NORMA TÉCNICA
PERUANA
Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales – INDECOPI
Calle de la Prosa 138, San Borja (Lima 41) Apartado 145
NTP 370.306
2003
Lima, Perú
INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICIOS.
Protección para garantizar la seguridad. Protección contra
las sobreintensidades
ELECTRICAL INSTALLATIONS OF BUILDINGS. Protection for safety. Protection against overcurrent
2003-06-05
1ª Edición
R.0056-2003/INDECOPI-CRT.Publicada el 2003-06-18
Precio basado en 26 páginas
I.C.S.: 91.140.99
ESTA NORMA ES RECOMENDABLE
Descriptores: Naturaleza de los dispositivos de protección, protección contra corrientes de sobrecarga,
protección contra corrientes de cortocircuito, coordinación, limitaciones de sobreintensidad
ÍNDICE
página
ÍNDICE
i
PREFACIO
ii
1.
OBJETO
1
2.
REFERENCIAS NORMATIVAS
1
3.
CAMPO DE APLICACIÓN
3
4.
DEFINICIONES
5
5.
DISPOSICIONES SEGÚN LA NATURALEZA
DE LOS CIRCUITOS
6
6.
NATURALEZA DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN
8
7.
PROTECCIÓN CONTRA CORRIENTES DE SOBRECARGA
10
8.
PROTECCIÓN CONTRA CORRIENTES DE
CORTOCIRCUITO
14
9.
COORDINACIÓN ENTRE LA PROTECCIÓN CONTRA LAS
SOBRECARGAS Y LA PROTECCIÓN CONTRA LOS
CORTOCIRCUITOS
18
10.
LIMITACIÓN DE LAS SOBREINTENSIDADES POR LAS
CARACTERÍSTICAS DE LA ALIMENTACIÓN
19
11.
ANTECEDENTES
19
ANEXO A
21
i
PREFACIO
A.
RESEÑA HISTÓRICA
A.1
La presente Norma Técnica Peruana fue elaborada por el Comité Técnico
de Normalización de Seguridad Eléctrica – Subcomité de Instalaciones Eléctricas
Interiores, mediante el Sistema 2 u Ordinario, durante los meses de junio del 2000 y
febrero del 2003, utilizando como antecedente a los que se indican en el capítulo
correspondiente.
A.2
El Comité Técnico de Normalización de Seguridad Eléctrica presentó a la
Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales - CRT, con fecha 2003-02-06, el
PNTP 370.306:2003 para su revisión y aprobación; siendo sometido a la etapa de
Discusión Pública el 2003-04-02. No habiéndose presentado ninguna observación, fue
oficializado como Norma Técnica Peruana NTP 370.306:2003 INSTALACIONES
ELÉCTRICAS EN EDIFICIOS. Protección para garantizar la seguridad. Protección
contra las sobreintensidades, 1ª Edición, el 18 de junio del 2003.
A.3
Esta Norma Técnica Peruana ha sido estructurada de acuerdo a las Guías
Peruanas GP 001:1995 y GP 002:1995.
B.
INSTITUCIONES QUE PARTICIPARON EN LA ELABORACIÓN
DE LA NORMA TÉCNICA PERUANA
Secretaría
PROCOBRE PERÚ – Miguel de la Puente
Quesada
Secretario
Carlos Huayllasco
International
ENTIDAD
REPRESENTANTE
CAMEN S.A.
Kem Cruz Mejía
CEPER S.A.
Lirio Ortiz Palacios
INDECO S.A.
Sigfrido Nano
Joaquín Ramirez
Montalva
–
Hexa
ii
SOCIEDAD NACIONAL DE INDUSTRIAS
(INDUSTRIAL EPEM S.A.)
Rafael La Torre Mesía
SCHNEIDER ELECTRIC PERÚ S.A.
Percy Durán C.
TICINO DEL PERÚ S.A.
César Gallarday V.
Fernando Vargas C.
MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS
Orlando Chávez Chacaltana
Ricardo Vásquez Campos
MUNICIPALIDAD DE LIMA
Emilio Cachuán Espinoza
ASOCIACIÓN ELECTROTÉCNICA PERUANA
AEP
Jorge Angulo Polich
Enrique Málaga Velasco
COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ
Capítulo de Ingeniería Eléctrica
Esteban Jiménez Carlos
Víctor Chávez Espinoza
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA
DEL PERÚ
Raúl del Rosario Quinteros
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FIEE
Moisés Flores Tinoco
Tomás Palma García
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FIM
José Carlos Reyes Alva
---oooOooo---
iii
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PERUANA
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INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICIOS.
Protección para garantizar la seguridad. Protección contra las
sobreintensidades
1.
OBJETO
Esta Norma Técnica Peruana establece la protección contra las sobreintensidades, dentro del
ámbito de las técnicas para garantizar la seguridad.
2.
REFERENCIAS NORMATIVAS
Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto, constituyen
requisitos de esta Norma Técnica Peruana. Las ediciones indicadas estaban en vigencia en el
momento de esta publicación. Como toda Norma está sujeta a revisión, se recomienda a
aquellos que realicen acuerdos en base a ellas, que analicen la conveniencia de usar las
ediciones recientes de las normas citadas seguidamente. El Organismo Peruano de
Normalización posee, en todo momento, la información de las Normas Técnicas Peruanas en
vigencia.
2.1
Normas Técnicas Internacionales
2.1.1
IEC 60364-5-52
Electrical installations of buildings Part 5-52:
Selection and erection of electrical equipment.
Wiring systems
2.1.2
IEC 60724:1984
Guide to the short-circuit temperature limits of
electric cables with a rated voltage not exceeding
0,6 / 1,0 kV
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2.1.3
IEC 60947-4-1:1999
Low-voltage swicthgear and controlgear. Part 4-1:
Contactors and motor-starters. Electromechanical
contactors and motor-starters
2.1.4
IEC 60898:1995
Electrical accessories. Circuit-breakers for
overcurrent protection for household and similar
installations
2.1.5
IEC 61009(all parts)
Resisual current operated circuit breakers with
integral overcurrent protection for household and
similar uses
2.1.6
IEC 60269-1:1998
Low-voltage fuses. Part 1: General Requirements
2.1.7
IEC 60269-2:1986
Low-voltage fuses. Part 2: Supplementary
Requirements for fuses for use by authorized
persons (fuses mainly for industrial applications)
2.1.8
IEC 60269-3:1987
Low-voltage fuses. Part 3: Supplementary
Requirements for fuses for use by unskilled
persons (fuses mainly for household and similar
applications)
2.1.9
IEC 60947-1:1999
Low-voltage switchgear and controlgear. Part 1:
General rules
2.1.10
IEC 60947-2:1995
Low-voltage switchgear and controlgear. Part 2:
Circuit breakers
2.1.11
IEC 60947-4-1:1990
Low-voltage switchgear and controlgear. Part 4-1:
Contactors and motor-starters. Electromechanical
contactors and motor-starters
2.2
Norma Técnica Peruana
NORMA TÉCNICA
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2.2.1
NTP 370.055:1999
SEGURIDAD ELECTRICA. Sistema de puesta a
tierra. Glosario de términos
2.2.2
NTP 370.301:2001
INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
EN
EDIFICIOS. Selección e instalación de equipos
eléctricos. Capacidad de corriente nominal de
conductores en canalizaciones
3.
CAMPO DE APLICACIÓN
3.1
Esta Norma Técnica Peruana se aplica principalmente a las instalaciones
eléctricas tales como las de:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
3.2
edificios residenciales;
edificios comerciales;
establecimientos públicos;
establecimientos industriales;
establecimientos agrícolas y hortícolas;
edificios prefabricados;
obras, exposiciones, ferias y otras instalaciones temporales.
Se aplica:
a)
a los circuitos alimentados a una tensión nominal como máximo igual a
1 000 V en corriente alterna y a 1 500 V en corriente continua. En corriente alterna,
la frecuencia preferente considerada en esta NTP es 60 Hz. No se excluye el uso de
otras frecuencias para aplicaciones particulares.
b)
a los circuitos, que no sean los internos de los aparatos, que funcionan a una
tensión superior a 1 000 V a partir de una instalación de tensión como máximo igual
a 1 000 V en corriente alterna, por ejemplo circuitos de lámparas de descarga,
precipitadores electrostáticos;
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c)
a cualquier cableado o canalización no específicamente cubierto por las
normas relativas a los aparatos de utilización;
d)
a todas las instalaciones consumidoras situadas en el exterior de los
edificios;
e)
a las canalizaciones fijas de telecomunicación, de señalización o de mando
(con excepción de los circuitos internos de los aparatos);
f)
a las ampliaciones o modificaciones de instalaciones así como a las partes
de las instalaciones existentes afectadas por estas ampliaciones o modificaciones.
3.3
Esta Norma Técnica Peruana no se aplica a:
a)
equipos de tracción eléctrica;
b)
equipos eléctricos de automóviles;
c)
instalaciones eléctricas en barcos;
d)
instalaciones eléctricas en aeronaves;
e)
instalaciones de alumbrado público;
f)
instalaciones en minas;
g)
equipos para la supervisión de perturbaciones radioeléctricas, en la medida
en que no comprometan la seguridad de las instalaciones;
h)
cercos eléctricos;
i)
instalaciones de pararrayos en edificios.
NOTA: Sin embargo, esta NTP tiene en cuenta las consecuencias de los fenómenos atmosféricos
sobre las instalaciones eléctricas (por ejemplo, elección de los pararrayos).
3.4
No está previsto que esta Norma Técnica Peruana sea aplicable:
-
a las redes de distribución de energía de servicio público, o
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-
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a las instalaciones de producción y de transporte para estas redes.
3.5
Los equipos eléctricos no son considerados más que en lo concerniente a su
elección y a sus condiciones de instalación.
Esto se aplica también a conjuntos de equipos eléctricos conformes con las normas que les
son aplicables.
4.
DEFINICIONES
Para los propósitos de esta Norma Técnica Peruana se aplican las definiciones dadas en la
Norma Técnica Peruana NTP 370.055 y las siguientes:
4.1
sobreintensidad: Cualquier corriente que exceda el valor asignado. En el
caso de conductores, el valor asignado consiste en la capacidad de transportar la corriente.
4.2
corriente de sobrecarga: Sobreintensidad que ocurre en un circuito en
ausencia de una falla eléctrica.
4.3
corriente de cortocircuito: Sobreintensidad que se deriva de una falla de
impedancia insignificante entre conductores activos con una diferencia de potencial bajo
condiciones de operación normales.
La detección de sobreintensidad provoca, directa o indirectamente, el corte cuando la
intensidad en los conductores afectados excede durante un tiempo especificado unos
valores predeterminados.
5.
DISPOSICIONES SEGÚN LA NATURALEZA DE LOS CIRCUITOS
5.1
Protección de los conductores de fase
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5.1.1
La detección de sobreintensidades debe preverse sobre todos los
conductores de fase; debe provocar el corte del conductor en el que la sobreintensidad es
detectada, pero no debe provocar necesariamente el corte de los otros conductores activos,
a excepción del caso mencionado en el apartado 5.1.2.
5.1.2
En el esquema TT, sobre los circuitos alimentados entre fases y en los que el
conductor neutro no es distribuido, la detección de sobreintensidad puede no estar prevista
sobre uno de los conductores de fase, con la condición de que las cláusulas siguientes se
cumplan simultáneamente:
a)
existe, sobre el mismo circuito o aguas arriba de él, una protección
diferencial que debe provocar el corte de todos los conductores de fase;
b)
no existe distribución del conductor neutro a partir de un punto neutro
artificial sobre los circuitos situados aguas abajo del dispositivo de protección
diferencial mencionado en el punto a).
NOTA: Si el corte de una sola fase puede entrañar un peligro, por ejemplo en el caso de motores
trifásicos, deben tomarse precauciones apropiadas.
5.2
Protección del conductor neutro
5.2.1
Esquemas TT o TN
Cuando la sección del conductor neutro es como mínimo igual o equivalente a la de los
conductores de fase, no es necesario prever una detección de sobreintensidad ni un
dispositivo de corte sobre el conductor neutro.
Cuando la sección del conductor neutro es inferior a la de los conductores de fase, es
necesario prever una detección de sobreintensidad sobre el conductor neutro, apropiada a la
sección de este conductor; esta detección debe efectuar el corte de los conductores de fase,
pero no necesariamente el del conductor neutro.
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No obstante, se admite no prever detección de sobreintensidad sobre el conductor neutro si
las dos cláusulas siguientes se cumplen simultáneamente:
el conductor neutro está protegido contra los cortocircuitos por el
dispositivo de protección de los conductores de fase del circuito;
la intensidad máxima susceptibles de recorrer el conductor neutro es en
servicio normal, inferior al valor de la intensidad admisible en este conductor.
NOTA: Esta segunda cláusula se cumple si la potencia transportada se reparte lo más
uniformemente posible entre las diferentes fases, por ejemplo, si la suma de las potencias absorbidas
por los equipos de consumo alimentados entre cada fase y el neutro (alumbrado y tomas de corriente)
es muy inferior a la potencia total transportada por el circuito concerniente. La sección del conductor
neutro será como mínimo igual al valor especificado en IEC 60363-5-52.
5.2.2
Esquema IT
En los esquemas IT, se recomienda no distribuir el conductor neutro.
No obstante, cuando se distribuye el conductor neutro, debe preverse una detección de
sobreintensidad sobre el conductor neutro de todo el circuito, detección que debe producir
el corte de todos los conductores activos del circuito correspondiente, incluido el conductor
neutro. Esta disposición no es necesaria si:
el conductor neutro considerado está efectivamente protegido contra los
cortocircuitos por un dispositivo de protección situado aguas arriba, por ejemplo, en
el origen de la instalación, conforme a las reglas enunciadas en el apartado 8.5; o
bien
si el circuito considerado está protegido por un dispositivo de protección de
corriente diferencial residual cuya corriente diferencial residual es como máximo
igual a 0,15 veces la corriente admisible en el conductor neutro correspondiente.
Este dispositivo debe cortar simultáneamente todos los conductores activos del
circuito correspondiente, incluido el conductor neutro.
5.3
Corte y conexión del conductor neutro
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Cuando el corte del conductor neutro sea obligatorio, el corte y la conexión del conductor
neutro deben ser tales que el conductor neutro no sea cortado antes que los conductores de
fase y que se conecte al mismo tiempo o antes que los conductores de fase.
6.
NATURALEZA DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN
Los dispositivos de protección deben escogerse entre los indicados en los apartados 6.1 a
6.3.
6.1
Dispositivos que aseguran a la vez la protección contra las corrientes de
sobrecarga y la protección contra las corrientes de cortocircuito
Estos dispositivos de protección deben poder interrumpir toda sobreintensidad inferior o
igual a la corriente de cortocircuito probable en el punto donde el dispositivo está
instalado. Deben satisfacer las prescripciones del capítulo 7 y del apartado 8.3.1. Tales
dispositivos de protección pueden ser:
Interruptores automáticos con relés de sobrecarga; de acuerdo a IEC 60898,
IEC 60947-1, IEC 60947-2 y IEC 61009;
-
Interruptores automáticos asociados con cortacircuitos fusibles;
fusibles que incluyen elementos de reemplazo con características Gg, de
acuerdo a IEC 60269-1 y IEC 60269-2 ó IEC 60269-3.
NOTAS
1.
El fusible comprende todas las partes que forman el conjunto del dispositivo de protección.
2.
La utilización de un dispositivo que posea un poder de corte inferior a la corriente de
cortocircuito probable en el punto donde esté instalado, está sujeta a las prescripciones del apartado 8.5.1
6.2
Dispositivos que aseguran únicamente la protección contra las
corrientes de sobrecarga
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Generalmente estos son dispositivos de protección de tiempo inverso cuyo poder de corte
puede ser menor al valor de la corriente de cortocircuito probable en el punto donde serán
instalados. Ellos satisfacerán los requerimientos del capítulo 7.
6.3
Dispositivos que aseguran únicamente la protección contra las corrientes
de cortocircuito
Estos dispositivos pueden utilizarse cuando la protección contra las sobrecargas se realiza
por otros medios o cuando es admitido por norma el no instalar la protección contra las
sobrecargas. Deben poder interrumpir toda corriente de cortocircuito inferior o igual a la
corriente de cortocircuito probable. Deben satisfacer las prescripciones del capítulo 8.
Tales dispositivos de protección pueden ser:
−
interruptores automáticos con dispositivos de disparo de máxima intensidad;
−
cortacircuitos fusibles.
7.
PROTECCIÓN CONTRA CORRIENTES DE SOBRECARGA
7.1
sobrecarga
Coordinación entre conductores y los dispositivos de protección de
Las características de operación de un dispositivo que protege un cable contra la sobrecarga
debe satisfacer las dos condiciones siguientes:
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IB ≤ In ≤ Iz
I2 ≤ 1,45 x Iz
donde:
es la intensidad utilizada en el circuito;
IB
Iz
es la intensidad admisible de los conductores o cables en canalizaciones
(véase NTP 370.301);
es la intensidad nominal del dispositivo de protección;
In
NOTA
Para los dispositivos de protección regulables, In es la intensidad de regulación escogida.
es la intensidad que asegura efectivamente el funcionamiento en el tiempo
I2
convencional del dispositivo de protección.
La corriente I2 que asegura la operación efectiva del dispositivo de protección está dado en
el producto normalizado o puede ser proporcionado por el fabricante.
NOTA: La protección prevista por este apartado no asegura una protección completa en algunos
casos, por ejemplo contra las sobreintensidades prolongadas inferiores a I2 y no conduce
necesariamente a la solución más económica. Es por lo que se supone que el circuito está concebido
de tal forma que no se producen frecuentemente pequeñas sobrecargas de larga duración.
7.2
Emplazamiento de los dispositivos de protección contra las sobrecargas
7.2.1
Debe colocarse un dispositivo que asegure la protección contra las
sobrecargas en los puntos de la instalación donde se produzca una reducción del valor de la
corriente admisible en los conductores, tales como un cambio de sección, de naturaleza, de
modo de la instalación o constitución, a excepción de los casos mencionados en los
apartados 7.2.2 y 7.3.
7.2.2
El dispositivo que proteja el conductor contra las sobrecargas puede
colocarse en el recorrido de este conductor si la parte del conductor comprendida entre el
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punto donde ocurra un cambio (de sección, de naturaleza, de forma de instalación o de
constitución) y, por otra parte, el dispositivo de protección no contiene ni derivación ni
tomacorriente y responde a uno de los dos siguientes casos:
a)
está protegida contra los cortocircuitos conforme a las prescripciones
enunciadas en el capítulo 8;
b)
su longitud no es superior a 3 m, está realizada de forma que reduzca al
mínimo el riesgo de un cortocircuito y no está situada junto a materiales
combustibles (véase el apartado 8.2.1).
7.3
Omisión de protección contra las sobrecargas
Los diferentes casos enunciados en este apartado no deben aplicarse en las instalaciones
situadas en los locales que presenten riesgos de incendios o de explosión, y cuando las
reglas particulares en ciertos locales especifiquen condiciones diferentes.
Puede omitirse dispositivos de protección contra sobrecargas:
a)
en un conductor situado aguas abajo de un cambio de sección, de naturaleza,
de forma de instalación o de constitución, y que esté efectivamente, protegido contra
las sobrecargas por un dispositivo de protección situado aguas arriba ;
b)
en un conductor que no es susceptible de ser recorrido por corrientes de
sobrecarga, a condición de que esté protegido contra los cortocircuitos conforme a
las reglas enunciadas en el capítulo 8 y que no incluya ni derivación ni
tomacorrientes;
c)
sobre las instalaciones de telecomunicación, control, señalización y
análogas;
d)
circuitos de distribución que comprenden cables tendidos en el piso o líneas
aéreas dónde la sobrecarga de los circuitos no cause daño.
7.4
Emplazamiento u omisión de dispositivos de protección contra las
sobrecargas en el esquema IT
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7.4.1
Las posibilidades de desplazar o de omitir la colocación del dispositivo de
protección contra las sobrecargas, previstas en los apartados 7.2.2 y 7.3, no son aplicables
en el esquema IT, a menos que cada circuito no protegido contra las sobrecargas esté
protegido por uno de los siguientes medios:
a)
uso de doble aislación ó aislación reforzada ó con aislamientos equivalentes;
b)
protección de cada circuito por un dispositivo de protección de corriente
diferencial residual el cual opere inmediatamente en la segunda falla;
c)
uso de un dispositivo que supervisa el aislamiento el cual
-
causa la desconexión del circuito cuando ocurre la primera falla, o
da una señal indicando la presencia de una falla. La falla se rectificará según
los requisitos de operación y reconociendo el riesgo de una segunda falla.
7.4.2
en los esquemas IT sin un conductor neutro el dispositivo de protección de
sobrecarga puede omitirse en uno de los conductores de fase si un dispositivo de protección
de corriente diferencial residual se instala en cada circuito.
7.5
Casos en los que se recomienda omitir la protección contra las
sobrecargas por razones de seguridad
Se recomienda no colocar dispositivos de protección contra las sobrecargas sobre los
circuitos que alimentan los equipos, en los casos en que la apertura improbable del circuito
pueda entrañar peligros.
Ejemplos de tales casos son:
-
los circuitos de excitación de máquinas giratorias;
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los circuitos de alimentación de electroimanes de manipulación o de
elevación;
-
los circuitos secundarios de los transformadores de intensidad.
NOTA: En tales casos, puede ser útil prever un dispositivo que advierta de las sobrecargas.
7.6
Protección de sobrecarga de conductores en paralelo
Cuando un solo dispositivo de protección protege a varios conductores en paralelo no debe
haber ninguna derivación o dispositivos para el aislamiento o maniobra en los conductores
en paralelo.
Este apartado no evita el uso de circuitos en anillo.
7.6.1
Igual corriente compartida entre conductores paralelos
Cuando un solo dispositivo protege a conductores en paralelo que comparten igual
corriente, el valor de Iz a ser usado en 7.1 es la suma de las capacidades de corriente de los
conductores.
Se juzga que la corriente compartida es igual si son satisfechos los requisitos del primer
párrafo de 523.7 a) de la IEC 60364-5-52.
7.6.2
Corriente desigual compartida entre conductores paralelos
Cuando el uso de un solo conductor, por fase, es impracticable y las corrientes en los
conductores paralelos son desiguales, la corriente de diseño y los requisitos para protección
de sobrecarga será considerada individualmente para cada conductor.
NOTA: Las corrientes en los conductores paralelos se considera que son desiguales si la diferencia
entre cualquier corriente es más de 10 % de la corriente de diseño para cada conductor. Se da una
guía en el Anexo A (véase A.2).
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8.
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PROTECCIÓN CONTRA CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO
8.1
Las probables corrientes de cortocircuito deben determinarse en los lugares de
la instalación que se consideren necesarios. Esta determinación puede efectuarse bien por
cálculo, bien por medición.
8.2
Emplazamiento de los dispositivos que aseguran la protección contra
los cortocircuitos
Un dispositivo que asegure la protección contra los cortocircuitos debe colocarse en el
lugar donde la reducción de sección de los conductores o cualquier otro cambio, cause un
cambio de la capacidad de corriente nominal de los conductores, a excepción de los casos
mencionados en los apartados 8.2.1, 8.2.2 u 8.3.
8.2.1
El dispositivo para protección contra cortocircuito puede ubicarse de otra
manera distinta a lo especificado en 8.2, bajo las condiciones siguientes.
La parte del conductor entre el punto de reducción de sección u otro cambio y la posición
del dispositivo de protección debe:
a)
no exceder 3 m en longitud;
b)
instalarse de tal manera que reduzca el riesgo de un cortocircuito a un
mínimo;
NOTA: Esta condición puede obtenerse por ejemplo reforzando la protección de la instalación
eléctrica contra las influencias externas.
c)
No ubicarse cerca de material combustible.
8.2.2
Un dispositivo de protección puede estar situado aguas arriba de la
reducción de sección u otro cambio siempre que posea una característica de
funcionamiento tal que proteja contra los cortocircuitos, conforme a la regla del apartado
8.5.2, los conductores situados aguas abajo.
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8.3
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Omisión del dispositivo de protección de cortocircuito
Se puede omitir la protección contra los cortocircuitos en los casos detallados a
continuación:
conductores que unen las máquinas generadoras, los transformadores, los
rectificadores, las baterías de acumuladores a los paneles de control
correspondientes, estando situados los dispositivos de protección sobre estos
paneles;
circuitos cuyo corte podría entrañar peligros para el funcionamiento de las
instalaciones afectadas, tales como los citados en el apartado 7.5;
-
ciertos circuitos de medida;
con la condición que las dos cláusulas siguientes se cumplan simultáneamente:
a)
la canalización se realiza de forma que reduzca al mínimo el riesgo de un
cortocircuito (Véase el punto b del apartado 8.2.1);
b)
8.4
la canalización no se ubica junto a materiales combustibles.
Protección de cortocircuito de conductores en paralelo
Un solo dispositivo de protección puede proteger a conductores en paralelo contra el efecto
de cortocircuito con tal de que la característica de operación de este dispositivo asegure su
funcionamiento eficiente si una falla ocurre en la posición más difícil en un conductor
paralelo. Se debe tomar en cuenta el compartir las corrientes de cortocircuito entre los
conductores paralelos. Una falla puede alimentarse desde ambos extremos de un conductor
paralelo.
Si la operación de un solo dispositivo de protección no puede ser eficiente entonces se
tomará una o más de las medidas siguientes.
a)
Un solo dispositivo de protección puede usarse con tal que
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la canalización eléctrica sea llevada de forma tal que reduzca a un
mínimo el riesgo de un cortocircuito en cualquier conductor paralelo, por
ejemplo por protección contra daño mecánico, y
-
no se ubique conductores cerca de material combustible.
b)
Es provisto un dispositivo de protección de cortocircuito para dos
conductores en paralelo al final del suministro de cada conductor paralelo.
c)
Para más de dos conductores en paralelo se proporcionan los dispositivos de
protección de cortocircuito en el lado de la alimentación y carga de cada conductor
paralelo.
Se da una guía en el Anexo A (Véase A.3).
8.5
Características
cortocircuitos
de
los
dispositivos
de
protección
contra
los
Todo dispositivo que asegure la protección contra los cortocircuitos debe responder a las dos
condiciones siguientes:
8.5.1
Su poder de corte debe ser como mínimo igual a la corriente de cortocircuito
probable en el punto donde está instalado, salvo en el caso admitido en el párrafo siguiente.
Se admite un dispositivo que posea un poder de corte inferior, con la condición de que otro
dispositivo de protección que tenga el necesario poder de corte sea instalado aguas arriba. En
este caso, las características de los dos dispositivos deben estar coordinadas de tal forma que
la energía que dejan pasar los dispositivos no sea superior a la que pueden soportar sin daño,
el dispositivo situado aguas abajo y las canalizaciones protegidas por estos dispositivos.
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NOTA: En algunos casos, puede ser necesario tomar en consideración otras características tales como
esfuerzos electrodinámicos y energía de arco para los dispositivos situados aguas abajo. Las
informaciones necesarias de coordinación deben obtenerse de los fabricantes de estos dispositivos.
8.5.2
El tiempo de corte de toda corriente que resulte de un cortocircuito que se
produzca en un punto cualquiera del circuito no debe ser superior al tiempo que tarda en
alcanzar la temperatura de los conductores el límite admisible. Para los cortocircuitos de una
duración t como máximo igual a 5 s, la duración necesaria para que una corriente de
cortocircuito eleve la temperatura de los conductores desde la temperatura máxima admisible
en servicio normal al valor límite, puede calcularse, en primera aproximación, con ayuda de
la fórmula siguiente:
S
t = k --I
donde:
t
es la duración, en segundos;
S
es la sección, en milímetros cuadrados;
I
es la corriente de cortocircuito efectiva, en ampere, expresado en valor
eficaz;
k
es un factor que toma en cuenta la resistividad, coeficiente de temperatura y
capacidad de calor del material del conductor, y las temperaturas inicial y final. Para
aislamiento común del conductor, los valores de k para conductores de fase se
muestran en la tabla 1.
Para duraciones muy cortas (<0,1 s) donde la asimetría de la corriente es de importancia y
para dispositivos limitadores de corriente el k2S2 debe ser mayor que el valor de energía
permitido (I2t) especificado por el fabricante del dispositivo de protección.
TABLA 1 - Valores de k para conductor de fase
Temperatura inicial ºC
Temperatura final ºC
PVC
≤300 mm2
PVC
>300 mm2
70
160
70
140
Aislamiento del conductor
EPR
Caucho
XLPE
60 ºC
90
250
60
200
Mineral
PVC
Desnudo
70
160
105
250
NORMA TÉCNICA
PERUANA
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Material del conductor:
135/115 *
115
141
143
103
115
Cobre
93
94
68
76
Aluminio
115
Cobre estañado
* Este valor se usará para cables desnudos expuestos al contacto
NOTA 1: La corriente nominal del dispositivo de protección de cortocircuito puede ser mayor que la capacidad de
corriente nominal del cable.
NOTA 2: Los factores anteriores están basados en la IEC 60724.
9.
COORDINACIÓN ENTRE LA PROTECCIÓN CONTRA LAS
SOBRECARGAS Y LA PROTECCIÓN CONTRA LOS CORTOCIRCUITOS
9.1
Protecciones aseguradas por el mismo dispositivo
Si un dispositivo de protección contra las sobrecargas que responda a las prescripciones del
capítulo 7 posee un poder de corte al menos igual a la corriente de cortocircuito probable en
el punto donde esté instalado, se considera que asegura igualmente la protección contra las
corrientes de cortocircuito del conductor situado en el lado de carga de este punto.
NOTA: Esta consideración puede no ser válida para todo el rango de corriente de cortocircuito; su
validez debe ser verificada de acuerdo con los requerimientos de 8.5.
9.2
Protecciones aseguradas por dispositivos distintos
Las prescripciones de los capítulos 7 y 8 se aplican respectivamente al dispositivo de
protección contra las sobrecargas y contra los cortocircuitos.
Las características de los dispositivos deben estar coordinadas de tal forma que la energía
que deja pasar el dispositivo de protección contra los cortocircuitos no sea superior a la que
pueda soportar sin daño el dispositivo de protección contra las sobrecargas.
NOTA: Esta prescripción no excluye los tipos de coordinación especificados en la IEC 60947-4-1.
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10.
LIMITACIÓN DE LAS SOBREINTENSIDADES
CARACTERÍSTICAS DE LA ALIMENTACIÓN
POR
LAS
Se estima que están protegidos contra corrientes de sobrecarga y corrientes de cortocircuito
los conductores alimentados por una fuente incapaz de suministrar una corriente que exceda
la intensidad admisible en los conductores (p.e. ciertos transformadores para timbres, ciertos
transformadores de soldadura y ciertos generadores impulsados por motor térmico).
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11.
ANTECEDENTES
11.1
IEC 60364-4-43:2001
Electrical installations of buildings. Part 4-43:
Protection for safety – Protection against
overcurrent
11.2
NTP 370.300:2001
11.3
UNE 20-460-90-4-43:1990
INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
EN
EDIFICIOS. Campo de aplicación, objeto y
principios fundamentales
Instalaciones Eléctricas en edificios. Protección
para garantizar la seguridad. Protección contra
las sobreintensidades
11.4
Norma DGE Terminología en electricidad – Ministerio de Energía y Minas.
Dirección General de Electricidad.
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ANEXO A
(INFORMATIVO)
PROTECCIÓN DE CONDUCTORES EN PARALELO
CONTRA SOBRECORRIENTE
A.1
Introducción
La protección de sobreintensidad para conductores conectados en paralelo debe
proporcionar una protección adecuada para todos los conductores. Para dos conductores de
la misma sección, longitud y disposición para transportar corrientes iguales los requisitos
para la protección de sobreintensidad está sobreentendido como el doble de uno de ellos.
Para conductores con arreglos más complejos debe darse consideraciones detalladas para
corriente desiguales entre conductores y múltiples corrientes de fallas de fase. Este anexo
da una guía para las consideraciones necesarias.
A.2
Protección de sobreintensidad de conductores en paralelo
Cuando una sobrecarga ocurre en un circuito que contiene conductores paralelos, la
corriente en cada conductor aumentará por la misma proporción. Con tal de que la corriente
sea igualmente compartida entre los conductores paralelos, un solo dispositivo de
protección puede usarse para proteger a todos los conductores. La capacidad de corriente
nominal (Iz) de los conductores paralelos es la suma de la capacidad de corriente nominal
de cada conductor, con el factor de agrupamiento apropiado y otros factores aplicados.
La corriente compartida entre los cables paralelos es una función de la impedancia de los
cables. Para cables unipolares largos la componente reactiva de la impedancia es mayor
que la componente resistiva y tendrá un efecto significativo en la corriente compartida. La
componente reactiva está influenciada por la posición física relativa en cada cable. Si, por
ejemplo, un circuito consistente de dos cables largos por fase, que tiene la misma longitud,
construcción y sección y colocados en paralelo en una desventajosa posición (p.e. cables de
la misma fase unidos) la corriente compartida por estos puede ser 70 % y 30 %
respectivamente, esto es algo más que 50 % y 50 % respectivamente.
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Cuando la diferencia en impedancia entre los conductores paralelos causa el compartir
corrientes desiguales, por ejemplo mayor que 10 % de diferencia, la corriente de diseño y
los requerimientos de protección de sobreintensidad para cada conductor debe ser
considerado individualmente.
La corriente de diseño para cada conductor puede calcularse de la carga total y la
impedancia de cada conductor.
Para un total de m conductores en paralelo, la corriente de diseño IBk por conductor k está
dado por:
IB
IBk = --------------------------------------------------------Zk
Zk
Zk
Zk
Zk Zk
--- + --- + … + ----- + --- + ----- + … + --Z1 Z2
Zk-1 Zk Zk+1
Zm
Donde:
IB es la corriente para la cual el circuito se diseña;
IBk es la corriente de diseño para el conductor k;
Zk es la impedancia del conductor k;
Z1 y Zm son las impedancias de conductores 1 y m respectivamente.
En el caso de cables unipolares, la impedancia es una función de las posiciones relativas de
los cables así como del diseño del cable, por ejemplo: con armadura o sin armadura. Se
recomienda que la corriente que comparten los cables paralelos se verifique por medición.
La corriente de diseño IBk se usa en lugar de IB para la ecuación (1) de 7.1 como sigue:
IBk ≤In ≤Izk
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El valor usado para Iz en 7.1, ecuaciones (1) y (2), es:
la capacidad de corriente nominal continua de cada conductor, Izk, si un
dispositivo de protección de sobrecarga es provisto por cada conductor (véase Figura
A.1) posterior:
IBk ≤ Ink ≤ Izk
o
la suma de las capacidades de corriente de todos los conductores, ΣIzk, si un
dispositivo de protección de sobrecarga es provisto para los conductores en paralelo
(Véase la Figura A.2) posterior:
IB ≤ In ≤ Σ Izk
donde
Ink
es la corriente nominal del dispositivo de protección para el conductor k;
es la capacidad de corriente continua del conductor k;
Izk
In
es la corriente nominal del dispositivo de protección;
ΣIzk
es la suma de las capacidades de corriente nominal continuas de los m
conductores en paralelo.
NOTA: Para los sistemas de barra de distribución, se debe obtener información sea del fabricante o
de la IEC 60439.
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FIGURA A.1 – Circuito en el cual un dispositivo de protección es provisto para cada
uno de los m conductores en paralelo
FIGURA A.2 – Circuito en el cual un solo dispositivo de protección de sobrecarga es
provisto para los m conductores en paralelo
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A.3
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Protección de cortocircuito de conductores en paralelo
Cuando los conductores se conectan en paralelo, debe ser considerada la posibilidad de un
cortocircuito entre las secciones en paralelo.
Si dos conductores se conectan en paralelo y el funcionamiento de un solo dispositivo de
protección no puede ser efectivo, entonces cada conductor debe tener protección
individual.
Cuando tres o más conductores se conectan en paralelo entonces pueden ocurrir múltiples
fallas de corriente de fase y puede ser necesario proporcionar protección de cortocircuito en
ambos extremos de la alimentación y carga de cada conductor paralelo. Esta situación se
ilustra en las Figuras A.3 y A.4.
FIGURA A.3 – Corriente que fluye al
inicio de la falla
FIGURA A.4 – Corriente que fluye
después de la operación del dispositivo de
protección cs
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La Figura A.3 muestra que, si una falla ocurre en el conductor paralelo c en el punto x, la
corriente de la falla fluirá en los conductores a, b y c. La magnitud de la corriente de falla y
la proporción de la corriente de falla que fluye a través de los dispositivos de protección cs
y cl dependerá de la ubicación de la falla. En este ejemplo se ha asumido que la proporción
más alta de la corriente de falla fluirá a través del dispositivo de protección cs. La Figura
A.4 muestra que, una vez que cs ha operado, la corriente todavía fluirá a la falla en x vía
los conductores a y b. Porque los conductores a y b están en paralelo, la corriente a través
de los dispositivos de protección as y bs no pueden ser suficientes para que operen en el
tiempo requerido. Si este es el caso es necesario el dispositivo de protección cl. Se debe
notar que la corriente que fluye a través de cl será menor que la corriente que causó la
operación de cs. Si la falla fue suficientemente cercana a cl entonces cl operará primero. La
misma situación existiría si una falla ocurriera en los conductores a o b, entonces los
dispositivos de protección al y bl serán requeridos.
Una alternativa a los seis dispositivos de protección sería proporcionar un dispositivo de
protección adicional en el extremo de la alimentación. El uso de este dispositivo de
protección tiene dos ventajas contra lo siguiente: Primero, si una falla en x se elimina por
el funcionamiento de cs y cl entonces el circuito continuará operando con la carga llevada
por los conductos a y b. Entonces la falla y la sobrecarga subsecuente de a y b no puede ser
detectada. Segundo, la falla en x puede quemar el circuito abierto al lado de cl dejando un
lado de la falla viva y no detectada.