Uploaded by Reniel E. Suares Pérez

Servicios Geocientíficos

advertisement
INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
AMA – CITMA
SERVICIOS GEOCIENTÍFICOS (SG)
PROTECCIÓN CONTRA TORMENTAS ELÉCTRICAS A
EDIFICACIONES, ZONAS ABIERTAS, VULNERABILIDAD Y RIESGO
Reniel E. Suares Pérez, Especialista, Técnico en Sistemas Eléctricos, Electrónicos, Instrumentos de
Medición Estándar, Instrumentación Científica, Instrumentos Especiales de Aviación, MCTNP (Miembro del Comité
Técnico de Normalización de Pararrayos NC/CTN 64) y CAPCI (Certificado por la APCI [Agencia de Protección
contra Incendio] para elaborar Proyectos, Instalación, Reparación y Mantenimientos de SPCR [Sistemas de
Protección contra Rayos]). [email protected]
Registro: No. 002.18
Calle 212 No. 2906 esq. 29, La Coronela, La Lisa, La Habana Cuba, CP: 11600
I. INTRODUCCIÓN.
Los Sistemas de Protección contra Rayos
(SPCR), deben ser proyectados y ejecutados,
por personas y empresas que cuenten con la
Certificación correspondiente de la Agencia de
Protección contra Incendio (APCI) y cumplir con
las normas de aplicación de carácter obligatorio
en Cuba.
LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA LAS
TORMENTAS ELÉCTRICAS, OCUPAN HOY UN
LUGAR DECISIVO EN TODO EL DESARROLLO
DE LA INDUSTRIA, EL COMERCIO, LA SALUD, EL
TURISMO Y TODA ACTIVIDAD QUE ESTE
INCORPORADO EL HOMBRE Y LA TECNOLOGÍA.
EL INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
CON SUS ESPECIALISTAS, DURANTE MAS DE 38
AÑOS SE ASEGURO EN DESARROLLAR ESTA
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN - DESARROLLO Y
SERVICIOS.
Las normas de referencia son: Reglamento
Electrotécnico Cubano para instalaciones
eléctricas en edificaciones, NC 800: 2017,
Protección contra Rayos NC IEC 62305: 2006
parte 2, NC IEC 62305: 2016 partes 1 y 3,
Protección contra sobrecorrientes NC
IEC
60364-4-43, Protección contra perturbaciones
de
la
tensión
y
perturbaciones
electromagnéticas NC IEC 60364-4-44 y
Tanques de Almacenamiento de Petróleo y sus
Derivados NC 9638: 1983 y otras normas
relacionadas,
así
como
el
Cableado
Estructurado, en las líneas Eléctricas,
Comunicaciones y Datos.
II. RESUMEN Y DESCRIPCIÓN DEL SG
Con el avance indetenible de la Ciencia y la
Técnica y la rápida expansión de “la era
electrónica”, cada día se van incorporando a
nuestro quehacer numerosos y sofisticados
equipamientos que ofrecen al hombre una
ayuda incalculable para resolver disímiles
problemas, pero que a su vez requieren de
otros equipos o sistemas que garanticen su
protección eléctrica, integridad y funcionamiento
eficiente.
Dichos
sistemas,
son
los
aterramientos técnicos o sistemas de tierra, los
de protección contra sobre-voltajes, los de
protección contra el rayo y el sistema de alerta
temprana.
El objetivo principal de estos sistemas es
proteger en primer lugar al hombre, objetivos y
edificaciones, al equipamiento (instalaciones
eléctricas de baja tensión, equipos electrónicos,
1
INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
AMA – CITMA
de comunicación, programadores, controladores
numéricos e instrumentación, computadoras,
entre otros) contra el golpe directo de las
descargas
eléctricas
atmosféricas,
los
fenómenos
de
inducción,
sobrevoltaje,
corrientes estáticas, ruidos instrumentales, etc.
El Sistema de Protección contra Rayos (SPCR)
se clasifica generalmente en Externo e Interno.
a)




La puesta a tierra de una parte de un circuito
eléctrico, un pararrayos o un elemento metálico
se efectúa mediante un Sistema de
Aterramiento. El mismo está formado por un
electrodo o conjunto de electrodos y otros
elementos enterrados que tienen como misión
forzar la derivación al terreno de las
intensidades de cualquier naturaleza que se
puedan originar en nuestra instalación, ya se
trate de corrientes de defecto a frecuencia
industrial
(cortocircuitos),
de
descargas
atmosféricas o las corrientes estáticas.
Sistema de protección externo (SPE).
Punta captadora de rayos (pararrayos)
Cables de los bajantes
Puesta a tierra
Barra equipotencial
b) Sistema de protección interno (SPI).
 Supresores de sobretensión SPD
 Apantallamientos específicos
 Topología-Cableado estructurado
 Medidas de seguridad para las personas
 Sistema de detección de tormentas (personal
o institucional)
lll. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA.
Los Sistemas de Puesta a tierra, se proyectan y
se ejecutan en el área perimetral de la
edificación o estructura con valor de resistencia
a tierra inferior a 10 ohm y fundamentalmente
está compuesto por cables, electrodos o varillas
metálicas y se unen entre sí mediante soladura
exotérmicas o grapas y se instalan a partir una
excavación de 0.5 m de profundidad, en dos
configuraciones, tipo A o tipo B
La red de alimentación eléctrica se ve afectada
por múltiples perturbaciones, originadas algunas
veces en el nivel de transporte, distribución y en
muchos casos en la utilización, donde ciertos tipos
de cargas no lineales o ciertas maniobras de
conmutación, conexión y desconexión originan
fenómenos transitorios de cortísima duración y
alta energía ("picos transitorios") que alteran el
funcionamiento de los equipos, produciendo daños
a veces irreparables. Estas, junto a las descargas
directas o indirectas de rayos son las causas
principales que producen sobretensiones. Este
tipo de perturbación se denomina, sobretensión
transitoria, siendo la causa que deteriora
considerablemente la vida útil de los equipos por
encima de un 50 %.
En las instalaciones actuales, la operación diaria
depende en gran medida del funcionamiento de
maquinarias y equipos automáticos. Estos llevan
incorporados sistemas electrónicos sensibles a las
sobretensiones y por tanto pueden sufrir averías.
2
INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
AMA – CITMA
a)
Disposición tipo A
Este sistema de terminales de puesta a tierra
está formado por electrodos horizontales o
verticales instalados en el exterior de la
edificación a proteger y conectados con cada
conductor descendente o electrodo de
cimentación sin formar un lazo cerrado.
b)
SPD
Disposición tipo B
Esta disposición comprende o bien un anillo
conductor exterior a la edificación a proteger, en
contacto con el terreno al menos en el 80 % de
su longitud total, o una tierra de cimiento
formando un anillo cerrado. Estos electrodos de
tierra también pueden ser mallados.
c) La norma NC 9638 es de aplicación en los
aterramientos de Tanques de Almacenamiento
de Petróleo y sus Derivados, en este caso el
resultado del valor de resistencia a tierra debe
ser inferior a 5 ohm.
Pizarras Telefónicas, Atenas de WIFI, y
Cableado de Alta Frecuencia, deben aplicarse
las normas siguientes:
SPD
lV. SISTEMAS DE SUPRESORES DE SOBRETENSIÓN (SPD).
a) Para la protección de las líneas eléctricas de
Baja Tensión.
En la ejecución de proyectos e instalación de
SPD debe tenerse en cuenta. Cuadro Eléctrico
de Distribución de Baja Tensión (CGD-BT),
Cableado Estructurado para líneas de Datos,
1. IEC 62305-4: Sistemas eléctricos y
electrónicos dentro de estructuras.
2. IEC 61643-1:2004 Dispositivos de protección
contra
sobretensiones
conectados
a
3
INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
AMA – CITMA
3.
b)
1.
2.
sistemas de distribución de energía de bajo
voltaje-Requisitos y pruebas.
IEC 61643 Dispositivos de protección contra
sobretensiones conectados a sistemas de
alimentación
de
baja
tensión
Requisitos y métodos de prueba.
Para la protección de las líneas de
comunicación, datos y alta frecuencia.
NC IEC 60364-4-43 Protección contra
sobrecorrientes.
NC IEC 60364-4-44 Protección contra perturbaciones de la tensión y perturbaciones
electromagnéticas.
 Volumen protegido por cables dispuestos en
una malla.
 Volumen protegido por cables segregados
formando una malla según el método del
ángulo de protección y el de la esfera
rodante.
 Volumen protegido por cables no segregados
formando una malla según el método de la
malla y el del ángulo de protección.
V. SISTEMA DE PARARAYOS.
Los sistemas de pararrayos que se instalan en
el país y en todo el mundo se dividen,
básicamente, en dos tipos:
a) Sistemas de pararrayos convencionales o
estándar, es decir, que cumplen con las nomas
de la NC IEC 62305 y sus cuatro partes y son
de aplicación a nivel mundial
1. NC IEC 62305-1: Principios generales.
2. NC IEC 62305-2: Gestión de riesgos.
3. NC IEC 62305-3: Daños físicos a estructuras
y riesgos para la vida.
 Volumen protegido por un sistema
terminales aéreo de punta vertical.
de
 Volumen protegido por un sistema
terminales aéreos de un cable.
de
b) Sistemas de pararrayos no convencionales
(Volumen protegido por
Pararrayos de
Dispositivo de Cebado) cumplen con las
siguientes normas, de aplicación NFC-17102
y la UNE 21186. Protección contra el rayo:
Pararrayos con dispositivo de cebado, ambas
normas son similares en su contenido y con
limitada aplicación a nivel mundial.
Modelos de PDC Certificados por la APCI.
4
INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
AMA – CITMA
Vl. SISTEMA DE AVISO DE TORMENTAS O
ALERTA TEMPRANA (personal e institucional)
c) El uso cada vez más extendido de
componentes eléctricos sensibles a la acción
del rayo (en la industria, el transporte y las
comunicaciones) da lugar a que anualmente se
produzca un aumento constante en el número
de accidentes.
Normas de aplicación IEC 62793-20 Protección
contra el rayo-Sistemas de aviso de tormenta.
La actividad eléctrica atmosférica natural, y en
particular los rayos nube-tierra, representan una
seria amenaza para los seres vivos y para los
bienes. Cada año se producen daños graves e
incluso muertes de personas por la acción
directa o indirecta de los rayos:
d) Con el fin de reducir este número de
accidentes, así como el de las pérdidas
materiales
puede
ser
necesario
en
determinadas
circunstancias,
desconectar
ciertos equipos de algunas instalaciones.
e) Las tormentas podrían interrumpir todo tipo
de tráfico (personas, energía, información, etc.).
f) Actividades con un ambiente de riesgo, por
ejemplo, manejo de productos químicos
sensibles, inflamables, explosivos o lecturas de
mediciones durante la proximidad de las
tormentas eléctricas.
g) Los rayos también son una de las causas de
incendio.
h) Recomendación de la Agencia Federal del
Manejo de Emergencias de Estados Unidos.
La regla 30-30. Ofrece el mejor consejo de
seguridad contra el relámpago para las
personas. Al ver a un relámpago cuente el
tiempo hasta que oiga el trueno. Si la cuenta es
30 segundos o menos, la tormenta es bastante
cercana. Busque un refugio seguro (aunque no
se puede ver el relámpago, solamente por oír el
trueno es una buena señal de peligro). Espera
30 minutos o más después del relámpago antes
de salir del refugio.
a) Los acontecimientos deportivos, culturales y
políticos que concentran gran cantidad de
personas, pueden tener que suspenderse y
evacuarse en el caso de riesgo de tormentas.
Vll. PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD PARA
LAS PERSONAS, PARA LA REDUCCIÓN DE
RIESGO FUERA DE UNA ESTRUCTURA.
Una buena información brinda el Reporte
técnico IEC/TR 62713 donde describe las
formas en que podemos ser afectados por un
impacto de rayo.
b) Cortes de potencia eléctrica e interrupciones
no planificadas en procesos de producción.
5
INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
AMA – CITMA
a) Impacto Directo.
ocurre en el punto de impacto. El voltaje de
paso puede ser experimentado cerca de este
punto. Sin embargo, cuando un rayo cae sobre
edificios, estructuras o árboles, la corriente del
rayo fluye hacia el suelo a través de los
dispositivos de puesta a tierra de edificios o
estructuras, o las raíces de los árboles, y
produce potenciales peligrosamente altos en el
suelo. Los seres humanos pueden sufrir voltajes
de paso peligrosos cerca de edificios,
estructuras o árboles. Las personas pueden
experimentar un voltaje escalonado al estar de
pie con los pies separados o al caminar.
El impacto directo de un rayo es la forma más
peligrosa de ser afectado. La corriente del rayo
fluye a través de una persona y causa
inconsciencia, ardor interno o externo, apnea,
paro cardíaco o parálisis.
b) Impacto Lateral.
Es peligroso permanecer debajo de un árbol
aislado (o con un mástil) porque si el cuerpo
humano está a menos de varios metros del
tronco, puede experimentar un destello lateral
en la cabeza o a nivel del hombro. En
estructuras
metálicas
cuando
no
está
conectadas a tierra. En general, todas las
estructuras desprotegidas deben evitarse como
medio de refugio, especialmente pequeñas
estructuras aisladas como cabañas y pequeños
graneros. Estructuras con techos metálicos y
soportes no metálicos pueden dar lugar a una
descarga eléctrica.
Vlll. CÓMO AYUDAR A LAS PERSONAS QUE
HAYAN SIDO LESIONADAS POR UN IMPACTO
DE RAYO.
Llame a los servicios de emergencia
inmediatamente y obtenga ayuda médica. Los
primeros auxilios pueden salvar vidas. El
tratamiento de emergencia debe ser apropiado
para el nivel de lesión. Las lesiones por rayos
generalmente se pueden agrupar en tres clases
de severidad: leve, moderada y grave. La
persona levemente herida a menudo queda
aturdida por el rayo. Por lo general, está
despierto, aunque confuso y amnésico del
evento. La recuperación puede ser gradual,
pero puede quejarse de parestesias y dolores
musculares, que duran varios meses. Antes que
nada, evalúa la situación. Luego brinde atención
de apoyo y física a la persona, instándole a que
sea transportado al hospital para su evaluación
y tratamiento. El paciente con lesiones
moderadas puede estar desorientado con una
parálisis de las extremidades que dura varias
horas. La hipotensión, la lesión de la membrana
timpánica, las quemaduras (primero y segundo
grado) son comunes. Aunque es probable que
sobreviva, puede tener secuelas permanentes
(como trastornos del sueño, cambios de
personalidad, dificultad con algunas funciones
c) Voltajes de contacto o toque.
Las estructuras metálicas no solo presentan una
amenaza debido al arco provocado por los
voltajes inducidos, sino también debido a los
voltajes de contacto. Para reducir el riesgo de
descarga eléctrica debido a los voltajes de
contacto, es aconsejable mantenerse alejado de
posibles conductores de corriente de rayo
cuando existan tormentas en los alrededores. El
riesgo a la vida, por voltajes de contacto ocurre
cuando las personas, con los pies en contacto
con la tierra suficientemente conductiva, tocan
una estructura conductora que puede tener un
potencial diferente debido a un rayo.
d) Tensión de paso.
Cuando un rayo cae al suelo, la corriente del
rayo se extiende a través de las diversas
capas del suelo. Un aumento de alto potencial
6
INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
AMA – CITMA
mentales). Si la víctima no respira, la
reanimación cardiopulmonar debe iniciarse de
inmediato.
lX. DONDE ENCONTRAR LUGARES DE REFUGIO.
El lugar más seguro para buscar refugio es
dentro de un edificio equipado con protección
contra rayos. Para hogares sin protección contra
rayos se aconseja cerrar puertas y ventanas
para repeler las corrientes de aire, sentarse
lejos de la chimenea u otras y evitar el uso de
agua cuando la estructura esté equipada con
tuberías de agua metálicas. Evite espacios
abiertos como balcones. Use teléfonos móviles
y teléfonos inalámbricos. No llame desde un
teléfono con cable. Manténgase alejado de
líneas eléctricas, líneas de telecomunicación,
tuberías metálicas de agua o gas y chimeneas
metálicas, así como equipos eléctricos
domésticos (por ejemplo, campanas extractoras,
lavavajillas, calentadores eléctricos). No tome
una ducha o baño durante una tormenta
eléctrica. Debe permanecer en el medio de la
habitación o en un edificio abierto con los pies
juntos e incluso en posición de cuclillas dentro
de pequeños graneros, cabañas de madera o
piedra sin sistemas de protección contra rayos.
La opción preferida es instalar dispositivos de
protección contra sobretensiones (SPD) en el
panel de entrada para proteger los dispositivos
eléctricos, TV, antenas o cables de
telecomunicaciones (incluso cuando estos
cables están bajo tierra). Se debe proporcionar
un SPD a la entrada de cada línea de potencia y
de telecomunicaciones. Cuando estos equipos
no están funcionando, debes desconectarlos de
las referidas líneas de suministros.
 Óhmetro de Tierra y de Resistividad.
 Pinza de Tierra.
X. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y CONTROL,
UTILIZADOS EN LA ELABORACIÓN Y
EJECUCIÓN DE LOS PROYECTOS DE SPCR.
 Multímetro Portátil y Pinza Multimétrica.
7
INSTITUTO DE GEOFÍSICA Y ASTRONOMÍA
AMA – CITMA
Láminas de Am-241
 Detector de Tuberías y Cables Energizados.
XIII. BIBLIOGRAFÍA.
XI. CURSOS Y CONFERENCIAS DE SPCR.
1. NC 800: 2017 Reglamento electrotécnico
cubano para instalaciones
eléctricas en
edificaciones.
2. NC IEC 62305: 2016. Parte 1: Principios
generales.
3. NC IEC 62305: 2009 Parte 2: Gestión de
Riesgos.
4. NC IEC 62305: 2016 Parte 3: Daño físico a
estructuras.
5. IEC 62305: 2010-12 Parte 4: Sistemas
eléctricos y electrónicos.
6. IEC 62793: 2016 “Sistema de aviso de
tormentas”.
7. UIT-T-REC-K Protección contra el impulso
del rayo
8. NC 9638: 1983 “Conexión a tierra de
tanques de Almacenamiento de Petróleo y
sus Derivados”.
9. NC IEC 60364-4-43 Instalaciones eléctricas
en edificaciones - protección contra las
sobrecorrientes.
10. NC IEC 60364-4-44 Protección contra
perturbaciones de la tensión y perturbaciones electromagnéticas
11. UNE 21186:2011 Protección de estructuras,
edificaciones y zonas abiertas mediante
PDC.
12. IEC/TR 62713 Reporte Técnico.
13. DT-GPT-03-2014, DT-GPT-02-2014 Y DTGPT-01-2014 Procedimientos técnicos de
calidad del IGA.
14. Medidas de protección y seguridad del IGA.
Se imparten Cursos y Conferencias de alto rigor
científico técnico con demostraciones prácticas,
referente a la protección contra tormentas
eléctricas a edificaciones y zonas abiertas.
Así como la utilización y buen uso de los
instrumentos de mediciones eléctricas.
XII. ASESORAMIENTO EN EL DESMONTAJE DE
PARARRAYOS RADIACTIVOS, APLICACIÓN DE
LA RESOLUCIÓN 58/2003 DEL CITMA.
Queda prohibida la importación y adquisición de
pararrayos radiactivos en todo el territorio
nacional, asimismo no se autorizará el montaje
de nuevos pararrayos radiactivos aunque éstos
se dispongan en almacenamiento. Todo el que
actualmente emplea pararrayos radiactivos
debe sustituirlos por convencionales, en un
plazo de diez (10) años contados a partir de la
entrada en vigor de la presente Resolución.
8
Download