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TBS Seminario de Protección contra rayos y sobretensiones

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PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES Y CORRIENTES DE RAYO

INDICE

• Normativa

• Introducción

• Formación de la sobretensión transitoria

• Causas Sobretensiones. Funcionamiento

• Formas de onda (10/350) (8/20)

• ¿Cómo protegerse?

• Guía de selección

• Protección externa

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NormativaSerie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)

UNE EN 62305-1

Principios

generales

(2011)

UNE EN 62305-2

Evaluación

del riesgo

(2011)

UNE EN 62305-3

Daño físico

a estructuras

y riesgo humano

(2011)

UNE EN 62305-4

Sistemas eléctricos

y electrónicos

en estructuras

(2011)

UNE EN 62305-1 …-4:2011 Protección contra el rayo

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NormativaSerie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)

IEC 62305 – 2:2006-01Protección contra el rayo

Parte 2: cálculo del riesgo

Pasos a seguir

- Sistema de protección contra el rayo-- Clase del LPS-- Diseño del LPS-- Continuidad de mallazo interno en hormigón

- Sistema de protección externo-- Sistemas de captación-- Sistemas de derivación-- Sistemas de puesta a tierra-- Componentes/ materiales y dimensiones

- Sistema de protección interno-- Unión equipotencial-- Aislamiento eléctrico del LPS

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NormativaSerie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)

Pasos a seguir

- Cálculo del riesgo-- Riesgo tolerable RT-- Procedimiento específico para evaluar la necesidad de protección-- Procedimiento para evaluar la eficacia de la protección

- Valoración del riesgo en componentes de estructura-- Valoración del riesgo debido a impactos en la estructura(S1)-- Valoración del riesgo debido a impactos cerca de la estructura (S2)-- Valoración del riesgo debido a impactos a una linea conectada a estruct (S3)-- Valoración del riesgo debido a impactos a una linea conectada cercana a

estructuras (S4)

- Valoración del riesgo en componentes de servicio-- Valoración de componentes debido a rayos en sistemas(S3)-- Valoración de componentes debido a rayos cercanos a sistemas(S4)

IEC 62305 – 3:2006-01Protección contra el rayo

Parte 3: Daño fisico en estructuras. Protección de personas

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NormativaSerie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)

Pasos a seguir

IEC 62305 – 4:2006-01Protección contra el rayo

Part 4: Electricidad y electrónica

- Diseño e instalación de un sistema de protección contra el rayo( LEPS)-- Zonas de protección contra el rayo(LPZ)-- Protección tipo 1 en zona de acometida LPMS

- Tierras y unión equipotencial-- Sistema de puesta a tierra-- Red equipotencial-- Barras equipotenciales en cuadro-- Unión equipotencial de todas las LPZ

- Blindaje magnético y guiado de lineas-- Blindaje de las lineas internas-- Blindaje de las lineas externas

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NormativaSerie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)

150 (kA)

0 (kA) 200 (kA)

3 (kA)

5 (kA)

10 (kA)

16 (kA)

100 (kA)

100 (kA)

200 (kA)

Protección del edificio con pararrayos

Valor pico de intensidad de rayo

Nivel de protección I

Nivel de protección II

Nivel de protección III

Nivel de protección IV

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NormativaCTE y REBT

CTE SU 8 Seguridad frente al riesgo relacionado con la acción del rayo

Cálculo del nivel de riesgo Jaula de Faraday PDC

REBT ITC 23Instalaciones interiores o receptoras

Protección contra sobretensiones

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NormativaCTE y REBT

CODIGO TECNICO EDIFICACION 03/2006

Sección SU 8

Calculo Ne:Frecuencia esperada

de impacto

Calculo Na:Riesgo admisible

Si Ne > NaSerá necesario el uso

de un sistema de

protección externo

Ne=Ng AeC1(10)-6Ng: nº

impactos/añokm2

Ae: superficiede captura m2

C1: coeficienterelacionado con el

entorno

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NormativaUNE 21186

UNE 21186 Protección contra el rayo: Pararrayos con dispositivo de cebado

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NormativaCTE y REBT

Articulo 16.3: Instalaciones interiores o receptoras.

Los sistemas de protección para las instalaciones interiores o receptoras para baja tensión impedirán los efectos de las sobretintensidades y sobretensiones que por distintas causas cabe prever en las mismas y resguardaran a sus materiales y equipos de las acciones y efectos de los agentes externos

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NormativaCTE y REBT

Instrucción ITC nº 23

Esta instrucción trata de la protección de las instalaciones eléctricas interiores contra las sobretensiones transitorias que se transmiten por las redes de distribución y que se originan fundamentalmente, como consecuencia de las descargas atmosféricas, conmutaciones de redes y defectos de las mismas.

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NormativaCTE y REBT

CRITERIO DE ELECCIÓN (I)

En todo caso este criterio de selección de protecciones NO APLICA, a los debidos a impactosdirectos de rayos.Sí que se aplica a sobretensiones producidas por descargas lejanas de rayos, conmutacionesde red y acoplamientos inductivos y capacitivos.Dicho criterio de selección se basa en 2 situaciones:

A) Situación natural, no es preciso la protección contra sobretensiones transitorias.

B) Situación controlada, es precisa la protección contra sobretensiones transitorias.

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NormativaCTE y REBT

CRITERIO DE ELECCIÓN (II)

A)Situación natural

Cuando se prevé un bajo riesgo de sobretensiones en una instalación, se considerada suficiente la resistencia a las sobretensiones de los equipos y no se requiere ninguna protección suplementaria (alimentada por red subterránea)

B) Situación controlada

Instalación alimentada por líneas aéreas con conductores desnudos o aislados: Literalmente: “ se considera necesaria una protección contra sobretensión de origen atmosférico en el origen de la instalación. “

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NormativaCTE y REBT

CRITERIO DE ELECCIÓN (III)

También se considera situación controlada, aquella situación natural condicionada por:- necesidad de continuidad de servicio (hospitales, servicios de seguridad)- valor económico de los equipos- pérdidas irreparables- vida de los animales (granjas, piscifactorías, etc.)

Donde : “es conveniente incluir dispositivos de protección para mayor seguridad “

No obstante las tablas A y B posteriores aclaran el tipo de instalación donde es obligatorio el uso y donde es recomendado

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NormativaCTE y REBT

Situación natural: El valor de aislamiento intrínseco de los equipos a proteger mostrado en dicha tabla es suficiente como resistencia ante impulsos de tensión con forma de onda 1,2/50 µsSituación controlada: La protección contra sobretensiones de cada TIPO asegurará dicho valor de aislamiento requerido para cada categoría de equipo

TENSIÓN NOMINAL DE LA INSTALACIÓN

TENSIÓN SOPORTADA A IMPULSOS 1,2/50 (KV)

SISTEMAS TRIFÁSICOS

SISTEMAS MONOFÁSICOS

CATEGORÍA IV CATEGORÍA III CATEGORÍA II CATEGORÍA I

230/400 230 6 4 2,5 1,5

400/690 1000

- - 8 6 4 2,5

El objetivo a conseguir es que la actuación del dispositivo de protección reduzca la sobretensión transitoria a un valor de tensión inferior a la soportada por el equipo (Tabla 1).

Para alcanzar este objetivo puede ser necesario utilizar más de un dispositivo de protección

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NormativaCTE y REBT

B1) C1) D1)

1

2

3

4

6

5

ITC n 23 REBT

4kV

2,5kV

1,5kV

Nivel de aislamiento requeridoAislamiento requerido lineas de

enlace

Aislamiento requerido cuadro

general de acometida+sus

contenidos

Aislamiento requerido en

elementos fijos en red electrica ej:

maquina-herramienta Aislamiento requerido en

elementos fijos en red electrica ej: electr ónica

sensible

Nivel residual OBO

Cuadro acometida-

Por ejemplo,Subcuadros

Por ejemplo, Equipo final

IV III II I

6kV

2kV

1,3kV

1,0kV

kV

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NormativaCTE y REBT

Tabla A. Situaciones en las que es obligatorio el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias.

Situaciones Ejemplos Requisitos

Línea de alimentación total o parcialmente

aérea o cuando la instalación incluye líneas

aéreas

Todas las instalaciones, ya sean industriales,

terciarias viviendas, etc.Obligatorio

Riesgo de fallo afectando la vida humanaLos servicios de seguridad, centros de

emergencias, equipo médico en hospitales.Obligatorio

Riesgo de fallo afectando la vida de los

animales

Las explotaciones ganaderas, piscifactorías,

etc.Obligatorio

Riesgo de fallo afectando los servicios

públicos

La pérdida de servicios para el público,

centros informáticos, sistemas de

telecomunicación.

Obligatorio

Riesgo de fallo afectando las instalaciones y

equipos de los locales de pública

concurrencia que tengan servicios de

seguridad no autónomos

Sistemas de alumbrado de emergencia no

autónomosObligatorio

Riesgo de fallo afectando la actividad

agrícola o industrial en función del impacto

económico que pudieran implicar las

sobretensiones.

Industrias con hornos o en general procesos

industriales continuos no interrumpibles Obligatorio

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NormativaCTE y REBT

En todas las instalaciones que se englobaran en estas descripciones generales contenidas en la tabla

A mostradas en ambas diapositivas será OBLIGATORIO el uso de protectores contra sobretensiones

TRANSITORIAS

Situaciones Ejemplos Requisitos

Riesgo de fallo afectando a actividades

agrícolas o industriales no interrumpibles

Industrias con hornos o en general procesos

industriales continuos no interrumpiblesObligatorio

Instalaciones en edificios con sistema de

protección externa contra descargas

atmosféricas o contra rayos tales como:

Pararrayos, puntas Franklin, jaulas de

Faraday instalados en el mismo edificio o en

un radio menor de 50 mts.

Todas las instalaciones, ya sean industriales,

terciarias, viviendas, etc.Obligatorio

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NormativaCTE y REBT

Situaciones Ejemplos Requisitos

Viviendas (cuando no sea obligatorio según

los casos anteriores)

-con sistemas de telecomunicaciones en azotea.

-Con sistemas domóticos ( ITC-BT-51)

Recomendado

Instalaciones en zonas con más de 20 días

de tormenta al año

Todas las instalaciones, ya sean industriales,

terciarias, viviendas, etc.Recomendado

Riesgo de fallo afectando las instalaciones y

equipos de los locales de publica

concurrencia que no sean servicios de

seguridad.

Los locales incluidos en la ITC-BT-28 Recomendado

Equipos especialmente sensibles y

costososPantallas de plasma, ordenadores, etc. Recomendado

Actividades industriales y comerciales no

incluidas en la tabla ARecomendado

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Sobretensiones: Introducción

Hogar:� Televisión� Ordenador� Electrodomésticos� Sistemas de alarma

Oficina:� Ordenadores� Servidor� Faxes� Servicio telefónico

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Sobretensiones: Introducción

Las estadísticas de las compañías de seguros para instalaciones electrónicas demuestran que hasta el 25% de los daños se producen debido a sobretensiones.

Las sobretensiones transitorias pueden provocar la destrucción o el envejecimiento prematuro de los equipos

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Sobretensiones: Introducción

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Sobretensiones: Introducción

Perturbaciones transmitidas a la red en forma de impulsos de tensión con un valor de pico y duración quedetermina su denominación

30

26

22

18

10

6

2

14

KV-ISOFactor

1500(I)

2500(II)

4000(III)

6000(IV)

Ûrv

Sobretensionesde rayos

Sobretensionesde conmutación

Aumentos ocasionalesde tension

ArmónicosVariaciones lentas yrápidas de tensión

Huecos de tensiónInterrupciones breves

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Nivel isoceráunico en España

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REBT