PRODUCTOS PARA INSTALACIONES EN BAJA TENSIÓN NORMATIVA Y APLICACIONES Sesión II Ing.Fernando Vargas Cano CIP:271825 NTP-IEC 60898 - 1 Aclarando conceptos: INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS 1P INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS 1P+N INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS 2P NTP-IEC 60898 - 1 INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS 1P • Solo tienen un terminal de entrada y un terminal de salida. • Se conectan a un solo polo vivo. • En ese único polo está la protección térmica y magnética y los demás elementos que forman el sistema de protección NTP-IEC 60898 - 1 INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS 1P+N • Tienen dos terminales de entrada y dos terminales de salida. • Se conectan a un polo vivo y al neutro. • Solo está la protección térmica y magnética y los demás elementos que forman el sistema de protección en el lugar donde se conecta el polo vivo. • En el lugar donde va el neutro no hay sistema de protección. • Sin embargo los contactos desconectan fase y neutro en una falla. NTP-IEC 60898 - 1 INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS 2P • Tienen dos terminales de entrada y dos terminales de salida. • Se pueden conectar a dos polos vivos. • La protección térmica y magnética y los demás elementos que forman el sistema de protección están en los lugares donde está cada polo.(un sistema de protección para cada polo) • Los dos contactos se desconectan ante una falla detectada en cualquiera de los polos. Norma NTP IEC 60898 - 1 Otros accesorios de identificación que pueden tener los termomagnéticos Portaetiquetas Identificación de los DIN de Alta Capacidad 16 kA 25 kA 36 kA 50 kA Norma NTP IEC 60898 - 1 Icc pequeña Las protecciones y los aparatos de maniobra empleados para operar bajo carga deben tener una capacidad de ruptura suficiente como para interrumpir la máxima corriente de cortocircuito en el punto de instalación, a la tensión nominal de alimentación. El nivel de cortocircuito depende de la distancia al transformador en la que se origina la falla. Icc más elevada Criterio de selección:Poder de ruptura Norma NTP IEC 60898 - 1 CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO Las corrientes de cortocircuito son temidas por varias causas: a)Por ser de un valor desproporcionado con respecto a las normales, a veces de miles de amperios. b) Por producirse en tiempos muy cortos. c) Por producir mucho calor en breve tiempo d) Por sus efectos electromagnéticos que producen inducciones indeseadas en otras instalaciones e) Por sus efectos mecánicos que destruyen los soportes de la instalación .f) Porque frecuentemente suelen producir fuegos de consecuencias incalculables. g) Por producir sobretensiones elevadas en las fases sanas que no participan en el cortocircuito. Norma NTP IEC 60898 - 1 REGIMENES DE CORRIENTE DURANTE EL CORTOCIRCUITO Icc Icc Icc Icu Icu IL : Corriente de Limitacion Consideraciones : 1.- La intensidad de corto circuito asumida, Icc, es la intensidad de cortocircuito que circularía en ausencia de limitación en el punto de la instalación donde está instalado el interruptor. 2.- Dado que la intensidad de falla es eliminada antes del primer semiperiodo, sólo el primer pico de corriente Ipico asimétrico debe ser considerado. Éste último es función del CosO de falla de la instalación. Norma NTP IEC 60898 - 1 icc ia is permanente transitorio subtransitorio Norma NTP IEC 60898 - 1 Clase de limitación • Es la máxima energía que deja pasar un interruptor termomagnético en presencia de un corto circuito presumible. • Pueden ser Clase 1, 2,3 • Clase 1: Esfuerzo térmico no limitado • Clase 2 : Esfuerzo térmico limitado 160,000 A2 s como máximo • Clase 3 : Esfuerzo térmico limitado 55,000 A2 s como máximo 3 Norma NTP IEC 60898 - 1 Curva de limitación de Corriente Consideraciones : 1.- La intensidad de corto circuito asumida, Icc, es la intensidad de cortocircuito que circularía en ausencia de limitación en el punto de la instalación donde está instalado el interruptor. 2.- Dado que la intensidad de falla es eliminada antes del primer semiperiodo, sólo el primer pico de corriente Ipico asimétrico debe ser considerado. Éste último es función del CosO de falla de la instalación. Norma NTP IEC 60898 - 1 ENERGIA ESPECIFICA PASANTE DEL CORTOCIRCUITO 1.- Realmente los efectos de la corriente de cortocircuito se miden por la energía específica pasante de esa corriente (en J), que no es otra cosa que el valor de esa corriente elevado al cuadrado y multiplicado por el tiempo que dura. 2.- En un buen diseño, si el valor de energía específica pasante del cable y del interruptor de protección, son superiores al de la corriente producida en el tiempo que circula antes de abrir el interruptor, el cortocircuito no debería ni notarse. 3.- Precisamente, si el cortocircuito hace efectos, conviene revisar esos valores Norma NTP IEC 60898 - 1 ENERGIA ESPECIFICA PASANTE DEL CORTOCIRCUITO La energía específica es aquella que permite pasar el dispositivo de protección hasta que interrumpe definitivamente la corriente. Esta energía varía con: la corriente de falla, la tensión aplicada y la relación entre la reactancia inductiva y la resistencia (X / R) del circuito. Características 1.- K : coeficiente que tiene en cuenta las características del material conductor y su aislamiento. K =115 conductores de cobre aislados con PVC con secciones menores o iguales a 300mm2 K=103 para secciones mayores a la anterior. K=143 conductor de cobre y esta aislado con polietileno reticulado (XLPE) 2,- S: sección nominal de los cables expresada en mm2. 3.- (I2 x t): máxima energía específica pasante por el elemento de protección, este es un dato inherente al dispositivo empleado y solo lo puede suministrar el fabricante del mismo. La cual se encuentra relacionada con la clase de limitación del mismo. 14 Norma NTP IEC 60898 - 1 CLASE DE LIMITACIÓN Norma NTP IEC 60898 - 1 Clase de limitación de acuerdo a IEC 60898 Energía específica máxima para Interruptores Din , In ≤ 16Amp Energía específica máxima para Interruptores Din , 16Amp< In ≤ 32Amp Norma NTP IEC 60898 - 1 Las curvas de energía específica para los cables están dadas en función de su aislamiento. Norma NTP IEC 60898 - 1 Curva de limitación de Esfuerzo Térmico 4.5.12 I2 t (integral de Joule): Integral del cuadrado de la corriente intervalo de tiempo especificado: durante un 4.5.13 Características I2t de un interruptor automático: Curva que da los valores máximos de I²t en función de la corriente de interrupción esperada en las condiciones de operación establecidas. Norma NTP IEC 60898 - 1 Norma NTP IEC 60898 - 1 Para realizar una coordinación en serie entre un fusible y un interruptor se pueden confrontar y sobreponer las respectivas curvas de energía En el caso de una coordinación en serie entre dos interruptores la verificación entre las curvas de energía demuestra que no hay puntos de intersección. Las dos curvas se extienden hasta el límite de la capacidad interruptiva de cada interruptor individual Norma NTP IEC 60898 - 1 Temperatura: Un interruptor automático está regulado para funcionar bajo una In a °T amb. de 30 °C para los automáticos, según IEC 60898. Si °T amb. en el interior de la envolvente varia, conviene estudiar la desclasificación de la corriente nominal, estimada para evitar desconexiones intempestivas. Accesorios auxiliares para los ITM Auxiliar de señalización o de accionamiento Cable piloto Auxiliares de señalización o de accionamiento Hasta 3 auxiliares por disyuntor Accesorios auxiliares para los ITM Mandos Motorizados Se montan a la izquierda de los interruptores automáticos, interruptores diferenciales, de 1 módulo/polo. Permiten la apertura y el cierre a distancia de los productos Auxiliares Rearme Automatico Normas IEC 60898 – 2 y IEC 60898 – 3 IEC 60898-2: Esta norma proporciona requisitos adicionales para interruptores termomagnéticos unipolares y bipolares que, además de las características de la IEC 60898-1, sean adecuados para funcionar también con corriente continua y tengan una tensión CC nominal que no exceda los 220 V para unipolares. y 440 V para interruptores bipolares, una corriente nominal no superior a 125 A y una capacidad nominal de cortocircuito de CC no superior a 10 000 A. IEC 60898-3: se aplica a interruptores termomagnéticos de CC que tienen una tensión CC nominal que no supera los 440 V, una corriente nominal que no supera los 125 A y una capacidad de cortocircuito nominal que no supera los 10 000 A. Estos interruptores termomagnéticos están destinados a la protección contra sobrecorrientes de instalaciones eléctricas de edificios y aplicaciones similares; están diseñados para ser utilizados por personas no instruidas y para no recibir mantenimiento. • Las fuentes que pueden suministrar corriente continua son baterías o dinamos; además, mediante un proceso de rectificación es posible convertir una corriente alterna en corriente continua. • No obstante, una corriente continua «pura», que es una corriente que no presenta ninguna fluctuación periódica, se genera exclusivamente por baterías (o acumuladores). • De hecho, la corriente producida por una dinamo puede presentar pequeñas variaciones, lo cual la hace no sea constante en el tiempo; pese a ello, se considera corriente continua desde un punto de vista práctico Normas IEC 60898 – 2 y IEC 60898 – 3 Planta fotovoltaica independiente Planta fotovoltaica conectada a la red Normas IEC 60898 – 2 y IEC 60898 – 3 Para garantizar el corte de una corriente de cortocircuito en un sistema de CC, es necesario emplear interruptores automáticos capaces de asegurar: - disparo rápido con una capacidad de corte suficiente; - elevada capacidad de limitación de corriente de falla - efecto de reducción de la sobretensión Normas IEC 60898 – 2 y IEC 60898 – 3 • De acuerdo a IEC 60898-2 las unidades de disparo termomagnéticas montadas en interruptores automáticos de corriente alterna también están indicadas para su uso con corriente continua. • La parte relevante para la protección térmica no cambia con referencia a su característica de disparo ; las tiras bimetálicas se compòrtan independientemente de si la corriente es alterna o continua. • Por lo que respecta a la protección instantánea contra cortocircuito , el disparo instantáneo se produce a un valor diferente en comparación con el caso análogo en corriente alterna. • Un coeficiente denominado Km, variable en función del interruptor automático y del tipo de conexión de sus polos, permite derivar el umbral del disparo instantáneo de corriente continua a partir del valor en corriente alterna. Normas IEC 60898 – 2 y IEC 60898 – 3 Ejemplo: Con un interruptor automático T2 In=160 (con disparo magnético de CA. I=10xIn) y escogiendo una conexión de polos correspondiente a la primera figura de la Tabla, es posible visualizar el coeficiente km igual a 1,3; el disparo magnético de CC debe ser igual a: Im = 10 x In x km = 10 x 160 x 1,3 = 2.080 A (±20% tolerancia) Normas IEC 60898 – 2 y IEC 60898 – 3 Interruptores termomagnéticos en corriente contínua Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP-IEC 60947-2: Interruptores automaticos para CA con tensión nominal no superior a 1000Vca y para corriente directa no mayores a 1500 Vdc. Norma de ámbito industrial y/o comercial grande. Admite mayor valor de Poder de Ruptura El uso será efectuada por personal técnico y/o especialista Norma aplicable a interruptores en caja moldeada y modulares en condiciones más aliviadas. Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 3. CAMPO DE APLICACIÓN Las disposiciones de las reglas generales que son objeto de la Parte 1 de la norma IEC 60947-1 son aplicables a esta NTP cuando ésta lo especifica. Los capítulos, apartados,tablas, figuras y anexos de las reglas generales que también son aplicables se identifican haciendo referencia a la Parte 1 de la norma IEC 60947-1 Esta NTP se aplica a los interruptores automáticos cuyos contactos principales están destinados a ser conectados a circuitos cuya tensión nominal no sobrepasa de 1 000 V en corriente alterna o 1 500 V en corriente continua; contiene también prescripciones adicionales para los interruptores automáticos con fusibles incorporados. Se aplica esta NTP cualquiera que sean las corrientes nominales, los métodos de fabricación y el empleo previsto de los interruptores automáticos. Los requerimientos para los interruptores automáticos previstos para asegurar una protección contra las corrientes residuales están contenidos en el Anexo B. Los requerimientos adicionales para los interruptores automáticos con protección electrónica contra sobrecorrientes están en el Anexo F. Norma NTP IEC 60947 - 2 Principales puntos de la IEC 60947-2: Tipo de usuario: Calificado. Aplicación: Interruptores automáticos (aplicación industrial). Tensión nominal: Alterna: no superior a 1000 V entre fases. Continua: no superior a 1500 V. Categoría: A y B. Diseño: Abierto Caja Moldeada. Instalación: Fijo–Enchufable – Extraible. Norma NTP IEC 60947 - 2 Tensión de utilización asignada (Ue): Tensión o tensiones máximas en las que se puede utilizar el interruptor. Con tensiones inferiores, el poder de corte mejora. Tensión de aislamiento (Ui): Valor de referencia del aislamiento del aparato. Determinan las tensiones de prueba dieléctrica (onda de choque, frecuencia industrial...). Norma NTP IEC 60947 - 2 Tensión de choque (Uimp): Valor en kV que caracteriza la aptitud del aparato para resistir sobretensiones transitorias debidas al rayo. Se prueba mediante la onda normalizada 1,2/50 μs. Corriente asignada (In): Valor máximo de corriente que el interruptor puede soportar de manera permanente. Para garantizar este valor de corriente, la T° a la que se utiliza el aparato esta normalizada. Norma IEC 60947-2: 40 °C e IEC 60898: 30°C. Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Poder de cierre asignado bajo cortocircuito (Icm): Es la mayor intensidad de corriente que un aparato puede conectar cuando cierre con un cortocircuito en la salida bajo la tensión asignada según las condiciones de la norma. Poder corte último (kA eficaces) Factor de Potencia Valor mín. requerido Icm Norma NTP IEC 60947 - 2 Poder de corte último (Icu) según IEC 60947-2: Valor máximo de corriente de cortocircuito que puede cortar un interruptor automático bajo una tensión y un desfase (cos φ) determinados. Se realiza una prueba O – t – CO: O : representa una maniobra de apertura. t : intervalo de tiempo. CO : maniobra de cierre seguida de una maniobra de apertura automática. Norma NTP IEC 60947 - 2 Icc Norma NTP IEC 60947 - 2 Icc Icm Icu Icu Según IEC 60947-2 la secuencia de prueba O-t-CO Icm ( kA pico) : es el valor máximo de intensidad de corto circuito asimétrico que el interruptor puede establecer y cortar Norma NTP IEC 60947 - 2 Poder de corte de servicio (Ics): El automático debe funcionar normalmente tras cortar varias veces la corriente Ics siguiendo la secuencia O-t-CO-t-CO. Valores de Icu expresado en porcentajes: 25% (categoría A), 50%, 75% ó 100%. Este valor garantiza la seguridad del operador y de la instalación. Norma NTP IEC 60947 - 2 Categoría de empleo (según IEC 60947-2): Categoría A: interruptores sin ninguna temporización para la activación bajo cortocircuito. Categoría B: poseen una temporización regulable para permitir la selectividad cronométrica con cortocircuitos inferiores a Icw. Datos de marcado según IEC 60947-2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Datos de marcado según IEC 60947-2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 SELECTIVIDAD Es necesario que en caso de una falla opere el dispositivo de protección más cercano sin que participen los dispositivos que están corrientes arriba. Esta necesidad viene definida como selectividad. La selectividad entre aparatos de protección es necesaria cuando se quiere garantizar la máxima continuidad del servicio, aún en las condiciones más críticas de operación. Norma NTP IEC 60947 - 2 SELECTIVIDAD 4.17.4 corriente límite de selectividad (Is): La corriente límite de selectividad es el valor de corriente correspondiente a la intersección de la característica total tiempo corriente del dispositivo de protección situado en el lado de carga y la característica tiempo-corriente de prearco (para los fusibles) o de disparo (para los interruptores automáticos) del otro dispositivo de protección. La corriente límite de selectividad es un valor límite de corriente: • por debajo del cual, en presencia de dos dispositivos de protección contra sobrecorriente colocados en serie, el dispositivo de protección en el lado de carga completa su operaciòn de apertura en un tiempo previsto para impedir que el otro dispositivo de protección inicie su operación (es decir que se asegura la selectividad); • por encima del cual, en presencia de dos dispositivos de protección contra sobrecorrientes colocados en serie, el dispositivo de protección en el lado de carga pueda no completar su operación de apertura a tiempo para evitar que el otro dispositivo de protección inicie su operación (es decir, que no se asegura la selectividad). Norma NTP IEC 60947 - 2 Continuidad del servicio :Selectividad Existe coordinación selectiva si al existir una falla en el punto O: A B opera primero que A B C o D Al no operar B en su tiempo normal, opera A. Continuidad del servicio :Selectividad Norma NTP IEC 60947 - 2 Selectividad utilizando curvas de operación Selectividad total t Selectividad parcial A B t A B IS I I Sólo A opera Sólo A opera IS es la corriente límite de selectividad Ambos operan Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Norma NTP IEC 60947 - 2 Algunos fabricantes utilizan códigos de colores para señalizar poderes de ruptura 57 Norma NTP IEC 60947 - 2 Interruptores termomagnéticos en caja moldeada Aplicaciones : Interruptor automático alojado en una caja de material aislante moldeado que forma parte integrante del propio aparato. • Pequeño terciario : pequeño retail, escuelas, restaurantes, etc… • Gran Terciario: centros comerciales, hospitales, edificio de oficinas ,etc • Industria Norma NTP IEC 60947 - 2 Interruptores termomagnéticos fijos en caja moldeada (no poseen medios de regulación de disparo) Norma NTP IEC 60947 - 2 Interruptores termomagnéticos regulables en caja moldeada Poseen medios de regulación de uno o varios de los siguientes parámetros : • Corriente de disparo térmico • Corriente de disparo magnético • Tiempo de disparo térmico • Tiempo de disparo magnético • Otras regulaciones (corrientes / tiempos de disparo por fuga a tierra p.ej.) Norma NTP IEC 60947 - 2 Interruptores termomagnéticos regulables en caja moldeada Formas de identificar poderes de ruptura por colores (no siempre lo tienen todos los fabricantes) 36 kA 16 kA Norma NTP IEC 60947 - 2 Categoría de empleo (según IEC 60947-2): Categoría A : interruptores sin ninguna temporización para la activación bajo cortocircuito. Categoría B : poseen una temporización regulable para permitir la selectividad cronométrica con cortocircuitos inferiores a Icw. Magnetotérmico Electrónico Norma NTP IEC 60947 - 2 Comparación de ajustes en Termomagnéticos vs Electrónicos Termomagnéticos: Ajuste en la corriente de disparo por sobrecargas (Ir) y por cortocircuitos (Ii) Electrónicos (S2) : Ajuste en la corriente de disparo por sobrecargas (Ir) y por cortocircuitos (Isd) y también en los tiempos de respuesta en sobrecargas (Tr) y en cortocircuitos (Tsd) Bobinas Termomagnéticas Norma NTP IEC 60947 - 2 Ejemplo de regulación termomagnética Campo de regulación Interruptor MA/ME125 ME160 ME250 M160/250 M400/630 M630÷1250 Térmico 0,7 ÷ 1 In 0,7 ÷ 1 In 0,7 ÷ 1 In 0,64 ÷ 1 In 0,8 ÷ 1 In 0,8 ÷ 1 In Magnético fijo fijo fijo 3,5÷10 In 5÷10 In 5÷10 In Norma NTP IEC 60947 - 2 Comparación de ajustes en Termomagnéticos vs Electrónicos Bobinas Electrónicas Norma NTP IEC 60947 - 2 Ejemplos de ITM MCCB con accesorios de interfaz para análisis y/o regulación Contribuyen a la selectividad lógica Norma NTP IEC 60947 - 2 Ejemplos de ITM MCCB con accesorios de interfaz para análisis y/o regulación Norma NTP IEC 60947 - 2 Ejemplos de software de diseño y selección de dispositivos Norma NTP IEC 60947 - 2 Transferencia manual • • • El sistema de transferencia es un accesorio en el tablero eléctrico, que se instala para respaldar con un generador eléctrico autónomo cualquier interrupción de la alimentación general en la edificación. Al detectarse la falla en el suministro eléctrico se debe maniobrar el sistema de transferencia para que el generador suministre la energía al sitio a respaldar . Cuando se normaliza el suministro de la energía eléctrica se opera la transferencia para retornar la alimentación desde el suministro Norma NTP IEC 60947 - 2 Transferencia automática Gestión automática del sistema de commutación de red • Conmutadores de red • • Un Tablero de transferencia automática (Automatic Transfer Switch) es una unidad que se instala para que, inmediatamente se presente una falla en el suministro de energía, se encienda automáticamente el generador de respaldo. La transferencia automática es un complemento muy útil para garantizar la continuidad del servicio. Tiene la ventaja de adaptarse a las necesidades del cliente, ya que se pueden programar los tiempos de encendido y apagado con un sistema sincronizado, el cual puede reprogramarse cuando los usuarios así lo requieran. Norma NTP IEC 60947 - 2 Ejemplos de accesorios de maniobra para sistemas de transferencia Norma NTP IEC 60947 - 2 El Interruptor termomagnético caja abierta (o corte de aire) Interruptores de potencia con corrientes nominales normalmente hasta 6300 A, utilizados como interruptores generales de los tableros generales de instalaciones importantes. Norma NTP IEC 60947 - 2 El Interruptor termomagnético caja abierta permite la protección y el control aguas arriba de la instalación eléctrica hasta valores cercanos a 6300A Por robustez mecánica y eléctrica, su poder de corte, su capacidad de mantenimiento, sus accesorios,están perfectamente adaptados a estas funciones de protección y control. Norma NTP IEC 60947 - 2 Características técnicas típicas Numero de polos 3P Tensión de aislamiento nominal Ui (V) = 1000 Tensión de Impulso nominal Uimp (kV) = 12 Tensión nominal Ue (Va.c) = 690 Categoría de utilización = B N° maniobras mecánicas = 10000 N° maniobras eléctricas = 5000 Norma NTP IEC 60947 - 2 Características técnicas típicas Norma NTP IEC 60947 - 2 Características técnicas típicas Maniobras de pre carga y encendido Norma NTP IEC 60947 - 2 Componentes de un ITM abierto (corte de aire) Norma NTP IEC 60947 - 2 Forma de solicitar Para cada opción de interruptor, es necesario tomar 1 referencia de ITM + la unidad electrónica Norma NTP IEC 60947 - 2 Ejemplos de integración de un ITM tipo abierto Norma NTP IEC 60947 - 2 Unidades electrónicas de protección (ejemplo de funciones) Protección de largo retardo contra sobrecargas :Ir desde 0.4 a 1 x In ( 6+6 pasos) con dos selectores Protección del Neutro : IN= I-II-III-IV x Ir (0-50100-100%) Tiempo de acción de la protección de largo retardo: tr – a 6 x Ir (4 + 4 pasos) Protección de corto retardo contra cortocircuitos: Im desde 1.5 a 10 Ir (9 pasos) Im = 1.5-2-2.5-3-4-56-8-10 x Ir Norma NTP IEC 60947 - 2 Ejemplos de Unidades electrónicas de protección Normas IEC 60947 - 2 La NTP IEC 60947-2 contempla también aplicaciones de interruptores automáticos bajo corriente continua. SECCIÓN 080: PROTECCIÓN Y CONTROL Requerimientos Generales 080-010 Requerimiento de Dispositivos de Protección y Control A menos que se indique de forma diferente en esta Sección o en otras Secciones relacionadas con equipos específicos, los aparatos eléctricos y los conductores de fase o no puestos a tierra, deben ser provistos con: (a) Dispositivos para abrir automáticamente un circuito eléctrico en caso de que: (i) La corriente en el circuito eléctrico alcance un valor tal que dé lugar a que se presenten temperaturas peligrosas en los aparatos o conductores; y (ii) En la eventualidad de cortocircuitos a tierra - la Regla 080102; y (iii) Ante corrientes residuales a tierra que puedan ocasionar daños o electrocución a personas o animales, en instalaciones accesibles. SECCIÓN 080: PROTECCIÓN Y CONTROL Requerimientos Generales 080-010 Requerimiento de Dispositivos de Protección y Control A menos que se indique de forma diferente en esta Sección o en otras Secciones relacionadas con equipos específicos, los aparatos eléctricos y los conductores de fase o no puestos a tierra, deben ser provistos con: (a) Dispositivos para abrir automáticamente un circuito eléctrico en caso de que: (i) La corriente en el circuito eléctrico alcance un valor tal que dé lugar a que se presenten temperaturas peligrosas en los aparatos o conductores; y (ii) En la eventualidad de cortocircuitos a tierra - la Regla 080102; y (iii) Ante corrientes residuales a tierra que puedan ocasionar daños o electrocución a personas o animales, en instalaciones accesibles. Riesgo eléctrico para las personas Contacto indirecto: Es cuando el usuario toca con alguna zona de su cuerpo una parte metálica de un equipo eléctrico, que en condiciones normales está desenergizada pero que en condiciones de falla se energiza. Contacto directo: Es cuando el usuario toca con alguna zona de su cuerpo una parte del circuito o sistema que en condiciones normales está energizada. Riesgo eléctrico para las personas Contacto Directo Cuando una parte desprotegida del Cuerpo Humano hace contacto ‘limpio’ con una pieza no aislada que esta energizada. Es sumamente peligroso. Contacto Indirecto Una parte del Cuerpo Humano hace contacto con una masa electrizada (por una falla interna del aislamiento), mientras que otra parte está en contacto con un punto de menor potencial. Riesgo eléctrico para las personas Contacto Directo Cuando una parte desprotegida del Cuerpo Humano hace contacto ‘limpio’ con una pieza no aislada que esta energizada. Es sumamente peligroso. Contacto Indirecto Una parte del Cuerpo Humano hace contacto con una masa electrizada (por una falla interna del aislamiento), mientras que otra parte está en contacto con un punto de menor potencial. Riesgo eléctrico para las personas Contacto directo: Es cuando el usuario toca con alguna zona de su cuerpo una parte del circuito o sistema que en condiciones normales está energizada. Riesgo eléctrico para las personas Corrientes de Fuga ( If ) Son aquellas que en vez de regresar a la fuente por el conductor , lo hacen por Tierra, atravesando la Falla y a su paso los objetos (involucrando también a las personas). Corrientes Admisibles (Ik) Son aquellas que pueden circular por el Cuerpo Humano, sin ocasionar daño, llegando hasta 25 miliamperios durante 3 segundos. Las Normas fijan el limite de Ik = 50 miliamperios. Riesgo eléctrico para las personas Riesgo eléctrico para las personas Los efectos de la corriente sobre el cuerpo humano Al igual que un artefacto eléctrico, el cuerpo humano cuando es sometido a una tensión, es transitado por una corriente eléctrica. 220 (V) Fase 220 (V) Neutro 0 (V) Fase Neutro 0 (V) V=0 V=220 V Los contactos pueden ser de 3 maneras: Entre 2 conductores (Fase / neutro o Fase / Fase). Entre un conductor y la tierra. Con un conductor de tierra accidentalmente energizado. Riesgo eléctrico para las personas En los sistemas donde no hay neutro (2 polos vivos,p.ej.Lima) el riesgo de contacto eléctrico ocurre en ambas fases.Aunque el voltaje es menor a 220 V en un contacto entre una fase y tierra,este voltaje aun representa un riesgo de electrocución. 220 (V) Fase 1 Fase 2 220 (V) V=127(V) Riesgo eléctrico para las personas La magnitud de corriente en un contacto accidental depende de: *La tensión de alimentación F *La resistencia en contacto con la línea de tensión Ejemplo: N Si Vc = 127 Volts R = 1500 Ohms R Ic Vc Ic = 127 = 87 mA aprox. 1500 Este nivel de corriente puede afectar seriamente a un ser humano si no se interrumpe a tiempo!!! Riesgo eléctrico para las personas R (k) En condiciones de humedad la situación se agrava aún más: 5 La resistencia del ser humano disminuye!!!! 4 3 2 Piel seca Piel húmeda Piel mojada Piel sumergida 1 25 50 220 380 Vc (v) Riesgo eléctrico para las personas 220 (V) En ambos sistemas existe riesgo de contacto eléctrico!! 0 (V) V=220 V Sistema sin neutro 220 (V) Fase 1 Fase 2 220 (V) V=127(V) Sistema con neutro Riesgo eléctrico para las personas Los efectos de la corriente sobre el cuerpo humano Contracción muscular (tetanización): La corriente en un músculo, genera un estado de contracción permanente. Se pierde el control y coordinación de movimientos. Las masas musculares más voluminosas (pecho y espalda), responsables de los movimientos respiratorios generan la asfixia. Riesgo eléctrico para las personas Los efectos de la corriente sobre el cuerpo humano: Quemaduras: Por el efecto Joule, daña los tejidos en distintos grados. Acción sobre el corazón ventricular cardiaca): (fibrilación Cuando este músculo, es atravesado por la corriente, el movimiento se hace totalmente arrítmico y desordenado. Riesgo eléctrico para las personas Parámetros de evaluación Corriente que circula por el cuerpo (Ic): Uc Ic R Uc : Tensión aplicada al cuerpo. R : Resistencia del cuerpo. t : Tiempo de paso de la corriente por el cuerpo. Riesgo eléctrico para las personas Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano a b c1 c2 c3 Ninguna Reacción Efectos patofisiologicos Paro cardiaco Paro respiratorio Ningún efecto fisiológico peligroso Ningún efecto orgánico Probabilidad de contracciones musculares y dificultades para respirar (>2s) Efectos reversibles IEC 60479-1 Probabilidad Fibrilación 5% 50% >50% Diagrama 11 CNE-Utilización Riesgo eléctrico para las personas Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano Riesgo eléctrico para las personas Métodos de protección contra contactos accidentales Puesta a tierra Interruptores diferenciales (protección contra (protección contra contactos indirectos) contactos directos e indirectos) MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Ing.Fernando Vargas Cano CIP:271825