Fundamentos de Protección . Puesta a tierra base para una adecuada calidad de energía

QUERETARO 2012

Problemática

Vivimos en un mundo cada día más inmerso en la tecnología, donde

computadoras, equipos de comunicaciones y el avance en el

mundo de la tecnología hace que busquemos menores tamaños,

mayores capacidades, mejor desempeño y nuevos materiales, lo

que nos da como resultado que los equipos se hagan más

susceptibles a las perturbaciones de la energía que los alimenta.

Pensando en esta tecnología y el proteger tanto a estos equipos

como a sus usuarios, TOTAL GROUND desarrolla soluciones de

calidad de energía, ofreciendo sistemas y soluciones integrales.

Normatividad Normas – Estándares – Recomendaciones

NOM es Obligatoria.

Nacionales: NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas (Utilización).

NOM-022-STPS-2008, Electricidad Estática en los Centros de Trabajo.

NMX-J-549-ANCE-2005, Sistema de Protección vs. Tormentas Eléctricas

Especificaciones, Materiales y Métodos de Medición.

NRF-011-CFE-2004. Subestaciones

Internacionales:

NFPA 780, Standard for the Installation of Lightning Protection Systems.

EIA/TIA 607, Grounding and Bonding Requirements for Telecommunications.

EIA/TIA 942, Telecomunication Infrastructure Standard for Data Centers.

IEEE 142, Grounding of Industrial and Comercial Power Systems.

IEEE 1100, Powering and Grounding Electronic Equipment.

IEEE Std. 80-20 Guide for Safety in AC Substation Grounding

SOLUCIONES PARA EDIFICIOS MEDIANOS Y

GRANDES

Cla

ssifie

d - C

on

fide

ntia

l

Por qué es importante el concepto

calidad de energía

Es importante dentro del medio de la

generación, transmisión, distribución y

consumo de energía poder definir

conceptos que permitan un adecuado

entendimiento sobre la importancia de tener

una instalación con el cumplimiento del marco

normativo que garantiza la utilización eficiente

de la energía.

¿Por qué es importante la protección?

www.totalground.com

Buena calidad de energía

Equipo sofisticado

Equipo para el mejoramiento de la calidad de energía

Buena infraestructura

para el funcionamiento

ideal

Conmutador, switches equipo especializado de telecomunicaciones

Voltaje estable,

Frecuencia constante,

mínimas perturbaciones

Pararrayos, supresores, reguladores, filtros de armónicos, UPS

Sistemas de

tierra física

Objetivo

Proporcionar Seguridad a las Personas. Proteger Infraestructura.

Equipos. Garantiza la operación de protecciones.

Estabiliza el Voltaje al establecer un potencial de referencia. Disipa la corriente del rayo. Limita sobretensiones transitorias. Drena cargas estáticas.

Calidad del Servicio en las instalaciones a través de los Sistemas de Puesta a Tierra

Problemática ¿Para qué sirve?

Proporciona una trayectoria de conducción de las corrientes que se deben drenar a tierra.

Falla

Descarga Atmosférica

Sobre-corriente Transitoria

Electricidad Estática

No

rma

NM

X-J

-54

9 A

NC

E-2

00

5 SPTE

Sistema de protección

contra tormentas eléctricas

RIESGO

Valoración de riesgo

Instalación

de un

SEPTE

Sección 4.2

Terminales aéreas

Tipo ubicación y altura

Conductores de bajada

Tipo cant idad y ubicación

SPT

Sistema de puesta a t ierra

UE

Unión equipotencial

Puesta a tierra (N)

Puntos de conexión (normal)

SSTT

Supresores de

sobretensión transitoria

Memoria técnica

Sección 4.3.2

Sección 4.3.3

Sección 4.3.4

Sección 4.4.1

Sección 4.4.2

Sección 4.4.3

No

Si

SEPTE

SIPTE

Sección 4.3

Sección 4.4

SPTE

Sistema de protección

contra tormentas eléctricas

RIESGO

Valoración de riesgo

Instalación

de un

SEPTE

Sección 4.2

Terminales aéreas

Tipo ubicación y altura

Conductores de bajada

Tipo cant idad y ubicación

SPT

Sistema de puesta a t ierra

UE

Unión equipotencial

Puesta a tierra (N)

Puntos de conexión (normal)

SSTT

Supresores de

sobretensión transitoria

Memoria técnica

Sección 4.3.2

Sección 4.3.3

Sección 4.3.4

Sección 4.4.1

Sección 4.4.2

Sección 4.4.3

No

Si

SEPTE

SIPTE

Sección 4.3

Sección 4.4

Problemática ¿Qué es la tierra física?

Conductores que interconectan elementos metálicos, equipos y circuitos eléctricos con otros elementos metálicos enterrados. Elementos enterrados… Se les denomina electrodos. Electrodos Naturales: Los no fabricados para este fin. Se deben interconectar. Suelen ser…

Mallas Varillas Placas Tubos

Componentes Resistencia del Electrodo y Conexiones

Los electrodos pueden ser:

Varillas Tubos Placas Mallas Masas de metal Estructuras Otros

Verticales Horizontales Naturales

Formados por los cimientos de las estructuras y metales enterrados. Cobre , Acero, Acero inoxidable aleación 304 Tabla 14 NMX-J-549-ANCE-2005

Características: Metálicos. Baja Resistencia de Puesta a Tierra. No Contaminante. Unidos por Soldadura.

NMX-J-549-ANCE-2005

Componentes de la Resistencia del Sistema de Puesta a Tierra

Resistencias…

1. del Electrodo y Conexiones

2. de Contacto

3. de la Tierra Circundante

Componentes Resistencia de Contacto

Mejora con el uso de

intensificadores de terreno. Depende de la superficie de

contacto entre la tierra y el electrodo.

La superficie de contacto está

dada por la geometría del electrodo.

Resistividad del Terreno Factores que Intervienen

Tipo de Terreno Arenoso, Pantanoso, Calizo…

Estratigrafía

Diferentes capas no homogéneas. La primera capa es muy afectada por el clima.

Granulometría

Tamaño y porosidad de los granos del terreno. A mayor tamaño de granos, mayor resistividad debido a espacios de aire.

Resistividad del Terreno Factores que Intervienen

Salinidad Concentración de sales solubles

Higrometría Contenido de Agua. A mayor humedad mayor disolución

de sales. (Electrolito).

Depende de: Nivel Freático, Temperatura, Época del año

Temperatura

Resequedad por evaporación. Reducción del flujo electrolítico por

congelación.

Compacidad

Reducir espacios de aire.

Electrodos Tipos

1. Varilla

2. Rehilete

3. Químico

4. Tubular-Triangular

Sistema Total Ground ¿De qué se compone?

1. Electrodo Tubular- Triangular

2. Acoplador del Impedancias

3. H2Ohm

4. Accesorios *según

aplicación

www.totalground.c

om

Diferencia de Potencial

Aumento

en

potencial Potencial sin

modificación

Diferencia de

potencial = V

Voltaje

Ley de Ohm

I=V/R

NOM 001 sede 2005 art. 250 Parte H- 81

Aumento

en

potencial Aumento

en

Potencial

Diferencia de potencial =0

Voltaje = 0

Ley de Ohm

I=V/R

0=0/R

Normatividad NOM-001-SEDE-2005

250-43. Equipo fijo o conectado de forma permanente-específico. Deben ser puestos a tierra, independientemente de su tensión eléctrica nominal, las partes metálicas expuestas y no conductoras de corriente eléctrica del equipo descrito a continuación ((a) a (j)), y las partes metálicas no destinadas a conducir corriente eléctrica del equipo y de envolventes descritas en (k) y (l): a) Armazones y estructuras de tableros de distribución. b) Órganos de tubos c) Armazones de motores. d) Cubiertas de los controladores de motores. e) Grúas y elevadores. f) Estacionamientos públicos, teatros y estudios cinematográficos. g) Anuncios luminosos. h) Equipo de proyección de películas. j) Luminarios. k) Bombas de agua operadas por motor. l) Ademes metálicos de pozos.

250-42. Equipo fijo o conectados de forma permanente. “Las partes metálicas expuestas y no conductoras de corriente eléctrica del equipo fijo que no estén destinadas a transportar corriente y que tengan probabilidad de energizarse, deben ser puestos a tierra…”

Normatividad NOM-001-SEDE-2005

250-81 Sistema de Electrodos de Puesta a Tierra. “Si existen en la propiedad, en cada edificio o estructura perteneciente a la misma, los elementos (a) a (d) que se indican a continuación y cualquier electrodo de puesta a tierra prefabricado instalado de acuerdo con lo indicado en 250-83(c) y 250-83(d), deben conectarse entre sí para formar el sistema de electrodos de puesta a tierra. NOTA: En el terreno o edificio pueden existir electrodos o sistemas de tierra para equipos de cómputo, pararrayos, telefonía, comunicaciones, subestaciones o acometida, apartarrayos, entre otros, y todos deben conectarse entre sí. a) Tubería Metálica Subterranea para Agua… b) Estructura Metálica del Edificio… c) Electrodo Empotrado en Concreto… d) Anillo de Tierra… “

250-83 Electrodos Especialmente Construidos. “…Cuando se use más de un electrodo de puesta a tierra para el sistema de puesta a tierra, todos ellos (incluidos los que se utilicen como electrodos de puesta a tierra de pararrayos) no deben estar a menos de 1,8 m de cualquier otro electrodo de puesta a tierra o sistema para puesta a tierra. Dos o más electrodos de puesta a tierra que estén efectivamente conectados entre sí, se deben considerar como un solo sistema de electrodos de puesta a tierra…”

Figure 2.1-1 Scope of the standard for large commercial buildings

ANSI-J-STD-607-A

4.2.1 Componentes requeridos en los Sistemas de comunicaciones

Barra principal de telecomunicaciones TMGB Conductor de equipotencialidad o Bonding (TBB) utilizado entre

locales de comunicación o distribución entre niveles con el objetivo de disminuir las diferencias de potenciales entre sistemas de telecomunicación.

Barra de tierra para locales de comunicaciones TGB

Barras de tierra

ANSI-J-STD-607-A , 5.2.5.1 TMGB debe tener como dimensión mínima de1/4 “ espesor, 10 cm de ancho y largo variable considerando futuro crecimiento de la instalación. 5.5.1.1 TGB debe tener una dimensión mínima de 1/4 “ espesor, 5 cm de ancho y largo de acuerdo a la aplicación y considerando futuro crecimiento de la instalación

BARRAS DE UNIÓN

MODELO DIMENSIONES CAPACIDAD MÁXIMA ESPESOR

TGBUE10 20 X 5.2 cm 1000 A 1/4 "

TGBUE11 20 X 7.5 cm 1249 A 1/4 "

TGBUE12 20 X 7.5 cm 1999 A 1/2 "

TGBUETMBG 50.8 X 10.16 cm 2000 A 1/4 "

TGBUERACK 49 X 2.54 cm 550 A 1/4 "

El borne inferior deberá conectarse

al filtro del electrodo. Los bornes laterales se conectan a la

estructura del edificio El borne superior se conecta a la

barra de aplicaciones. Aplicar spray Antiox

Instalación Cableado y Conexiones

Instalación

Prácticas Recomendadas

Grounding & Bonding

• TIA-942 define las

mejores prácticas

de Grounding and

Bonding para el

Centro de Datos

Estructura del Sistema ANSI-J-STD-607-A

A otros cuartos…

Estructura del Sistema ANSI-J-STD-607-A

Estructura del Sistema ANSI-J-STD-607-A

PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES

Aplicación de Supresores

NMX-J-549-ANCE

OR

ÍGE

NE

S D

E L

AS

SO

BR

ET

EN

SIO

NE

S

EXTERNAS

INTERNAS

El rayo (conducción, inducción)

Los accidentes eléctricos

La interrupción de la alimentación eléctrica

Manejo en la red (operaciones en el sistema eléctrico)

Cargas eléctricas inducidas durante la puesta fuera de servicio de las maquinas

Soldaduras

Motores

Los acondicionadores de aire

Rayos X

Ascensores y montacargas

Func. normal

Equip. Red

"sobre corriente"

Equip. Red

Operación de un supresor

Sobretensión

Tip

os

de

pro

tecc

ión

Clase C:

Clase B:

Clase A:

Instalación exterior y acometida. Circuitos que van del medidor al panel principal.

Alimentadores y circuitos derivados cortos, tableros de distribución. Tomacorrientes para aparatos grandes con cableados cercanos a la acometida

Tomacorrientes y circuitos derivados largos.

Proyección

Selección

Instalación

Conexiones Suprector

Gracias por su atención

www.totalground.com jose.o@totalground.com

joseordonez3110@yahoo.com.mx Cel. 5535661550

Electrodo Varilla

Muy utilizado por su costo y

“facilidad de instalar”.

Varilla de acero recubierta de

cobre.

Propensas a Oxidación,

Sulfatación, Corrosión.

Tiene poca área de contacto.

Por su longitud puede alcanzar

capas húmedas.

Su vida útil relativamente corta.