20.- Norma Ieee Rayos Extern

5/10/2018 20.- Norma Ieee Rayos Extern - slidepdf.com

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PROTECCIONEXTERNA CONTRARAYOS( NORMA IEEE )

DIEGO ANDRÉS AMOROCHO SUAREZ

SISTEMAS DE TIERRAS



INTRODUCCION

Muchos fenómenos naturales dan lugar aconsiderables daños económicos, materiales ypérdidas de vidas humanas, tal es el caso del rayo

Surge la necesidad de implementar sistemas deprotección contra los rayos y en consecuencia,adoptar las medidas de protección más adecuadaspara su buen funcionamiento.



LA NECESIDAD DE PROTECCION

El costo de reemplazar el equipo dañado

El costo de los trabajos de reparación, especialmente parainstalaciones remotas

El costo de datos perdidos o destruidos

Las implicaciones financieras, tal como: ventas perdidas,pérdida de producción, clientes insatisfechos, etc.

Daños potenciales a la salud y la seguridad causados por la

inestabilidad de fábricas, después de la pérdida de controlLa necesidad de minimizar riesgos de incendios y choqueseléctricos peligrosos



SISTEMAS DE PROTECCION CONTRA EL

RAYOUna correcta protección debe dotar a la estructura de

dos sistemas de protección

Protección externa contra impactos directos de rayos(pararrayos, tendido o jaula de Faraday)

Protección interna contra sobretensiones provocadas por lacaída del rayo (limitadores de tensión, TVSS, SPD, etc).

Apoyados en buen sistema de puesta a tierra



CLASES DE PROTECCIONEl estándar IEEE 142-1991 define cinco niveles de

protección según los equipos y las estructuras a ser

Consideradas

1. Estructuras donde solo es necesaria la conexión a tierra (metálicas)2. Estructuras que requieren conductores de bajada

3. Estructuras que requieren la adición de terminales aéreos

4. Estructuras que requieren un gran tratamiento de protección (nometálicas)

5. Estructura de alto riesgo ante los rayos



NIVELES DEPROTECCION1º Nivel de protección primaria, contra la caídadirecta del rayo. (externas)

2º Nivel

de protección secundaria,sobretensión producida por el impacto cercanode un rayo.

3º Nivel de protección terciaria, protección delos equipos contra acoplamientos inductivos.



PROTECCIÓN EXTERNA CONTRA RAYOS

Debe atraer el rayo y canalizar las

corrientes hacia tierra.

Edificios o zonas abiertas con concurrencia depúblico

Depósitos de materias peligrosas

Edificios del patrimonio cultural

etc.



COMPONENTES DEL SISTEMA DE

PROTECCIÓN EXTERNODispositivo captor

Las bajadas (conductores)

Sistema de puesta a tierra

La instalación integrada permite reducir costosy trabajos ligados a la protección.



SISTEMA CAPTOR

Formado por una combinación de varillas conpuntas, conductores tendidos, mallas, ocomponentes naturales de la estructura

Para determinar el área protegida: método de laesfera rodante, con un cierto ángulo de

protección,



METODO DE LA ESFERA RODANTE

La superficie pintada es aquella que puede seralcanzada por un rayo, las partes deestructura pintadas son aquellas donde debenestar los captores, las partes sin pintar sonáreas protegidas



AREA PROTEGIDA CON CIERTO

ANGULO DE INCLINACION

Aplicables a captores de varilla vertical o cabletendido horizontal



CAPTORES

Chapas metálicas

Elementos metálicos de construccióndel tejado (cerchas, armaduras)

Canalones, barandillas y decoraciones

Conductos, conductores, y depósitos



LA BAJADASon utilizada para que se presenten varias

trayectorias en paralelo entre el punto de impactoy la tierra

La bajada de un mástil metálico no requiere

conductor de bajada



LAS BAJADAS

Captor es de conductores horizontales: al menosuna bajada en cada extremo

Captor de una red de mallas: al menos una bajada

por cada estructura de apoyo.Deben estar alejadas de puertas y ventanas

Su trayecto debe ser el más corto posible a tierray se debe evitar la formación de bucles.

Son bajadas naturales instalaciones metálicas yarmaduras metálicas



SISTEMA DE PUESTA A TIERRADeben drenar al suelo la corriente de descarga

atmosférica sin provocar sobretensionespeligrosas

La tierra de protección contra el rayo tambiénpuede ofrecer protección de instalacioneseléctricas de baja tensión e instalaciones decomunicaciones

La disposición de los sistemas a tiera pueden serelectrodos verticales (o radiales) en cada bajadacon un mínimo de dos electrodos de tierra, y delongitud mínima y resistencia menor de 10 ohms



SISTEMAS DE PROTECCION EXTERNA

PUNTA FRANKLIN

TENDIDO

JAULA DE FARADAY

SISTEMA DE CEBADO



PUNTA FRANKLIN

Su misión esprovocar laexcitaciónatmosférica porencima de

cualquier otropunto de laestructura aproteger, para

aumentar la



PUNTA FRANKLININSTALACION

Una varilla captadora, junto con su mástil.

Uno o dos bajantes.

Un desconectador por bajante para la comprobación de laresistencia de la estructura.

Un elemento protector contra golpes en los dos últimosmetros del bajante conductor.

Una toma de tierra por bajante.

Unión equipotencial de las tomas de tierra y circuitogeneral de tierras.



TENDIDO

Formada por uno

o múltiplesconductoresaéreos situadossobre la estructuraa protege. El áreaprotegida vendrádada por el áreaformada por elconjunto de

conductores



JAULA DE FARADAY

Consiste en larecepción del rayo a

través de unconjunto de puntascaptadoras unidasentre sí por cable

conductor, formandouna malla, yderivarla a tierramediante una red debajantesconductores.



CEBADOEmiten descargaseléctricas depolaridad inversa

al rayo,consiguiendoatraerlo y elevarel punto deimpacto porencima de laestructura aproteger, por loque crea mayor

radio de cobertura



CEBADO : PRINCIPIO DE

FUNCIONAMIENTO• El rayo se acerca al suelo y se crea unadescarga sobre cualquier estructuraelevada

•

El dispositivo de cebado del pararrayosemite unos efluvios eléctricos para crearun camino de descarga, asegurando así una mayor eficacia para la captura delrayo.

• Gracias al dispositivo de cebado, emiteuna señal de alta tensión en amplitud yfrecuencia determinada y controlada.

•

Asegura su eficacia mediante la rápidaformación de un trazador ascendente ue



CEBADO : PRINCIPIO DE

FUNCIONAMIENTO

El pararrayos toma la energía necesaria para lageneración de los impulsos de alta tensión delcampo ambiente que existe en el momento de la

tormenta, en cuanto el campo ambiente supera



NORMAS DE APLICACIÓN

El concepto actualmente utilizado en la protecciónde edificios y estructuras contra tormentaseléctricas y recomendado en normas

internacionales lo constituye el método de laEsfera rodante

Los objetivos de los estudios realizados en lafísica de la descarga es precisamente obtener losparámetros más significativos del rayo y laevaluación de su impacto en la protección contratormentas eléctricas.



NORMAS DE APLICACIÓNA nivel internacional, estas recomendacionesestán concentradas en la norma de laInternational Electrotechnical Commission (IEC)

En Estados Unidos, se tienen las normas NationalFire Protection Association NFPA-780, laUnderwriters Laboratories UL 96-A y la AmericanPetroleum Institute API-2003

Todas las normas, en mayor o menor grado,aceptan que no existe una protecciónabsoluta contra el efecto de las tormentaseléctricas



NORMAS IEEE

Los estándares de la IEEE que hablansobre la protección contra rayos son losestándares 1100 -1999, 142 -1991 yC62.41-2002

La norma 142-1991 es la que hace masreferencia a protecciones externas



NORMA IEEE 142-1991La protección directa contra rayos consiste en terminales de aire oelementos desviadores que se colocan en la parte superior de laestructura que se quiere proteger y conectados a conductores debajada adecuados, hasta unos electrodos de aterrizaje.

El principio fundamental es que los conductores de bajada no debentener partes con resistencia o reactancia elevadas y deben ofrecer laimpedancia más baja posible a tierra.

Los terminales de aire que se agregan a las estructuras son barrassólidas puntiagudas o tubos de, por lo menos, 10 pulgadas (0.25 m)

de longitud hasta unos 20 pies (6.1 m).



NORMA IEEE 142-1991El estándar 142-1991 se refiere al sistema de protección de puntade Franklin, y específica que las terminales aéreas deben estarpor lo menos 25 cm - las más pequeñas miden 30 cm - sobre laestructura y, cuando esta altura mínima se emplea, la distanciaentre ellas debe ser como máximo de 6 m. Por lo menos debe

haber dos trayectorias a tierra por cada terminal aérea paraasegurarnos de una buena conexión. Y, los conductores de bajadaque son huecos, y de por lo menos de calibre 2 AWG en cobre (De28, 29, 32 y 120 hilos) deben estar cuando más a 30 m deseparados entre sí.

El estándar 142 se refiere a la norma NFPA-780 que establece el

sistema de electrodos para la protección contra descargasatmosféricas depende de las condiciones del suelo.



GRACIAS

POR SU

CORDIALATENCIÓN

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