Equipotencial (BE) o Punto de Puesta a Tierra (Ground Busbar o Ground Bar o Ground Bus): Conductor de tierra colectiva, usualmente una barra de cobre, pero puede ser un cable

de gran longitud.

Carga lineal: Es aquella en donde la forma de onda de la corriente de estado estable, sigue la forma

de onda de la tensión aplicada.

Carga no lineal: Es aquella en donde la forma de onda de corriente de estado estable, no sigue la

forma de onda de la tensión aplicada.

Calidad de la Energía Eléctrica (CEL): Es el grado de conformidad de los indicadores de las señales

electromagnéticas, en un tiempo dado y en un nodo o punto definido, para cumplir con las necesidades de los consumidores, dentro del marco regulatorio del país.

Calidad de la potencia (CAP):Conjunto de atributos físicos de las señales de tensión y corriente, en

estado estable y transitorio, de manera que los equipos funcionen correctamente.

Circuito en modo común: Es la totalidad de las corrientes de un lazo (o el circuito cerrado) por las

corrientes de modo común. Incluyen el cable, el aparato y las partes cercanas del sistema de puesta a tierra.

Circuito en modo diferencial: Es la totalidad de las corrientes de un lazo (o el circuito cerrado) definidas para señales o potencia. Incluyen el cable y el aparato conectado en ambos extremos. NOTA: Términos semejantes: Modo normal, modo en serie.

Compatibilidad Electromagnética (Electromagnetic Compatibility): Es la capacidad o aptitud de

un equipo o sistema para funcionar satisfactoriamente en su ambiente electromagnético, sin dejarse afectar ni afectar a otros equipos por energía electromagnética radiada o conducida. Es como la aplicación de un código de buen comportamiento o de convivencia.

Compatibilidad: Capacidad de varios sistemas o mecanismos para coexistir en armonía.

Conductor de puesta a tierra de equipo: Es el conductor usado para conectar partes metálicas,

canalizaciones y gabinetes con la puesta a tierra.

Conductor del electrodo de puesta a tierra: Conductor que es intencionalmente conectado a una

puesta a tierra, desde el neutro, bien sólidamente o a través de una impedancia limitadora de corriente.

Conector: Dispositivo que une dos o más conductores con el objeto de suministrar un camino

eléctrico continuo.

Conexión de Puesta a Tierra (Connection, Grounding Terminal o Ground Clamp): Soldadura

exotérmica, lengüeta certificada, conector a presión o de cuña certificados o abrazadera certificada; destinados a asegurar, por medio de una conexión especialmente diseñada, dos o más componentes de un sistema de puesta a tierra.

Confiabilidad: Capacidad de un dispositivo, equipo o sistema para cumplir una función requerida, en

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Contacto directo: Es el contacto directo de personas con cualquier parte activa de una instalación

eléctrica.

Contacto indirecto: Contacto de personas con elementos puestos accidentalmente bajo tensión; o el

contacto de personas con cualquier parte activa de una instalación eléctrica a través de un medio conductor.

Degradación: Es una desviación indeseable en las características de funcionalidad, de algún

dispositivo, equipo o sistema respecto de sus características consideradas como normales.

Disponibilidad: Certeza de que un equipo o sistema sea operable (disponibilidad para uso) en un

tiempo dado. Cualidad para operar normalmente.

Dispositivo de protección contra sobretensiones transitorias (DPS): Dispositivo para

protección de equipos eléctricos, el cual limita el nivel de la sobretensión, mediante la absorción de la mayor parte de la energía transitoria, minimizando la transmitida a los equipos y reflejando la otra parte hacia la red. No es correcto llamarlo pararrayos.

Electrodo de Puesta a Tierra (Grounding Electrode): Conductor o grupo de ellos en contacto con

el suelo, para proporcionar una conexión eléctrica con el terreno. Puede ser una varilla, un tubo, una placa, una cinta o un cable. El más común es el de varilla, que debe ser de 5/8” x 2.4 m como mínimo.

Equipotencialidad (Bonding): Es la unión permanente de partes metálicas para formar una

trayectoria que asegure la continuidad y la capacidad de conducción segura ante la corriente que le sea impuesta.

Equipotencializar: Es el acto de conectar partes conductivas y conductores activos con el sistema de

puesta tierra por medio de conductores eléctricos y dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias, en el espacio a ser protegido.

Grado de riesgo: Valoración conjunta de la probabilidad de accidentes, de la gravedad de sus efectos

y la vulnerabilidad del medio. Los componentes esenciales son: GRAVEDAD o severidad y FRECUENCIA o exposición.

Impedancia de transferencia: Es la relación de la tensión acoplada en un circuito a la corriente que se presenta en otro circuito o en una parte de este.

Interconectado electrónicamente: Unidades que, para completar un sistema o efectuar una

operación, deben conectarse a través de un canal de señales.

Interfase: Límite entre dos sistemas o entre dos partes de un mismo sistema, que se define por la

especificación de características apropiadas, usualmente con el propósito de asegurar la compatibilidad de formatos, de funciones, de señales y de interconexión en el límite. Nota- Una interfase puede definirse, por ejemplo, en una conexión de clavija y tomacorriente, en la abertura de una antena o entre capas de un sistema jerárquico.

Interferencia Electromagnética (EMI): Degradación funcional o física en las características de un

dispositivo, equipo o sistema; causadas por una perturbación electromagnética.

Lazo de tierra: En un sistema de tierra radial es una trayectoria conductiva indeseable entre dos

cuerpos conductivos que están conectados a una tierra común (único punto).

Método electrogeométrico: Metodología que permite establecer cual es el volumen de cubrimiento

de protección contra rayos (zona de protección) de una estructura para una corriente de diseño (corriente de rayo especificada) según la posición y la altura de la estructura interceptora. Este método se utiliza en el diseño de instalaciones de terminales de capatación.

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Neutro (Neutral o Grounded Service Conductor): Es un conductor de un sistema o circuito que

es intencionalmente conectado a la tierra o a algún cuerpo conductivo que sirve en lugar de esta.

Perturbación electromagnética (PE): Cualquier fenómeno electromagnético que puede degradar

las características de un dispositivo, equipo o sistema.

Puente de conexión equipotencial (Bonding Jumper): Conductor confiable que asegura la

conductividad eléctrica necesaria entre las partes metálicas que deben estar eléctricamente conectadas entre sí.

Puerto: Punto por el que pueden entran las señales en una red o salir de ella. Interfase especifica de

un aparato con el entorno electromagnético.

Puesta a Tierra (Grounding): Grupo de elementos conductores equipotenciales, en contacto

eléctrico con el suelo o una masa metálica de referencia común, que distribuyen las corrientes eléctricas de falla en el suelo o en la masa. Comprende electrodos, conexiones y cables enterrados. También se le conoce como toma de tierra o conexión a tierra.

Puesta a Tierra de Protección: Conjunto de conexión, cable y clavija que se acoplan a un equipo,

para prevenir electrocuciones por contactos con partes metálicas energizadas accidentalmente.

Puesta a Tierra de Servicio: Puesta a tierra que pertenece al circuito normal de corriente; sirve

tanto para condiciones de funcionamiento normal, como de falla. Pueden ser de subestación, de comunicaciones, de estática, de equipo sensible, de terminales de captación. o requerida por las disposiciones de los fabricantes de equipo electrónico.

Puesto a Tierra (Grounded): Toda conexión intencional o accidental del sistema eléctrico con un

elemento considerado como una puesta a tierra. Se aplica a todo equipo o parte de una instalación eléctrica (neutro, centro de estrella de transformadores o generadores, carcasas, incluso una fase para sistemas en delta, etc.), que posee una conexión intencional o accidental con un elemento considerado como puesta a tierra.

Resistencia de puesta a tierra: Es la relación entre la tensión aplicada entre dos puntos y la

intensidad resultante. Los dos puntos corresponden a la puesta a tierra a medir y un punto lo suficientemente alejado para mantener su tensión constante cuando por la puesta a tierra circula una intensidad.

Riesgo: Condición ambiental o humana cuya presencia o modificación puede producir un accidente o

una enfermedad ocupacional. Probabilidad de que en una actividad, se produzca una pérdida o ganancia determinada, en un tiempo dado.

Sistema derivado independiente: Sistema de alambrado de una instalación, cuya energía procede

de una batería, sistema solar fotovoltaico o del bobinado de un generador, transformador o convertidor y que no tiene conexión directa, ni siquiera mediante un conductor del circuito sólidamente puesto a tierra (neutro), para alimentar los conductores que proceden de otro sistema.

Sistema de Protección Externa (SPE): Es el conjunto comprendido por los terminales de captación,

las bajantes, el sistema de puesta a tierra, conectores herrajes y otros, cuya función es captar las descargas y llevarlas a tierra en forma segura.

Sistema de Protección Interna (SPI): Conjunto de dispositivos y técnicas para reducir las

sobretensiones transitorias que se pueden presentar al interior de una instalación.

Sistema de puesta a tierra (SPT) (Grounding System): Conjunto de elementos conductores de un

sistema de potencia específico, sin interrupciones ni fusibles, que unen los equipos eléctricos con el suelo o terreno. Comprende la puesta a tierra y todos los elementos puestos a tierra.

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Sistema derivado independiente: Sistema de cableado de una zona, cuya energía procede de una

batería, sistema solar fotovoltaico o del bobinado de un generador, transformador o convertidor y que no tiene conexión galvánica entre el sistema a alimentar y del que procede.

Sistema Integral de Protección Contra Rayos (SIPRA): Aquel sistema con el que se puede

alcanzar un alto grado de seguridad, mediante la combinación de varios subsistemas como SPE, SPI, SPT y acciones preventivas respecto a las personas.

Sobretensión: Tensión anormal entre dos puntos del sistema, que es mayor que el valor máximo

presentado entre los mismos dos puntos bajo condiciones de servicio normal.

Sólidamente Aterrizado (Grounded Solidly o Grounded Effectively): Sistema de conexión a una

puesta a tierra, sin otra resistencia que la del cable, es decir, sin resistencias ni inductancias.

Suelo Artificial (Artificial Soil): Compuesto preparado industrialmente, de baja resistividad, para

potenciar la conductividad de un electrodo enterrado.

Suelo o Terreno (Soil): Capa de productos de meteorización, llena de vida, que se encuentra en el

límite entre la roca inerte de la corteza y la atmósfera.

Susceptibilidad: La inhabilidad de un dispositivo, equipo o sistema para operar sin degradarse en

presencia de una perturbación electromagnética.

Telurómetro: Nombre en castellano del equipo diseñado para medición de resistividad y resistencia

de sistemas de puesta a tierra. Sus principales características son: frecuencia, potencia, alarma, detección de corrientes espurias y margen de error.

Terminal de captación: elemento metálico cuya función es interceptar los rayos que podrían

impactar directamente sobre la instalación a proteger. Comúnmente se conoce como pararrayos.

Tierra (Ground o Earth): Para sistemas eléctricos, es una expresión que generaliza todo lo referente

a sistemas de puesta a tierra. En temas eléctricos se asocia a suelo, terreno, tierra, masa, chasis, carcasa, armazón, estructura o tubería de agua. El término “masa” solo debe utilizarse para aquellos casos en que no es el suelo, como en los aviones, los barcos y los carros.

Tierra aislada (Insulated equipment grounding conductor): Es un conductor de tierra de equipo,

aislado que recorre las mismas conducciones y/o canalizaciones que los conductores de alimentación.

Tierra de Referencia: Barraje interno de los equipos electrónicos, que fija el potencial de referencia

cero para sus circuitos internos. También se conoce como tierra lógica.

Tierra Remota: Sistema de puesta a tierra lejano, respecto al sistema considerado, para el cual se

asume que su potencial es cero y que no causa interferencia.

Tomacorrientes con Polo a Tierra: Son aquellos con una tercera clavija que hace el primer

contacto eléctrico al conectar el equipo. Algunos vienen con la tierra unida a la caja y otros con la tierra aislada (para equipos sensibles).

Transitorio (Surge): Designa un fenómeno o una cantidad que varía entre dos estados consecutivos

durante un intervalo de tiempo corto comparado con la escala de tiempo de interés.

Zonificación: Es el método por el cual se determinan unos volúmenes de una instalación en donde se

deben cumplir las mismas condiciones electromagnéticas para los dispositivos, equipos o sistemas y definen los puntos de equipotencialización en las fronteras de la zona.

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E-mail: [email protected] 1 seg 5 kV 2 1 0.5 0.5 0.2 0.2 0.1 0.1 0.06 2a 2b 3a 3b 4 1 2a 2b 3a 3b 4 1

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RIESGOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA PARA SERES HUMANOS

Electrocución es el paso de corriente eléctrica externa por el cuerpo humano y riesgo de electrocución es la posibilidad de circulación de esa corriente a través del cuerpo. Como la vida de hoy presenta una gran dependencia de la energía eléctrica, es conveniente recordar algunos conceptos fundamentales:

Umbral de percepción: Cuando se siente sensación de cosquilleo sin daño para el

99.5 % de las personas. (Para 60HZ c.a.: 1.1 mA para hombres y 0.7 mA para

mujeres).

Electrización: Valor de corriente que produce movimientos reflejos de los músculos. (Para c.a. 60 HZ : 16 mA para hombres y 10.5 mA para mujeres).

Clases de accidentes con origen eléctrico: Rayos, contactos directos (fase- fase, fase-neutro, fase-tierra); contactos indirectos (inducción, contacto con masa energizada, tensión de paso, tensión de contacto, tensión transferida); irradiaciones e incendios.

Para analizar los individuos expuestos a riesgo eléctrico se clasifican en individuos tipo “A” y tipo “B”.

Individuo tipo “A”: Toda aquella persona que lleva conductores eléctricos que terminan en el corazón. Para este tipo de paciente, se considera que la corriente máxima segura es de 80 microamperios.

Individuo tipo “B”: Aquellos que están en contacto con equipos eléctricos y que no llevan conductores al corazón. Se estima como máxima corriente segura, 24 mA. Estados en función del grado de humedad y tensión de seguridad

* Piel perfectamente seca (excepcional) 80 V

* Piel húmeda (normal) 50 V Ambiente seco

* Piel mojada (más normal) 24 V Ambiente húmedo

* Piel sumergida en agua (casos especiales) 12 V Ambiente sumergido

La gravedad de una descarga eléctrica en el ser humano depende de muchos factores, pero ocasiona desde un malestar hasta la muerte. Recordemos que el hombre es un buen conductor de la electricidad.

La resistencia normalizada del ser humano se toma de 1000 ohmios. Experimentalmente se mide entre las dos manos sumergidas en solución salina, que agarran dos electrodos y parado sobre una placa de cobre.

El fenómeno de rigidez muscular que se presenta al paso de corriente se llama tetanización.

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El corazón es un músculo y la parte más vital de nuestro cuerpo. La corriente estimada como mínima mortal es de 25 miliamperios, si al pasar por el corazón produce fibrilación ventricular.

Una persona sobrevive más fácil a una descarga por encima de 3 amperios que a una de 0.1 amperios.

Se estima que la fibrilación es reversible si el tiempo de contacto es menor de 0.15 segundos.

El ciclo cardiaco dura aproximadamente 0.75 segundos.

Se acepta en la práctica que corrientes de 30 mA durante un segundo no producen daño irreversible.

Siempre se presentan en mayor o menor grado 3 efectos cuando circula corriente por el cuerpo: Nervioso, químico y calorífico.

Conviene tener presente en una emergencia, que la muerte por electrocución, en general no es súbita.

Existen dos causas básicas de muerte por electrocución: La suspención respiratoria y la paralización del corazón.

Lo mismo que en los casos de ahogamiento, el método más eficaz para dar primeros auxilios es la respiración boca a boca y el masaje cardíaco.

Efectos Patológicos de la Corriente:

0-2 mA Cosquilleo

2-9 mA Contracción muscular involuntaria

9-20 mA Contracción muscular dolorosa

25 mA EFECTOS FATALES, si no se interrumpe

100 mA Muerte segura si no se interviene. Ninguna quemadura

1 Amperio Muerte cierta. Quemaduras

5 Amperios Quemaduras graves. No hay fibrilación. Supervivencia posible

* Recuerde que la energía eléctrica está en todas partes.

* Los circuitos eléctricos se pueden comparar con circuitos hidráulicos o

mecánicos.

* Los accidentes de tipo eléctrico son: Rayos, contactos, irradiaciones y

destrucción de equipos e instalaciones.

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* La gravedad de una descarga eléctrica en el ser humano depende de muchos

factores, pero ocasiona desde un malestar hasta la muerte.

* El hombre es un buen conductor de electricidad.

* En todo circuito eléctrico están presentes; la tensión (en voltios), la intensidad de corriente (en amperios) y la resistencia (en ohmios).

* En los elementos conductores (como el hombre), la conductividad de la corriente va paralela a la humedad.

* Tenga presente que la resistencia del cuerpo humano es de sólo 1000 ohmios.

* La fase o línea “VIVA” no debe ser tocada en lo posible.

* Los plásticos, la madera seca y las sogas secas son excelentes aislantes y los puede necesitar para rescatar a alguien.

* El fenómeno que se presenta en los baños eléctricos se llama tetanización o

rigidez muscular.

* El corazón es un músculo y la parte más vital de nuestro cuerpo.

* La corriente mínima mortal es de 25 miliamperios si al pasar por el corazón

produce fibrilación ventricular.

* Elementos primordiales de una red eléctrica: Fases, fusible, neutro y tierra.

* Como 24 voltios es la tensión capaz de producir una corriente de 24

miliamperios, es la máxima tensión seguro.

* Evite el paso de corrientes peligrosas aislándose al máximo. O mejor aún:

desconecte siempre el circuito y pruébelo.

* Una persona sobrevive más fácil a una descarga por encima de 3 amperios que a

una de 0.1 amperios.

* Siempre se presentan en mayor o menor grado tres efectos cuando circula

corriente por el cuerpo: Nervioso, químico y calorífico.

* Cuando accidentalmente una persona quede adherida a una red eléctrica,

retírela lo antes posible; evitando obviamente que a usted le circule corriente.

* Tenga presente en una emergencia que la muerte por electrocución, en general

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* Existen dos causas básicas de muerte por electrocución: La suspensión

respiratoria y la paralización del corazón.

* Lo mismos que en los casos de ahogamiento, el método más eficaz para dar

primeros auxilios es la respiración boca a boca y el masaje cardíaco.

* Nunca toque un equipo eléctrico con los pies descalzos.

* Cuando ingiera bebidas, aléjese de la corriente.

* Inspeccione frecuentemente las instalaciones eléctricas y evitará dolores de

cabeza.

* En instalaciones eléctricas, por favor, no haga arreglos provisionales o

improvisaciones.

* En su empresa y en su casa, conecta a tierra las carcasas metálicas de los

equipos.

* Use y reemplace los fusibles correctamente.

* No recargue las instalaciones con tomacorrientes múltiples.

* Trabajar sobre redes energizadas requiere personal y equipo especializado.

* Las palabras de oro en seguridad eléctrica: PROBAR Y ATERRIZAR.

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ENTIDADES NORMALIZADORAS

AENOR: Asociación Española de Normalización.

AHAM: Association of Home Appliance Manufacturers. ANSI: American National Standard Institute.

API: American Petroleum Institut.

ASTM: American Society for Testing and Materials. BSI: British Standrds Institution.

CBEMA: Computer and Business Equipment Manufacturers Association. CCIR: Comité Consultif International des Radiocomunications.

CCITT: Comité Consultivo Internacional de Teléfonos y Telégrafos (depende de UIT).

CEN: Comité Europeo para Normalización.

CENELEC: Comité Europeo de Normalización Eléctrica.

CIGRE: Conseil International des Grands Réseaux Électriques.

CISPR: Comité Internacional Especial de Perturbaciones Radioeléctricas. CSA: Canadian Standards Association.

DIN: Deustches Institut Für Normen. EIA: Electronic Industries Association.

ECMA: European Computer Manufacturer Association. FCC: Federal Communications Commission.

ICONTEC: Instituto Colombiano de Normas Técnicas. IEC/CEI: International Electrotechnical Commission. IEEE: Institute of Electricaland Electronics Engineers. ISA: Instrument Society of America.

ISO: International Standards Organization.

NACE: National Asociation of Corrosion Engineers. NBS: National Bureau of Standards.

NEMA: National Electrical Manufacturers Association. NFPA: National Fire Protection Association.

OSHA: Occupational Safety and Health Administration. TIA: Telecommunications Industry Association.

UIT/ITU: Unión Internacional de Telecomunicaciones. UL: Underwriters' Laboratories Inc.

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NORMAS Y DOCUMENTOS DE APLICACIÓN

Protección Contra Rayos

API 2003 (1998). Protection Against Ignitions Arising Out of Static, Lightning, and Stray Currents

AS 1768-1991 NZS/AS 1768-1991 Lightning Protection.

BS 6651: 1999 Code of Practice for Protection of Structures against Lightning.

ICONTEC: NTC 4552 (1999) Norma Técnica Colombiana de protección contra Rayos. IEC 1024-1 (1990-03) Protection of structures against lightning.

IEC 1024-1-1 (1993-08) Protection of structures against lightning

IEC 61024-1-2 (1998-05) Protection of structures against lightning- Part 1-2. KSC-STD-E-0013D, 1995 Facility Ligntning Protection Design Standard.

MOTOROLA: R56 (1994) Quality Standards. Fixed Network Equipment Installations. NFPA 780 (1997) Lightning Protection Code.

UIT (1991). Spectrum Monitoring Handbook.

UIT –T K11 1993 (Antes CCITT) Principios de protección contra las sobretensiones y sobrecorrientes

UL 96 A: Installations Requirements for Lightning Protection System. VDE 0185 Blitzchutzrichtlinien.

Compatibilidad Electromagnética

EMC 61000-1-1 (1992) Part 1: General. Section 1: application and interpretation of fundamental definitions and terms.

EMC 61000-2-1 (1990) Part 2: Environment. Section 2: Description of the environment – Electromagnetic environment for low – frequency conducted disturbances and signaling in public power supply systems.

EMC 61000-2-2 (1990) Part 2: Environment. Section 2: Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signaling in public low-voltage power supply systems.

EMC 61000-2-5 (1995) Part 2: Environment. Section 5: Classification of electromagnetic environments. Basic EMC publication.

EMC 61000-3-3 (1994) Part 3: Limits – Section 3: Limitation of voltage fluctuations and flicker in low-voltage supply systems for equipment with rated current ≤ 16 A. EMC 61000-5-1 (1996) Part 5: Installation and mitigation guidelines – Section 1: General considerations.

UNE – EN 50160 (1996) Características de la tensión suministrada por las redes generales de distribución.

Puestas a Tierra

ANSI C2 - 1990: National Electric Safety Code (NESC).

ANSI T1.313: Electrical Protection for telecommunications central offices and similar type facilities.

ANSI/ IEEE 1100-1999: Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment.

(22)

ANSI/ IEEE 80 - 1986: (version 1992) Guide for Safety in AC Substation Grounding. ANSI/ IEEE Std 142-1982: Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial power Systems.

ANSI/ IEEE Std 81 - 1983: Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance.

ANSI/ IEEE Std 837-1989: Std for Qualifyng Permanent Connections used in Substation Grounding

ANSI/ UL 467 - 1984: Standard for Grounding and Bonding Equipment. ANSI/IEEE 32-1972 (R1990) Standard Requirements, Terminology and Test Procedures for Neutral Grounding Device (ANSI)

BS 7430: 1998 Code of Practice for Earthing. CIDET: PEP – 05 Suelos artificiales.

CODENSA ET-489 (1998) Especificación Técnica de Suelos artificiales. EEB: LA 400, CS 500-2,CS 556, CS 557 y unificadas del sector eléctrico. ICONTEC: NTC 2050 (1999) Código Eléctrico Colombiano.

ICONTEC: NTC 2206 - 1986 Electrotecnia. Equipo de Conexión y Puesta a Tierra. ICONTEC: NTC 2155 (1986) Conectores eléctricos de potencia para subestaciones. ICONTEC: NTC 4171 (1997) Telecomunicaciones. Nueva Tecnologías. Requisitos para la conexión y continuidad de tierra para telecomunicaciones en construcciones comerciales.

ICONTEC: NTC 4628. Calificación de Conexiones Permanentes Usadas en Puestas a Tierra en Subestaciones.

IEC 61000-5-2 (1997-11) Electromagnetic compatibility part 5: Instalation and mitigation guidelines - section two: Earthing and cabling.

IEC 364-3 (1993 ) Electrical Installations of Buildings. Part 3. IEC 364-3 (1994 ) Electrical Installations of Buildings. Part 3.

IEC 364-5-54 (1980) Electrical Installations of Buildings. Chapter 54. Earthing arrangements and protective conductors.

IEC 564-5-548 (1996) Electrical Installations of Buildings – Part 5.

IEC 61557-1/9 Electrical Safety in low Voltage Distribution Systems up to 1000 V a.c. and 1500 V d.c.- Equipment for Testing, Measuring of Protective Measures. IEC: 77B.WG2: Installation and mitigation guidelines: “Earthing and bonding”. IEEE Standard 1048 - 1990: Guide for Protective Grounding of Power Lines. IEEE STD 367 - 1979: Guide for the Maximun Electric Power Station Ground Potencial Rise.

IEEE STD 665 - 1995: Standard for Generating Station Grounding. KSC - STD-E-0012c-1994 Bonding and Grounding, Standard. NFPA 70- 1996: National Electric Code (NEC).

NFPA 75 - 1995. Protección de Equipos de Computación Electrónicos / Equipos Procesadores de Datos 1992.

NFPA 77. Static Electricity 1993.

S45052-L1511-P661 (1993) SIEMENS, Puesta a Tierra de Equipos de Telecomunicaciones.

TIA/EIA SP-607-A: Commercial Building grounding and Bonding requirements for Telecommunications (August 1994).

(23)

UIT –T K8 –1988 (Antes CCITT) Separación en el suelo entre un cable de telecomunicación y el sistema de puesta a tierra de una instalación de energía eléctrica.

UIT –T K27 1996 (Antes CCITT) Configuraciones de continuidad eléctrica y puesta a tierra dentro de los edificios de telecomunicación.

UIT –T K31 1993 (Antes CCITT) Método de conexión equipotencial y puesta a tierra dentro de los edificios de abonados.

UIT –T K35 1996 (Antes CCITT) Configuraciones de continuidad eléctrica y puesta a tierra en instalaciones electrónicas distantes.

V15-E (1993): Bonding Configurations and Earthing inside a Telecommunication Building.

VDE 0141 (1964), Regulation for Earthings in A.C. Installations with Rated Voltage above 1 kV.

Protecciones Internas

IEC 1312-1 (1995-02) Protection against lightning electromagnetic impulse. IEC 60099-4 (1998) Surge arresters. Metal-oxide surge arresters without gaps for a.c. systems

IEC 99-1 (1991) Surge arresters. Non-linear resistor type gapped surge arresters for a.c. systems.

IEC 99-3 (1990) Surge arresters. Artifial pollution testing of surge arresters.

IEC 99-5 (1996) Surge Arresters-Part 5: Selection and application recommendation. IEEE C62.41-1991 (R1995) Recommended Practice on Surge Voltages in

Low-Voltage AC Power circuits (ANSI)

IEEE C62.42-1992 Guide for Application of Gas Type and Air Gap Arrester Low-Voltage (Equal to or Less than 100 Vrms or 1200 Vdc) Surge-protective Device (ANSI)

IEEE C62.45-1992 Guide on Surge testing for Equipment Connected to Low-Voltage AC Power Circuits (ANSI).

(24)

SIMBOLOGÍA DE MAGNITUDES Y UNIDADES UTILIZADAS EN

ELECTROTECNIA

Nombre de la magnitud Símbolo de la magnitud

Nombre de la unidad Símbolo de la unidad SI

Admitancia Y Siemens S

Capacitancia C Faradio F

Carga Eléctrica Q culombio C

Conductancia G Siemens S

Conductividad

σ

Siemens por metro S/m

Corriente eléctrica I Amperio A

Densidad de corriente J Amperio por metro cuadrado A/m2

Densidad de flujo eléctrico D columbio por metro cuadrado C/m2

Densidad de flujo magnético

Β

Tesla T

Energía activa W vatio hora W.h

Factor de potencia FP Uno 1

Frecuencia F Hertz Hz

Frecuencia angular

ω

radian por segundo rad/s

Fuerza electromotriz E Voltio V

Iluminancia Ev Lux lx

Impedancia Z Ohmio Ω

Inductancia L Henrio H

Intensidad de campo eléctrico. E voltio por metro V/m

Intensidad de campo magnético H Amperio por metro A/m

Intensidad luminosa Iv Candela cd

Longitud de onda

λ

Metro m

Permeabilidad relativa

µ

r Uno 1

Permitividad relativa

ε

r Uno 1

Potencia activa P Vatio W

Potencia aparente PS voltamperio V.A

Potencia reactiva PQ voltamperio reactivo VAR

Reactancia X Ohmio Ω

Resistencia R Ohmio Ω

Resistividad

ρ

ohmio metro Ω.m

(25)

PRINCIPALES SÍMBOLOS GRÁFICOS A UTILIZAR EN INSTALACIONES

ELÉCTRICAS

G

Riesgo Eléctrico Central de Generación Central Hidráulica Central Térmica Generador

Subestación Transformador de

Aislamiento Transformador de Seguridad Doble Aislamiento Caja de Empalme

Conductores de Fase Conductor Neutro Conductor de Puesta a

Tierra Interruptor Automático Fusible

Descargador de

Sobretensión Tomacorriente de 20 A Clavija de 15 A Clavija de 20 A Tomacorriente doble (Arquitectónico)

Tomacorriente en el

piso Tierra Tierra de Protección Tierra Aislada Masa

0

!

Equipotencialidad Ánodo de sacrificio Parada de Emergencia Extintor para Equipo

(26)

CURSO SEGURIDAD ELÉCTRICA INTEGRAL

COMPATIBILIDAD

ELECTROMAGNÉTICA (EMC)

CONFERENCISTA:

ING. FAVIO CASAS OSPINA

(27)

¿QUÉ ES CALIDAD?

Es la forma de ser de un producto. Es el grado de conformidad o cumplimiento de unos requisitos para satisfacer necesidades explícitas e implícitas. Es un conjunto de cualidades o atributos, como disponibilidad, precio, confiabilidad, durabilidad, seguridad, consistencia, respaldo y percepción.

CARACTERÍSTICAS DE LA ELECTRICIDAD

* No se almacena en forma intensiva.

* Se transporta en tiempo real.

* Presenta riesgo para los seres vivos.

* Ocasiona alto impacto ambiental.

* Gran dependencia para la vida actual.

* Varía ciclicamente su consumo.

* Sus redes se diseñan para demanda máxima.

* Redes subutilizadas gran parte del tiempo.

COMPONENTES DEL SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD

PROCESOS DE FACTURACIÓN E.S.P. USUARIO

ENTORNO

SOCIOECONÓMICO

ADMINISTRACIÓN SERVICIOS POTENCIA _CONTINUIDAD SUMINISTRO DE ENERGÍA PRODUCTO ELÉCTRICA (IMPLÍCITO) MEDICIÓN Y AGREGADOS (EXPLÍCITO)

(28)

COMPONENTES DE LA CALIDAD DEL SUMINISTRO

DE ELECTRICIDAD

¿QUÉ ES CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA (CEL) ?

Es el grado de conformidad de los indicadores de las señales electromagnéticas, en un tiempo dado y en un punto determinado; para cumplir las necesidades de los usuarios y el marco regulatorio del País.

COMPONENTES DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA (CEL)

* Disponibilidad: Presencia de tensión en el punto de entrada del servicio.

* Confiabilidad: Capacidad de una señal electromagnética, para cumplir una función requerida, en unas condiciones y tiempo dados.

* Calidad de Potencia (CAP): Conjunto de atributos físicos de las señales de tensión y corriente, en estado estable y transitorio, de manera que los equipos funcionen correctamente.

FUENTES DE PROBLEMAS DE CALIDAD DE LA ENERGÍA (CEL)

1. La red de alimentación

2. Los casos fortuitos (Rayos, accidentes,etc) 3. Las instalaciones del usuario:

* la acometida

* las redes de cableado internas

* los equipos

* los sistemas de puesta a tierra

CALIDAD DEL SERVICIO DE ENERGIA ELECTRICA (CASEL) CALIDAD DE LA ADMINISTRACION DEL SERVICIO (CAS) CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA (CEL) ATENCIÓN AL

(29)

¿QUÉ ES COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC)?

Es la capacidad o aptitud de un equipo para no dejarse afectar ni afectar a otros equipos por la energia electromagnética, bien sea radiada o conducida. es como la aplicación de un código de buen comportamiento o de convivencia.

TÉRMINOS RELACIONADOS CON EMC

EMC: IEC/IEEE: CAPACIDAD de funcionar satisfactoriamente en un entorno. EMI: DEGRADACION de un dispositivo o sistema.

EMS: INCAPACIDAD de un equipo para funcionar sin degradarse. La susceptibilidad es la vunerabilidad de un equipo.

ESD: Descargas electrostáticas. PQ: IEC: No lo considera.

IEEE 1159-1995: Amplia variedad de fenómenos EM que caracterizan V e I. IEEE 1100-1999: Es un CONCEPTO pendiente de consenso.

EPRI: Cualquier problema de potencia.... THD: Distorsión Armónica Total

TDD: Distorsión Total de la Demanda

UNIPEDE: Unicas normas que tratan de PQ y EMC

OBJETIVOS DE LA EMC

* Garantizar niveles tolerables de emisión.

* Asegurar mayores niveles de inmunidad

* Asegurar la coexistencia de diferentes equipos en su ambiente.

CLASIFICACIÓN DE LAS PERTURBACIONES

ELECTROMAGNÉTICAS POR IEC

ARMONICOS,ARMONICOS NO CARACTERISTICOS SUPERPOSICIÓN DE SEÑALES

FLUCTUACIONES DE TENSION

CAIDAS DE TENSION E INTERRUPCIONES DESBALANCE DE TENSION

TENSIONES INDUCIDOS VARIACIONES DE FRECUENCIA DC EN REDES DE AC

ONDAS CONTINUAS INDUCIDAS DE TENSION O CORRIENTE TRANSITOTIOS UNIDIRECCIONALES

TRANSITOTIOS OSCILATORIOS CAMPOS ELECTRICOS

BAJA FRECUENCIA CAMPOS MAGNETICOS

CAMPOS ELECTRICOS CAMPOS MAGNETICOS

ALTA FRECUENCIA CAMPOS ELECTROMAGNETICOS

ONDAS CONTINUAS TRANSITORIOS DESCARGAS ELECTROSTATICAS

PULSOS NUCLEARES ELECTROMAGNETICOS CONDUCIDAS RADIADAS BAJA FRECUENCIA ALTA FRECUENCIA ARMONICOS,ARMONICOS NO CARACTERISTICOS SUPERPOSICIÓN DE SEÑALES FLUCTUACIONES DE TENSION

CAIDAS DE TENSION E INTERRUPCIONES DESBALANCE DE TENSION

TENSIONES INDUCIDOS VARIACIONES DE FRECUENCIA DC EN REDES DE AC

ONDAS CONTINUAS INDUCIDAS DE TENSION O CORRIENTE TRANSITOTIOS UNIDIRECCIONALES

TRANSITOTIOS OSCILATORIOS CAMPOS ELECTRICOS

BAJA FRECUENCIA CAMPOS MAGNETICOS

CAMPOS ELECTRICOS CAMPOS MAGNETICOS

ALTA FRECUENCIA CAMPOS ELECTROMAGNETICOS

ONDAS CONTINUAS TRANSITORIOS DESCARGAS ELECTROSTATICAS

PULSOS NUCLEARES ELECTROMAGNETICOS CONDUCIDAS

RADIADAS

BAJA FRECUENCIA

(30)

CALSIFICACIÓN DE LAS PERTURBACIONES SEGÚN CINCO CRITERIOS “PIVOTE” NATURALES SEGÚN EL ORIGEN TECNOLÓGICAS CONDUCIDAS GALVÁNICAMENTE

SEGÚN EL MEDIO PULSOS ELECTOMAGNETICOS NUCLEARES (NEMP) DE PROPAGACIÓN

RADIADAS CAMPOS ELECTROSTÁTICOS (ESD)

ACOPLE CAPACITIVO CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS ACOPLE INDUCTIVO RADIADAS BAJA FRECUENCIA CONDUCIDAS SEGÚN LA FRECUENCIA RADIADAS ALTA FRECUENCIA CONDUCIDAS TRANSITIVAS

SEGÚN LA DURACIÓN IMPULSIVAS LARGA DURACION

SIMÉTRICAS O DE MODO DIFERENCIAL SEGÚN CAPTACIÓN

ASIMÉTRICAS O DE MODO COMÚN

CLASIFICACIÓN DE LAS PERTURBACIONES

SEGÚN CINCO CRITERIOS "PIVOTE"

4 3

5 2 1

CATEGORÍAS DE PERTURBACIONES SEGÚN IEEE-1159

• Transitorios electromagnéticos. • Variaciones de corta duración. • Variaciones de larga duración. • Desbalance.

• Distorsión de la forma de onda. • Fluctuaciones.

(31)

ATRIBUTOS DE LAS PERTURBACIONES

LÍMITES Y MÁRGENES DE EMC

*

AMPLITUD

* FRECUENCIA

* ESPECTRO

* MODULACIÓN

* IMPEDANCIA DE LA FUENTE

* RUIDOS

* TITILACIÓN

*

TASA DE CRECIMIENTO

* TASA DE REPETITIVIDAD

* AMPLITUD

* DURACIÓN

* FRECUENCIA

* ESPECTRO

* MODULACIÓN

* IMPEDANCIA DE LA FUENTE

* ENERGÍA POTENCIAL

ESTADO ESTACIONARIO

_{ESTADO NO ESTACIONARIO}

LIMITE DE SUSCEPTIBILIDAD LIMITE DE EMISION NIVEL DE PERTURBACION NIVEL DE EMC 0 MARGEN DE INMUNIDAD ERROR AVERIA DESTRUCCION MARGEN DE EMISION LIMITE DE INMUNIDAD MARGEN DE EMC MARGEN DE SUSCEPTIBILIDAD

(32)

LAS 5 TÉCNICAS DE ORO PARA CONTROLAR PERTURBACIONES

1. Absorber energía.

2. Equipotencializar.

3. Filtrar.

4. Apantallar.

5. Sistema de puesta a tierra.

EL SPT COMO CANAL DE ACOPLE

E N T O R N O

R A Y O S

F A L L A S D E

P O T E N C IA

R E S IS T IV ID A D

T E M P E R A T U R A

A R E A

E S D

R E C E P T O R

H O M B R E

C A R A C T E R ÍS T IC A S

D E L A IN S T A L A C IÓ N

S U S C E P T IB IL ID A D

R U T A S D E

C A B L E A D O

P U E R T O S

C A N A L

RAZONES PARA HACER UN ANÁLISIS DE CEL

* Legislación

* Pérdidas

* Aumento de riesgos

* Ignorancia

* Costos de operación

* Uso deficiente de energía

* Crecimiento de las plantas

* No modernización de redes

* Incrementos de equipo sensible

* Incrementos de susceptibilidad de componentes.

* Incremento de interconexiones

* Ubicación del país

EFECTOS DE MALA CALIDAD

DE LA POTENCIA (CAP)

* Electrocución.

(33)

E-mail: [email protected] * Destruccion de puertos de comunicaciones.

* Paros no programados en líneas de producción

* Pérdida del confort

* Reducción de vida útil de equipos.

* Imprecisión en los medidores de energía.

* Deficiencia en grupos electrógenos.

* Incendios

* Pérdidas económicas

OBJETIVOS DE UN ANÁLISIS DE CALIDAD DE POTENCIA

* Determinar las características de la red. (cableados, tensiones, corrientes, cargas, cumplimiento de normas, spt)

* Caracterizar las señales.

* Determinar las fuentes de perturbación y sus posibles daños.

* Evaluar impacto económico.

NIVELES DE INVESTIGACIÓN DE UN PROGRAMA DE CALIDAD DE

POTENCIA

* NIVEL 1: CABLEADOS Y PUESTAS A TIERRA.

* NIVEL 2: NIVEL UNO MAS MONITOREO DE PARAMETROS ELECTRICOS BASICOS

(V, I, fp, P,f, THD, TDD, Forma de onda).

* NIVEL 3: NIVEL DOS MAS MONITOREO DEL AMBIENTE ELECTROMAGNETICO

(EMF, ESD, EMI)

RECURSOS TÉCNICOS PARA MEJORAR LA CALIDAD DE POTENCIA

* Filtros activos * Filtros pasivos * Reguladores * DPS * Discriminadores de frecuencia * Multiplicadores de fase.

* Apantallamiento contra rayos.

* Inyección de armónicos en contrafase.

* Acondicionadores de línea.

* Coordinación de protecciones

* Equipos invulnerables

* Trafos de aislamiento

* Reguladores de magnéticos de tensión.

(34)

E-mail: [email protected] * UPS

* Condensadores

* Aislamientos galvánicos

INDICADORES DE ARMÓNICOS

* THD (Distorsión Armónica Total).

* Factor de peso (W).

* TDD (Distorsión total de la demanda).

* V*T o I*T.

* Factor K de los transformadores.

* TIF (Factor de influencia telefónica).

PROCEDIMIENTO PARA LOGRAR LÍMITES DE ARMÓNICOS

* Cambiar el punto común de acople (PCC).

* Caracterizar la carga generadora de armónicos.

* Corregir el factor de potencia.

* Cálculo de los armónicos en el PCC.

* Diseño e implementación de soluciones.

* Seguimiento de las medidas tomadas.

SOLUCIONES PARA PROBLEMAS DE ARMÓNICOS

* Filtros pasivos (serie o paralelo).

* Multiplicación de fase con transformadores.

* Diseño de transformadores especiales.

* Filtros activos.

(35)

CURSO SEGURIDAD ELÉCTRICA INTEGRAL

SISTEMA DE PROTECCIÓN

CONTRA RAYOS

CONFERENCISTA:

ING. FAVIO CASAS OSPINA

(36)

POLARIZACIÓN DE NUBES

CONVECCION

OROGRAFIA

CONVERGENCIA

OROGRAFIA

TIPOS DE RAYOS

(37)

PROCESO DE LA DESCARGA

SISTEMA INTEGRAL DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS

El propósito de la protección contra rayos, es controlar (no eliminar) el fenómeno natural, encausándolo en forma segura.

SISTEMA INTEGRAL DE PROTECCION CONTRA RAYOS (SIPRA)

COMPONENTE FUNCION QUE CUMPLE

1 Evaluación del nivel de riesgo. Determinar las medidas de protección.

2 Sistema de protección externo

(SPE) Canalizar el rayo hasta el suelo en forma segura.

2.1 Terminales de captación Interceptar el rayo.

2.2 Bajantes Conducir el rayo, reducir el di/dt, atenuar efectos

internos del campo magnético.

2.3 Puesta a tierra de protección

contra rayos (PTPR)

Dispersar y disipar la corriente del rayo.

3 Sistema de protección interno (SPI)

Limitar las sobretensiones transitorias al interior de la instalación.

3.1 Equipotencialización con DPS Limitar sobretensiones.

3.1.1 Protección primaria Limitar sobretensiones en las partes energizadas del panel de

distribución principal.

(38)

3.2 Equipotencialización con

conductores Reducir efectos internos del campo eléctrico.

3.3 Apantallamientos localizados Reducir efectos internos del campo magnético en equipos

electrónicos .

3.4 Topología de cableados Contribuir a la compatibilidad electromagnética.

3.5 Instalación de filtros. Control de perturbaciones conocidas.

4 Prevención de riesgos.

4.1 Guía de seguridad personal Lograr comportamientos seguros de las personas.

4.2 Sensor de tormentas Suspender actividades de alto riesgo.

4.2.1 Fijos Suspender actividades de alto riesgo.

(39)

MÉTODO ELECTROGEOMÉTRICO

PROTECCION CON UN PARARRAYOS

PROTECCION CON VARIOS PARARRAYOS

s r r_s s r s r s r Región protegida a z H

Región protegida

H

(40)

CARACTERÍSTICAS DE LOS TERMINALES DE CAPTACIÓN

TIPO Y MATERIAL DEL

TERMINAL máxima libre Longitud (m) Diámetro mínimo (mm) Espesor mínimo (mm) Calibre mínimo (AWG) Ancho (mm)

VARILLA Cobre 1 9,6 no aplica no aplica no aplica

Bronce 1 8 no aplica no aplica no aplica

Acero 1 8 no aplica no aplica no aplica

CABLE Cobre no aplica 7,2 no aplica 2 no aplica

Acero no aplica 8 no aplica no aplica no aplica

TUBO Cobre 1,5 15,9 4 no aplica no aplica

Bronce 1500 15,9 4 no aplica no aplica

LAMINAS Cobre no aplica no aplica 4 no aplica 12,7 Acero no aplica no aplica 4 no aplica 12,7 Hierro no aplica no aplica 5 no aplica 12,7

REQUERIMIENTOS PARA LAS BAJANTES

Calibre del conductor de acuerdo con el material de este Altura de la estructura Número mínimo de bajantes Cobre Aluminio

Menor que 25 m 2 2 AWG 1/0 AWG

(41)

ESPECIFICACIONES SUGERIDAS PARA PROTECCIÓN CONTRA RAYOS

Y SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

Los paises situados en la zona de confluencia intertropical, presentan las más altas actividades eléctricas atmosféricas del mundo. Debe tenerse claro entonces, que los métodos de protección contra rayos implementados en otras latitudes (especialmente las tierras), no necesariamente se aplican en la zona ecuatorial. A continuación se presentan algunas propuestas de especificaciones técnicas relacionadas con esta temática.

Anillos de Apantallamiento: Se montan en lo alto de los edificios y en su contorno con cable de cobre desnudo no. 2 AWG de 7 hilos o más, pero preferiblemente mimetizados en la mampostería. En edificios de más de 25 m se montará un anillo perimetral adicional por cada 50 m adicionales.

Bajantes: Se dejarán dos bajantes como mínimo, en cable desnudo calibre No. 2 AWG y por la parte externa de la torre o edificio. Se busca el manejo de los dos parámetros críticos, como son la corriente máxima y la pendiente máxima. Las magnitudes de corriente de rayo encontradas en Colombia son del orden de 60 kA y el di/dt pasa de 100 kA/ µs. En el caso de edificios, se instalarán como mínimo dos bajantes hasta 25 m, la fijación mecánica a fachadas se hará en tubería metálica galvanizada. Para la fijación a torres, se establecen dos métodos: cuando la torre sea en ángulo, con conectores mecánicos de tornillo y para montantes tubulares, con cinta “band it”. En ambos casos se fijarán cada tres metros.

Barraje Equipotencial (BE): Se emplearán en la subestación, en cada cuarto y en cada piso para edificios. Se dejarán a un metro del piso como máximo, en platina de cobre y montados sobre aisladores. Se han utilizado dos tamaños: 60 cm x 3” x ¼” y 30 cm x 3” x ¼”. Estos valores son los mínimos.

Baterías: Siempre se debe aterrizar el positivo al barraje equipotencial del cuarto de equipos directamente con cable aislado No. 4/0 como mínimo.

Bobina de Choque: Es un concepto novedoso que se ha aplicado en estaciones de telecomunicaciones, pozos petroleros, contenedores y edificios como parte de un enfoque integral de protección contra el rayo. Las especificaciones mínimas pueden ser 40 µH y frecuencia de resonancia de 1 MHz. También se ha instalado, como experimentación, en paralelo con un descargador de sobretensiones tipo varistor de ZnO.

Cajas de Inspección: Se dejará como mínimo una por cada sistema de puesta a tierra. Se construirá con base en tubos de gres de 10” x 50 cm, con entrada lateral o cajas cuadradas en concreto de 0.3 x 0.3 m o circulares de 0.3 m de diámetro. La tapa debe construirse en concreto o lámina corrugada, con una manija para poderla levantar.

Centros de Computo: Se construirá una malla de alta frecuencia del tamaño del piso con una de estas tres formas: Con cintas de cobre, con cables o con la

(42)

estructura del piso falso. El tamaño de la retícula no debe ser inferior a 30 cm ni superior a 60 cm.

Electrodos de Puesta a Tierra: El estudio de resistividad del terreno determina el tipo de electrodos, siempre buscando su menor valor. Para sistemas de tierras superficiales, se utilizarán como electrodos los contrapesos o mallas de 2m x 2m en el cable de cobre desnudo No. 2 AWG, con varios cuerpos.

Los electrodos tipo varilla, que son los más utilizados, se pueden enterrar en diversos tamaños, con un máximo de 6m, pero en todo caso será de cobre sólido o con recubrimiento electrolítico de 250µm y como mínimo de 5/8”x 2.4 m.

Estructura Metálica de Edificios: También debe conectarse a tierra en el barraje equipotencial.

Estudio de Resistividad del Terreno: En todas las instalaciones donde se vaya a construir un Sistema de puesta a tierra, se realizará previamente un estudio de la resistividad del terreno por el método Wenner. Se adopta la siguiente clasificación de terrenos para efectos de mejoramiento.

* Suelo clase A: Suelos blandos ácidos, con resistividad menor de 200 Ω-m

* Suelo clase B1: Suelos arenosos secos, con resistividad entre 500 y 1000 Ω-m

* Suelo clase B2: Suelos arenosos secos, con resistividad entre 1000 y 2000 Ω-m

* Suelo clase C1: Suelos rocosos con resistividad menor de 1000 Ω-m

* Suelo clase C2: Suelos rocosos con resistividad mayor de 1000 Ω-m

Evaluación del Grado de Riesgo: Antes de tomar decisiones que ocasionen gastos innecesarios, es obligatorio presentar una evaluación del grado de riesgo frente a rayos. Se sugiere la metodología ya presentada de la norma colombiana o la de la NFPA 780.

Formas de Conexión: Se ha implementado la conexión por medio de cable aislado color verde a un sólo punto de la malla para equipos sensibles, con el fin de evitar diferencias de potencial peligrosos dentro del salón de equipos y en todos los casos evitando lazos de tierra. Algunos artículos respaldan este concepto. También se requiere que todo elemento quede interconectado al sistema de puesta a tierra. Grupo de Medida: Siempre se debe aterrizar a la parte del Sistema de puesta a tierra más cercano con cable no. 2 como mínimo.

Guiaondas: Se aterrizarán en la parte baja de la torre, en la entrada al cuarto de equipos y en torres de más de 50 m, se aterrizarán adicionalmente en la parte intermedia.

Halo de Repartición de Tierras: Se dejará sólo en cuartos de comunicación en la parte superior, totalmente aislado de la pared y asegurado, con una sola conexión