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INGENIERIA Y DISEÑO EN REDES S.A. DE C.V. TIERRAS FISICAS PARARRAYOS POWER QUALITY O L L O R R A S E D A I G O L O N C E T A I G O L O N C E T I N NVEST G CI I A O INGENIERIA PROTECCION TCIO MANUAL ENC R C DE P ODU TO

Manual Tecnico

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INGENIERIA Y DISEÑO EN REDES S.A. DE C.V.

TIERRAS FISICASPARARRAYOS

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INGENIERIA

PROTECCION

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Hablar de sistemas de puesta a tierra es hablar del siguiente paso lógico en tecnología. Los sistemas de comunicaciones se han sofisticado al máximo, trátese de redes de datos o de cualquier otro tipo de comunicación; así también los instrumentos de precisión de alta electrónica y en general lo que esta era tecnológica significa.

Benjamín Franklin fue el primer investigador que trabajó con el estudio de las descargas atmosféricas; descubrió en el año de 1740 la naturaleza eléctrica de los rayos, fue entonces que ideó atraer y bajar estas cargas mediante su famosa cometa y la llave en su mano a través de la cual saltaban chispas. Fue El quien inventó un sistema para “proteger” edificios e instalaciones mediante una varilla metálica en lo alto, conectada a un cable bajante que conducía eventualmente las descargas hasta otra varilla, metálica también, pero esta hundida en la tierra para descargar ahí la tremenda energía eléctrica contenida en las nubes.

Desde entonces, el uso de las varillas como sistemas de tierra se ha mantenido, aunque se han creado algunas variantes tratando de disminuir la resistencia que ofrece el terreno, llamada apropiadamente como resistividad; así entonces, se usan varillas mas profundas; conexiones en delta; electrodos en “L”; químicos como activador entre el terreno y las varillas; hojas rehiletes para crear mayor superficie de contacto con el terreno; o mayor número de varillas interconectadas. De este último ejemplo nació también el sistema de mallas, en el que mediante cálculos de resistividad combinados con el terreno y activadores químicos, dan como resultado una distribución de tensiones y corrientes dentro de los rangos de seguridad humana. Sin embargo, en esencia, sigue el mismo principio inventado por Franklin, las varillas como sistema de tierra física.

Desde luego se han creado también métodos y procedimientos unos más precisos que otros con el propósito de mejorar el sistema. Ya sean el calibre de los cables, la calidad de las conexiones, el control de curvaturas y las distancias, el control de las acciones galvánicas por metales disímbolos; la separación de las aplicaciones de potencia de las de equipos delicados, o la interconexión de masas, en fin, todos una serie de cambios que en su momento han resultado en alguna ventaja contra los anteriores.

En otro aspecto de la misma problemática, se han creado normativas locales e internacionales, con relación al uso de la tierras físicas en los diferentes equipos y sistemas eléctricos y electrónicos, sobre todo a causa del vertiginoso desarrollo de la microelectrónica y todos sus alcances en todos los rincones, prácticamente, de la tecnología.

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS “IDERSA” - LOS LOGOTIPOS Y MARCAS EN ESTA PUBLICACION SON MARCAS REGISTRADAS POR SUS RESPECTIVOS DUEÑOS.EL CONTENIDO DE ESTA MEMORIA TECNICA SE BASA EN ESTUDIOS Y RECOPILACION DE INFORMACION TECNICO-CIENTIFICA DE FUNCIONAMIENTO PARA SISTEMASNO TRADICIONALES DE ATERRIZAJE ELECTRICO.

Benjamín Franklin

IDERSA MASS@TIERRA

MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 02

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1.2. Qué es un sistema de puesta a tierra.

Es el conjunto formado por electrodos y líneas de tierra de una instalación eléctrica. La función es forzar o drenar al terreno las intensidades de corriente que se puedan originar por cortocircuito, por inducción o por descarga atmosférica.

La Norma Oficial Mexicana (NOM) en su Articulo 250 y otras Normas Eléctricas Internacionales como la IEEE disponen el uso correcto e invariable del sistema de Tierra Física EN TODA INSTALACIÓN ELÉCTRICA , Las razones son:

a)Seguridad Humana

b)Seguridad de operación de los sistemas

1.3. Definiciones

Electrodo de puesta a tierra:

a) Naturales, son los que resultan de las instalaciones hidráulicas, estructurales y/o metálicas en cualquier edificación.

b) Artificiales, son los conductores metálicos que exprofeso se entierran para conexión eléctrica del sistema

Línea de tierra:

Conductor o conjunto de ellos que unen la instalación eléctrica y los electrodos para los propósitos de protección

Punto de puesta a tierra:

Es el punto o barra de interconexión entre el electrodo y los servicios de puesta a tierra.

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Aplicaciones

Estructuras

Estructuras

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MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 03

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1.4 . de Sistemas de Puesta a Tierra y sus Objetivos.

Básicamente los sistemas de tierra física tienen tres propósitos:

a) Protección contra sobre-voltajesb) Estabilización de tensiónc) Trayectoria de corriente para facilitar sobre-corrientes en

dispositivos.

1.-Sistema de Puesta a Tierra de Fuerza (Funcionamiento o de Retorno) (“XO” del transformador, Neutros de

). Este sistema tiene como objetivo drenar las corrientes indeseables cuando se presenta un evento transitorio de falla por corto circuito entre fases o de fase(s) a tierra y retorna cargas monofásicas. Estas fallas tienen que ver con CORRIENTE.

2.- Sistema de Puesta a Tierra de Protección (Tierra Física) se logra uniendo todas las partes metálicas a un solo punto común y su objetivo es brindar la protección a seres humanos y equipo. Este sistema tiene que ver con VOLTAJE.

3.- Sistema de Puesta a Tierra de Señales Electrónicas (Cero Lógico) Este sistema nos permite evitar la contaminación con ruido de alta frecuencia las aplicaciones que deberán estar en cero de potencial (Racks y gabinetes de telecomunicaciones, Conmutadores, Servidores, PLC´s, en general la electrónica). Su objetivo es dar una plataforma de comunicación a la electrónica. Este sistema tiene que ver con FRECUENCIAS.

4.-Sistema de Puesta a Tierra de protección Electroestática (Masas) Este sistema se logra uniendo todas las partes metálicas no energizadas (Todo lo que se considera masa). Y tiene como objetivo principal drenar las diferencias de potencial de dos o mas masas a tierra protegiendo la vida humana. Este sistema tiene que ver con CARGAS.

5.-Sistema de Puesta a Tierra de protección Atmosférica (Rayos) Este sistema nos permite canalizar los impulsos electromagnéticos de alta frecuencia que se generan con los rayos, el objetivo principal de este sistema es el de seguridad humana y de los propios equipos. Este sistema tiene que ver con ENERGIA.

Una vez que se determino que sistemas de puesta a tierra se instalaran se deberá cumplir con la norma que nos indica:

Las diferentes Aplicaciones

Tablero principal, Tableros de distribución y Centros de carga

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Unir todos los electrodos de los diferentes sistemas entre si, cuidando de no violar la siguiente regla:

CADA SISTEMA DE TIERRAS D E B E C E R R A R ÚNICAMENTE EL CIRCUITO E L É C T R I C O Q U E L E CORRESPONDE.

Esto es que a nivel subsuelo los sistemas se interconectan evitando así sistemas de puesta a tierra independientes como lo prohíbe la NOM.

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Con ello se logra limitar la diferencia de potencial que en un momento puede presentarse entre estructuras metálicas y tierra; o posibilitar la detección de fallas a tierra y asegurar la coordinación de protecciones controlando los riesgo para personal y equipo; limitar sobretensiones en la red eléctrica en condiciones de operación.

Así también los criterios de niveles seguros de tensión de toque y de paso, requieren ineludiblemente de un sistema de tierra física.

1.5. Resistividad y Resistencia

RESISTENCIA

RESISTENCIA A TIERRA:

La resistencia es la característica de los materiales que consiste en oponerse al flujo de la corriente eléctrica, la cual esta en función de la resistividad y de las dimensiones físicas, como la longitud, el área o el volumen de los materiales. De acuerdo a la Ley de Ohm, se obtiene la siguiente expresión:

R = r L / A = r L² / V = r V/ A² (1)

Donde: R = resistencia en Ohm (W) r = resistividad en ohm-metro (W.m) L = longitud en metros (m) A = área o sección transversal en metros cuadrados (m ²) V = volumen en metros cúbicos (m³)

De la ley de Ohm:

R = E/I => E/I = r L/A (2)

Por lo tanto:

E = I r L/A (3)

Donde: E = tensión en volts I = corriente en amperes

La Resistividad es una propiedad de los materiales, en este caso del terreno o suelo, de oponerse al paso o circulación de la corriente eléctrica, que es independiente de las dimensiones físicas, cuyas características dependen de la constitución química que es afectada por la humedad, compactación, temperatura y otros.

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Tensión de paso

Paso de la energía desde un pie al otro por la diferencia de potencial existente entre ellos lo cual produce conducción de energía.

Punto Critico

Punto Critico

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La tierra está formada por diferentes elementos, con capas muy heterogéneas, huecos, ríos subterráneos en algunos casos; su estado es afectado frecuentemente por las condiciones climatológicas como la lluvia, las heladas, la variación de la temperatura, etc..

Por lo anterior, la resistividad del terreno puede ser muy diferente de un lugar a otro y puede afectarse según la época del año en función de los siguientes factores:

a) La composición propia del terreno.b) La estratigrafía. (Diferentes estratos por capas no

homogéneas)c) La granulometría. (Tamaño y porosidad de los granos)d) La concentración de las sales solubles. (Electrolito)e) El estado higrométrico. (Grado de humedad)f) La temperatura. (°C)g) La compacidad. (Compactación)

La Resistencia Total de un sistema de Tierra R, está formada por la suma de los valores resistivos de los elementos que la conforman, como son los siguientes:

a) La resistencia total del conductor o los conductores.b) La resistencia de contacto entre el conductor y electrodo.c) La resistencia de contacto entre la superficie del electrodo y

el terreno.La resistencia del terreno en el que esté enterrado el electrodo.

Terreno pantanoso Hasta 30Limo 20 a 100Humus 10 a 150Turba húmeda 5 a 100Arena arcillosa 50 a 500Arena de sílice 200 a 3000Suelo pedregoso con pasto 300 a 500Suelo pedregoso 1500 a 3000Calizas blandas 100 a 300Calizas compactas 1000 a 5000Calizas agrietadas 500 a 1000Pizarras 50 a 300Rocas de mica y cuarzo 800Granitos 1500 a 10000Hormigón 2000 a 3000Grava 3000 a 5000

Tipo de terreno Resistividad (W.m)

Antenas deTelecomunicaciones

Necesariamente deben estar bien referidas a tierra para poder transmitir una señal mas clara y sin interferencia

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1.6. Mediciones

Como un avance en la técnica de medición de estos sistemas se incluye la teoría de operación de nuevos equipos para la medición de puesta a tierra. En estos sistema es posible efectuar mediciones por un lado mas completas al posibilitar la medición de toda la red, incluyendo cableados, conexiones adicionalmente a los valores de tierra y electrodos; es decir medición integral del sistema. Ver en el modulo 5 la medición del sistema MASS@TIERRA.

1.7. Problemática general

A modo de resumen de este primer capítulo, se plantea la problemática general del uso de los sistemas tradicionales de puesta a tierra y por ello es la justificación de la ingeniería MASS@TIERRA.

La falta de seguimiento a la normativa es el principal problema de la puesta a tierra por un lado y la errónea interpretación es la segunda, ambos aunados con la divulgación de información técnica que de igual forma no se apega a la normativa, sea por interés económico o por falta de documentación.

Frecuentemente se encuentran problemas de desintegración dentro de las empresas, de tal modo que cada departamento interpreta y aplica criterios separados cayendo consecuentemente en discrepancias que terminan en sistemas no equipotenciales y mal integrados. En otras ocasiones, las industrias enfrentan problemas de alta resistividad o zonas con altos niveles de descargas atmosféricas y abandonan el problema o deciden adquirir sistemas inseguros por que suponen que resulta muy caro invertir en un sistema integral que cumpla con las normas internacionales de seguridad.

GE

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-8Acero 18x10 1,510-8

Aluminio 2.8x10 659-8

Bronce 7x10-8Cobre 1.7x10 1,080-8Carbono 3.5x10 3,500

-8Hierro 10x10 1,530-8

Latón 68x10 900-8

Manganina 44x10 910-8

Mercurio 95x10-8Nicrom 100x10

-8Níquel 7.8x10 1,450-8

Oro 2.4x10 1,065-8

Plata 1.6x10 960-8

Plomo 22x10 330-8Tungsteno 5.6x10 3,400

Resistividad (r) Punto de Material a 20ºC (W.m) fusión (ºC)

Tableros con neutro y TFconectados entre si

Tablero sin barra deTierra física

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3.- Justificación técnico-económica

3.1 Normativa de puesta a tierra:

¿Es necesario contar con un sistema de puesta a tierra física en nuestras instalaciones eléctricas, sean del tipo residencial, comercial industrial?

LA NORMA OFICIAL MEXICANA (NOM) EN SU NOM-001-SEDE-1999 EN SU ARTICULO 250 QUE TODA

ELÉCTRICA DEBE DE CONTAR Y UTILIZAR ADECUADAMENTE Y DE MANERA DE UN

DE PUESTA A TIERRA QUE GARANTICE LA SEGURIDAD HUMANA Y LA DE LOS EQUIPOS.

La norma antes enunciada justifica su obligatoriedad por las dos razones de seguridad que enumera y porque todos los sistemas de una cadena productiva son respaldados por lamotriz que nos genera la ELECTRICIDAD, situación que se ejemplifica en la gráfica siguiente: que todo Sistema, ya sea de producción, información, comunicación, iluminación, seguridad, etc., para su funcionamiento deben de contar con un Sistema Eléctrico, el cual debe de estar bien soportado por una plataforma de tierras físicas bien definido.

ó

ESPECIFICA

INSTALACIÓNIMPRESCINDIBLE

SISTEMA

fuerza

En donde nos muestra

JUST

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ECN

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-ECO

NO

MIC

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SISTEMA ELECTRICO

Sistema de ProducciónSistema de InformaciónSistemas de Comunicación

Sistemas de IluminaciónSistemas de Seguridad

Sistemas de ControlOtros Sistemas

TIERRA FISICA

Cadena Productiva

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3.2 Los costos de las fallas:

Una vez que determinamos que el sistema de puesta a tierra es imprescindible por Normativa veremos como se comporta desde el punto de vista económico el contar con un sistema de puesta a tierra eficiente y seguro.

El garantizar la continuidad y eficiencia de todos los sistemas en un proceso productivo (Industrial, Comercial, Institucional, etc.) nos permitirá entonces direccionar los esfuerzos de mejora continua en los procesos que nos permiten generar mayor utilidad dentro de nuestro entorno productivo. En la siguiente grafica observemos como es que se distribuyen los porcentajes de las fallas en los sistemas productivos, teniendo en mayor porcentaje las fallas imputables a la parte eléctrica (hasta en un 60%).

JUST

IFIC

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-ECO

NO

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Costo de las Fallas

Y aun más a detalle observamos en la siguiente grafica los porcentajes de las fallas de la red eléctrica en cada uno de los sectores en que podemos subdividir (hasta en un 40% las fallas por las tierras físicas) .

Porcentaje de Fallas

COMUNICACIONES

INFORMATICA

PRODUCCION

OTROS

ELECTRICO

60%

RESPALDO

OTROS

PROTECCION Y CONTROL

REGULACION

TIERRA FISICA

40%

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Falla por transcientesCapacitores quemados por no tener lineas de descarga de tierra física.

CalentamientoAislamiento de embobinado de transformadores secos dañado por el excesivo calentamiento al no tener carcasas y neutro bien referidos a tierra, produciendo temperaturas en cables mayores a 70ºC

MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 09

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3.3 Los costos de la inversión:

Ahora bien es cierto que cuando el sistema eléctrico no esta “fallando” no existe una justificación técnica de inversión, pero existen varios factores que nos demuestran lo contrario y que a través de las siguientes gráficas estaremos determinándolas.

La siguiente gráfica nos muestra como se esta comportando el mercado en general con la actualización de sus inversiones de acuerdo a las prioridades de mantenerse a la vanguardia en materia de competitividad.

JUST

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Cuando nuestras redes eléctricas operan fuera de estándares (calibres mal seleccionados por cargas adicionadas al proyecto inicial, desbalanceo de cargas, vida útil de cables, accesorios caducos, etc.). Es cierto que nuestra red nos estará otorgando el servicio pero a UN ALTO COSTO.

Estas condiciones se generan casi siempre por un mantenimiento deficiente y una mala o nula planeación de inversión en los procesos productivos.

Uno de los conceptos que vienen a revolucionar el sector eléctrico es el de CALIDAD DE LA ENERGIA, que muy poco se manejaba, pero hoy día el tener que estar competitivos en los mercados globalizados y los costos tarifários de la compañías suministradoras del energético, es casi obligado contar con una auditoria exhaustiva de nuestra red eléctrica, para así poder generar la re-ingeniería que nos permita tener una utilización optimizada de la energía eléctrica.

HARDWARE SOFTWARE12 a 36 meses

COMUNICACIONES10 AÑOS

ELECTRICO15 AÑOS

Periodos de Actualización de Sistemas

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Actualización de sistemas

Actualización de sistemas

Actualización de sistemas

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Inversión en Sistemas

3.4.

La constante evolución del entorno económico y tecnológico en todos los ámbitos, genera la aplicación de nuevos procesos, productos y servicios que estén acorde a esta necesidad de actualización permanente, es por ello que la plataforma de desempeño de la que hemos estado hablando a lo largo de este capitulo no puede permanecer ajeno.

Una revisión a la antigüedad de algunos de los sistemas, comparados con respecto de los sistemas de puesta a tierra física, nos da la pauta a generar los cambios necesarios al respecto.

La siguiente gráfica nos muestra como se han quedado rezagados los sistemas convencionales de puesta a tierra que nacieron hace casi 240 años.

Comparativa de MASS@TIERRA contra los Sistemas convencionales de tierra:

Avance de Sistemas

$

ELECTRICO COMUNICACION INFORMACION PRODUCCION

SISTEMAS DE TIERRA

HARDWARE SOFTWARE12 a 36 meses

COMUNICACIONES5 a 10 AÑOS

ELECTRICO10 a 15 AÑOS

TIERRAS FISICASMAS DE 200 AÑOS

La justificación económica bien pudiera tenerse desde la perspectiva de la siguiente gráfica en donde se han considerado los gastos en las proporciones que un proceso productivo en termino generales invierte, observamos que el gasto menor es el de la parte eléctrica y a su vez lo que representa el sistema de puesta a tierra y que ambos representan la plataforma de desempeño optimo de toda la inversión en general.

IDERSA MASS@TIERRA

La mayoría de las veces las fallas producen perdidas mas grandes que el invertir en la s e g u r i d a d d e funcionamiento de los s i s temas .

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A Asi mismo podremos ponderar de estos sistemas de puesta a tierra (Electrodo de varillas) cuatro condiciones desfavorables para su desempeño:1.- Sistema Bidireccional (Logra disipar corrientes de falla pero asi mismo recibe Impulsos Electromagnéticos del subsuelo).2.-Vida útil corto (Materiales de construcción, método de instalación, operación como anódo de sacrificio)3.- Variables no controlables (Temperatura ambiente, temperatura del terreno, humedad, época del año, resistividad, etc.)4.- Forma de disipación (En forma de ondas concéntricas, aumenta el riesgo de corriente por la tensión de paso y tensión de toque.

La tabla comparativa que a continuación se presenta nos permite valorar de acuerdo a nuestra aplicaciones y al nivel de seguridad que queramos operen nuestros equipos y por consecuencia nuestros procesos productivos.

MASS@TIERRA vs Mallas, Varillas, Electrodos Químicos

Tipo de Servicio que seREQUIERE

Mallas, Varillasy Electrodos

Químicos

SISTEMASMASS@TIERRA

Impedancia permanente ybaja.

Requiere Mantenimiento

Areas EquipotencialesPermanentes.

Confina EMI / RFI

Reduce Voltaje de Paso yToque.

Eficientiza red eléctrica

Proporciona campocatódico

Es un sistema unidireccionalpara el flujo de corriente.

Reduce el factor deperdidas en transformadores

Minimiza el efecto Joule enTransformadores.

Separa tierras, neutros, 3erhilo, “0” lógico, masas yPararrayos.

Cumple con las NormasIEEE y NOM

Corto TiempoPermanente

Corto Tiempo

Aplicación

InducciónElectrómagnetica

Disipación

Sistema Tradicional

MASS@TIERRA

Aplicación

Disipación

-----

-

++

+

+

++

++

++

+

MasasMasas

- -

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En resumen de la tabla anterior podemos decir que los sistema de puesta a tierra de electrodo tipo varilla, malla, químico, aun pueden ser utilizados en ciertas aplicaciones siempre y cuando se haya valorado el nivel de seguridad que requiera la red en cuestión y que al igual que todos los productos de cualquier marca que se apliquen, deben cumplir con los estándares de instalación que cada fabricante requiere para cumplir con las garantías que ofrezca.

3.5 Conclusión:

LOS OBJETIVOS Y LOGROS DE LAS EMPRESAS DEPENDEN DE LA CONTINUIDAD Y LA CALIDAD DE

OPERACIÓN DE SUS SISTEMAS.

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NTO 4.- Especificaciones y fundamentos

4.1. La Ingeniería MASS@TIERRA

MASS@TIERRA es el resultado de un trabajo profesional de investigación y pruebas para la re-ingeniería aplicada a los actuales criterios de aterrizaje, donde se respetan las normas establecidas, considerando el actual entorno tecnológico y su problemática en virtud de los rigurosos requerimientos para los sistemas eléctricos y electrónicos de alta precisión, alto desempeño, continuidad y seguridad de operación.

MASS@TIERRA es un sistema del tipo estructural de alta eficiencia de disipación y baja impedancia permanente. El sistema como hemos mencionado esta soportado por leyes de la física, normativas y lineamientos internacionales a los cuales hacemos referencia en su apartado de la presente memoria técnica en el capitulo 7.

La función primaria de MASS@TIERRA es la de proporcionar seguridad para los seres humanos que están en contacto con equipos e instalaciones eléctricas cuando presentan condiciones de fallas de corto circuito o descargas atmosféricas así como para la operación eficiente de sistemas eléctricos y electrónicos sensibles y delicados.

4.2. Fundamentos

El símbolo siguiente nos representa el comportamiento del sistema MASS@TIERRA, la construcción de la estructura cerrada (cuerpo gaussiano) con placa triangular arriba y cono en la parte baja (efecto capacitivo), nos permiten generar una área catódica en la parte superior y anódica en la parte inferior logrando obtener una alta capacidad de disipación y confinamiento a tierra, de manera acentuada por la propiedad de las puntas como se observa.

La tecnología MASS@TIERRA nos permite confinar a mayor profundidad cualquier potencial, primeramente por confinamiento anódico y por la propiedad de las puntas, cumpliendo así con lo dispuesto por normativa de minimizar el riesgo por la TENSION DE PASO Y TENSION DE TOQUE.

Esta parte del sistema se fundamenta en la ley de Ohm incluyendo la resistividad de los elementos por separado para dar la resistencia total del sistema; interconexiones, electrodos, transportes, transporte Inter-electrodos y finalmente terreno.

SímbolosEfecto Capacitivo

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Las siguientes expresiones matemáticas demuestran las formas y dimensiones halladas para la solución del sistema:

R = r L /A; ----------------------------------------(1)R = E /i; => E /i = r L /A---------------------(2)

Por lo tanto:E = i r L /A---------------------------------------(3)

R- resistencia en Ohms; r- resistividad en Ohms; L- longitud en metros; A- área en metros; E- tensión en volts; i- corriente en amperes.

Apoyados por la ley de Ohm el electrodo de MASS@TIERRA cumple con el proposito de incrementar la superficie de contacto (A) y así lograr obtener un alto desempeño por la disminución de la resistencia total del sistema, es decir, esto afecta las dimensiones del electrodo; en la misma línea de razonamiento, al disminuir la superficie, hasta llegar al extremo se justifica el uso de puntas; con ello se incrementa la tensión (E) ejercida sobre el terreno en la parte mas profunda de la instalación provocando que se acentúen las descargas en esa zona.

El aterrizaje con el sistema MASS@TIERRA garantiza mediante un estricto apego a las normas, una resistividad baja y permanente siempre £ a 2W (ohms). Este valor siempre independiente de las condiciones del terreno, esta basado en el estudio comparativo de las ventajas y desventajas de los diversos métodos de aterrizaje, obteniendo así, un sistema en donde se han eliminado partes y procedimientos que solo complican su implementación y garantía de operación.

Integrado en un solo dispositivo, MASS@TIERRA incrementa la capacidad de corriente por utilizar una superficie mayor de contacto, y eliminando partes y dispositivos innecesarios, adicionalmente, en otras de sus características, el sistema MASS@TIERRA tiene integrado un filtro magnético, de 3,200 Gauss, aproximadamente treinta y dos mil (32,000) veces más potente que el de las lineas de orientación del campo magnético terrestre (cuyo valor es de 0.1 Gauss). Lo que significa que predispone la corriente hacia tierra de forma unidireccional, dándole así una cualidad más, que lo distingue de otros sistemas de puesta a tierra.

El tener integrados todos los elementos en una sola pieza de ingeniería, nos permite controlar a nivel electrodos el acoplamiento de todas las masas a nivel subsuelo como lo exige la norma y así no depender de cables adicionales para hacer el acoplamiento de impedancias.

IDERSA MASS@TIERRA

POTENCIAL MAGNETICOTERRESTRE

MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 15

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SELECCIÓN Y CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE LOS CABLES Y ELECTRODOS MASS@TIERRA...

Basándonos en la Norma (NOM-001-SEIE-1999), para la selección del tamaño nominal de los conductores, la capacidad de conducción de corriente de los conductores de 0 a 2000 V nominales se debe considerar como máximo los valores especificados en las Tablas de capacidad de conducción de corriente (Tablas 310-16 a 319-19) y sus observaciones correspondientes o dadas por cada fabricante de los conductores.

Para calcular la capacidad de conducción de corriente de los conductores se hará con la siguiente formula general:

Ecuación: TC - ( TA + TD ) ( 1 + YC ) RCA

Donde:TC = Temperatura del conductor en °C.TA = Temperatura ambiente en °C. TD= Incremento de la temperatura por pérdidas del dieléctrico.RCD= Resistencia de c.c. del conductor a la temperatura TC.YC = Componente de resistencia c.a. debida a los efectos superficial y de proximidad.RCA = Resistencia térmica efectiva entre el conductor y el ambiente que lo rodea.

De la ecuación antes mencionada se calculan las Tablas de aplicación y la siguiente Tabla, de la cual se tomó la temperatura de fusión del cobre (1083 °C) a diferentes ciclos (15 y 30 Hz.).

ª

ª

I=

Ca. TEM DE OPERACION 75° TEMP. DE OPERACION 90°

Conductor 15 30 60 15 30 60 ciclos ciclos ciclos ciclos ciclos ciclos

42

1/02/03/04/0

250 KCM300 KCM350 KCM400 KCM500 KCM750 KCM1000 KCM

714.5213036435463748594143198

4101524253039

46.5546674119187

0.98691620253038445763100156

121830394760708498113124162208

6132127334249596980102138181

1.2914

18.52329354249618396158

CORRIENTES DE FUSION DE CONDUCTORES EN KA

SECCION MINIMA DE UN CONDUCTOR ATENDIENDOA LA ELEVACION DE SU TEMPERATURA

Bajo este criterio general se s e l e c c i o n a r o n l o s c o n d u c t o r e s p a r a l a conexión del neutro, las carcazas y tableros de c o n e x i ó n e n l a s subestaciones eléctricas para proporcionar calidad de energía, así como cada una de las aplicaciones.

MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 16

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IDERSA MASS@TIERRA

Partiendo de la expresión de la energía: ( R I² t)

Donde: “R” es la resistencia del conductor “I” es la intensidad de la corriente

“t” es el tiempo en transformase en calor

Satisfaciendo el equilibrio térmico “calor generado es igual a calor disipado”.

0,24 R I² = M L p ( T - To ) Donde:M : es el calor perdido (expresado en calorías) por unidad de superficie de enfriamiento

L : es la longitud del conductor r p : es el perímetro de la sección, la diferencia entre la temperatura T : temperatura del conductor, alcanzada por aquel To : temperatura del ambiente,

En donde R depende de la naturaleza del conductor y M de las condiciones en que se verifique el enfriamiento.

Teniendo en cuenta el valor de R en función de la longitud y de la sección resulta: 0,24 ( L / S ) I² = M L p ( T To ) Por lo que queda: 0,24 p I² = M S p ( T - To )

Esta expresión es general para todos los casos y demuestra que la elevación de temperatura es independiente de la longitud y que para una misma corriente y sección, o iguales condiciones de enfriamiento, la elevación de temperatura es tanto menor cuanto mayor sea el perímetro, o lo que es lo mismo, para una misma elevación de temperatura, la corriente I admisible para una sección dada aumenta con el perímetro de esta.

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MTKITDM

MTKIT01

MTKIT02

MTKIT03

MTSDAK-02

KIT DOMESTICO

KIT DE BAJA

KIT DE MEDIA

KIT DE ALTA

KIT PARARRAYOS

45 Amperes

85 Amperes

600 Amperes

1000 Amperes

100 Metros dediámetro de

cobertura

Nominal -(45A CA) (30A CC)Maxima -(65A CA) (30A CC)

Nominal -(85A CA) (70A CC)Maxima -(110A CA) (95A CC)

Nominal -(600A CA) (505A CC)Maxima -(780A CA) (690A CC)

Nominal -(1000A CA) (840A CC)Maxima -(1300 CA) (1150A CC)

N/A

-10°C a 80°C

-10°C a 80°C

-10°C a 80°C

-10°C a 80°C

-20°C a 90°C

8.5 Kg.

10.8 Kg.

45.0 KgIncluye 1 saco

49.5 KgIncluye 2 sacos

3.5 Kg.

MODELO DESCRIPCION CAPACIDAD CORRIENTE A 90 CICLOSTEMPERATURAOPERACION

PESO KITCOMPLETO

COMPUESTO ACONDICIONADOR DE TERRENO

El acondicionador de terreno MASS@TIERRA es una mezcla de materiales utilizados para disminuir la resistencia e incrementar la capacitancia del electrodo de puesta a tierra y así mismo otorgar integralmente un punto de baja impedancia permanente.

La presentación del acondicionador de terreno MASS@TIERRA es en forma de polvo en color gris obscuro con una densidad de ~ 1350 kG./M³ con un alto indice de compactación en combinación con el agua alcanzando una densidad de ~ 1750 kG./M³ y después de 28 días realizada la mezcla su fuerza de compresión alcanza su máximo nivel, garantizando el comportamiento integral aun en zonas de altas vibraciones.

La mezcla del acondicionador con agua en proporción de 0.74 litro x 1 kilo, nos dara la mezcla adecuada de para el manejo del material, esta mezcla una vez que alcanza su dureza máxima obtiene una compresión promedio de 5.3 kPA = 0.77 PSI.y estara en condiciones de proporcionar las siguientes propiedades eléctricas:

CONDUCCION ELECTRICA ALTAMENTE EFICIENTE.

EFECTO CAPACITIVO POR SU CAPACIDAD DE ALMACENAR Y LIBERARUNA GRAN CANTIDAD DE ENERGIA

ABSORCION RAPIDA DE GRANDES CANTIDADES DE ENERGIA

GENERA UNA EFICIENTE TRANSFERENCIA ENTRE EL ELECTRODO DEPUESTA A TIERRA Y EL TERRENO NATURAL.

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IDERSA MASS@TIERRA

Otra de la propiedades del acondicionador de terreno MASS@TIERRA es el cumplimiento a la normativa ecológica vigente al no contaminar los mantos fréaticos.

El uso del acondicionador de terreno MASS@TIERRA es de acuerdo al modelo del electrodo MASS@TIERRA que se vaya a instalar, así como a la cantidad de contra-antena (electrodo horizontal de interconexión) que se tenga planeado instalar.

La tabla siguiente nos permitira saber la cantidad de material del acondicionador para cada caso.

ELECTRODO

ELECTRODO

ELECTRODO

ELECTRODO

CONTRA-ANTENA

MTKITDM

MTKIT01

MTKIT02

MTKIT03

CABLE DESNUDO2/0

45 Amperes

85 Amperes

600 Amperes

1000 Amperes

175 Amperes

90x9 cm.

40x14 cm.

50x30 cm.

60x45 cm.

100x5x5 cm.

40x40x115 cm.

40x40x90 cm.

90x90x130 cm.

90x90x210 cm.

100x40x60 cm.

Incluido6 Kg.

Incluido6 Kg.

Incluido25 Kg

Incluido50 Kg3 Kg.

x mt. lineal

CONCEPTO MODELO CAPACIDAD DIMENSIONESDIMENSIONESEXCAVACION

CANTIDAD DECOMPUESTO

Largo y Ancho

Prof

undi

dad

80 cm.

50 cm.

90 cm.

30 cm.

90 cm.90 cm.

90 cm.90 cm.

D: 30 cm.

vn

Tio

1 ap

ia

l MKI

Exca

ació

p

(

l cad

a

TT0

2)

NCO

NTR

A-AN

TEA

ava

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T)

Exc

ció

Tipo

2 (

plic

ada

l MKI

02

Cable desnudo de cobre

Compuesto Organico

30 cm.

5 cm.

Pieza de Cobre (circular o Cuadrada)

5 cm.

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SISTEMA PARARRAYOS MASS@TIERRAEl sistema de pararrayos de la marca MASS@TIERRA es un sistema basado en el concepto de repeler las

descargas atmosféricas (rayos), debido a que el sistema oferta cargas del mismo valor, esto es de acuerdo al siguiente dibujo lo que se presenta.

El 95% de la carga baja de las nubes estadísticamente tiene carga negativa (catódica), nuestro sistema de puesta a tierra genera una preponderancia negativa (catódica) en el terreno, esta valencia negativa es llevada a la punta del pararrayos generando que se tengan cargas iguales y por consecuencia se repelen las descargas de valor negativo.

Para el 5 % restante de las nubes tendrán valor positivo (anódico), y que se te tiene posibilidad de tener descargas, es necesario contar con un sistema de tierras de baja y permanente impedancia, para que podamos garantizar a planeta tierra este gran volumen de energía,

Los sistemas MASS@TIERRA garantizan una impedancia menor o igual a 2 ohms de manera permanente, ademas de disponer de un cálculo de sus electrodos para poder ofertar un camino seguro y eficiente a la descarga (rayo).

El electrodo de MASS@TIERRA que nos garantiza disipar la corriente de la descarga atmosférica es el modelo MTKIT03, como mínimo con una capacidad de 1000 amperes a 90 ciclos , es decir a segundo y medio, que una vez que se traduce a el tiempo

en que se presentan las descargas (nanosegundos (FS))

luego entonces esto nos permite, contar con un rango bastante amplio para disiparlo a planeta tierra, aunado a todo esto la forma de disipar del electrodo de MASS@TIERRA, descargando mas profundamente en el terreno (efecto de las puntas) , minimiza el riesgo de corriente de paso.

La punta pararrayos de MASS@TIERRA esta construida de acero inoxidable con un eje central vertical y 3 laterales para descargas laterales (torres a gran altura y/o zonas montañosas), el acero inoxidable nos permite tener por sus características un tiempo de cebado muy eficiente, con respecto al cobre con la ventaja sobre de este ultimo de estar libre de mantenimiento por oxidación y ademas de ser muy resistente a las descargas de muy alta intensidad.

+ + ++ + +

+ + ++ + +

- - -

-

-

-

-

-

-

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-

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-

-

-

-

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- -

-

-

-

-

-

-

95%

5%

GUIA DE ONDA

PUNTA PARARRAYOS

PUNTA PARARRAYOS

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IDERSA MASS@TIERRA

La zona de protección del pararrayos de MASS@TIERRA esta regida por los criterios de protección de la formula definida en la norma NFC 17-102 de julio de 1995.

Las zonas de protección de acuerdo a la norma están limitadas por tres niveles, siendo el nivel 1, la condición mas extrema en los términos de riesgo que hay que proteger, la ingeniería de pararrayos de MASS@TIERRA esta calculada para un único modelo MTDAK-02, que cumple y excede los requerimientos de la norma en su nivel 1 y que a continuación se ilustran.

Como podemos observar la curva de aprovechamiento con respecto a la altura real del pararrayos se da en la franja de los 5 metros, por lo tanto la oferta de nuestro sistema pararrayos tiene una oferta de radio de protección de 58 metros (116 metros de diámetro), en las condiciones mas desfavorables y el nivel de riesgo mas critico (nivel 1).

La parte complementaria de un sistema de pararrayos esta dada por su sistema de tierra física, el cual calcularemos de la siguiente forma.

h = Altura (m)CODIGO 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30 50

MTDAK02 36 39 47 58 59 59 59 59 60 59 51RADIO DE PROTECCION

Ahora bien desarrollando la formula tendremos la siguiente tabla:

NIVEL 1NIVEL 2

NIVEL 3

Rp

h

FORMULA:

Rp= h (2D h) + L (2D+ L)

Donde:h = Altura real del pararrayos por encima de la superficie a protegerD = Es el nivel de protección requerido por la norma siendo estos tres niveles

Nivel 1 (N1) = 20 m.Nivel 2 (N2) = 45 mNivel 3 (N3) = 60 m

L = Es la constante de cebado y esta dada por la formula

6 L = 10 * T Donde T = Tiempo de cebado.

Para nuestra punta de acero inoxidable es T = 40 s.

ª

ª

ª

ª

ª

ª ª

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T A D RAY SSIS EM E PARAR OT A D RAY SSIS EM E PARAR OTODOS LOS DERECHOS RESERVADOS “IDERSA” - LOS LOGOTIPOS Y MARCAS EN ESTA PUBLICACION SON MARCAS REGISTRADAS POR SUS RESPECTIVOS DUEÑOS.EL CONTENIDO DE ESTA MEMORIA TECNICA SE BASA EN ESTUDIOS Y RECOPILACION DE INFORMACION TECNICO-CIENTIFICA DE FUNCIONAMIENTO PARA SISTEMASNO TRADICIONALES DE ATERRIZAJE ELECTRICO.

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SELECCIÓN DE ELECTRODO MASS@TIERRA PARA EL SISTEMA DE PARARRAYOS

Partiendo del análisis de que el flujo del calor se debe a la diferencia de temperatura entre el conductor y el medio que le rodea y esta regido por una ley similar a la que se utiliza en electricidad para evaluar las corrientes producidas por una diferencia de potencial aplicada a una resistencia. Para cualquier conductor eléctrico de sección A y de longitud L, al que se aplica una diferencia de potencial V se cumple, de acuerdo a la Ley de ohm, que:

I = V / Re = V . A / g . I [ en amperes ]

En un circuito térmico en el que debido a una diferencia de temperatura q fluye calor desde un punto mas caliente a otro mas frió, análogamente, se cumple:

I = q / G = q . A / g . L [ en amperes ]t t

Igualando el calor generado con el disipado: n . R . i² = q/ G , se deduce:t t

-2I = ( q / ( n . R . G )) t t

Siendo I la intensidad admisible en amperes.

De esta ecuación se determina que la capacidad de los electrodos depende del área y longitud del mismo, así como la temperatura ambiente del terreno y la resistencia del componente que rodea al electrodo, ya que con mayor superficie y longitud se puede admitir una mayor corriente a disipar.

Teniendo una superficie de disipación 8600 cm2 en promedio, con una temperatura del terreno de 25°C y una longitud 80 cm y un medio de baja resistividad se disipa una corriente mínimo de 780 amperes en un tiempo de 1.5 segundos.

Concluyendo entonces que un ciclo equivale a 166 milisegundos nuestra capacidad de conducción en ese tiempo es de 149 KA, y las descargas (rayo) se presentan en promedio en un tiempo de duración de 10 milisegundos, tendremos por lo tanto 10 veces el valor indicado en capacidad de disipación.

ª

ª ª

ª

ª

ª

ª ª

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NTO Fabricado en cobre en una aleación especial el electrodo y

los componentes de MASS@TIERRA garantizan una durabilidad de (15) años de operación.

La interconexión entre el servicio de tierra, masas y el terreno, MASS@TIERRA lo resuelve mediante la ingeniería de acoplamiento de cuatro (4) interfases para asegurar y garantizar su estabilidad independiente, y que son:

1).Interfase de terreno.

2).Interfase de entrada y salida del electrodo.

3).Interfase de acoplamiento de masas.

4).Interfase de aplicación de tierra física (Aplicación)

Aplicación

Lateral a masas

Lateral a masas

Electrodo

Interfase deaplicacion

Interfase deacoplamiento de masas

Interfase deacoplamiento de masas

Terreno

Interfase deterreno

Tuberia de PVC

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NTO La Interfase de terreno nos va a permitir realizar la

transferencia del electrodo al terreno controlado de baja resistividad (Acondicionador) y este a su vez al terreno natural sin importar que resistividad tenga este, se esta garantizando el acoplamiento por la forma de disipación.

Interfase de entrada y salida del electrodo es el acoplamiento del MASSLINK con el electrodo sin la necesidad de un cable entre ambos garantizando la baja impedancia de acoplamiento.

La Interfase de acoplamiento de masas es lo estamos realizando a nivel electrodo como lo marca la normativa internacional, con esta facilidad estamos logrando controlar en el subsuelo el acoplamiento y así evitamos accesorios adicionales a nivel red de cableado eléctrico.

Por ultimo la Interfase de aplicación de tierra física es el punto de conexión directo a los servicios de tierra que hemos mencionado anteriormente, cuidando solo de cerrar cada aplicación su propio circuito eléctrico y así poder interconectar los demás sistemas construyendo nodos equipotenciales.

El compuesto MASS@TIERRA consiste en carbón de origen mineral y vegetal con la inclusión de aditivos para solidificación sin perder las características de baja resistividad.

MASS@TIERRA dispone de tres modelos que son de baja, media y alta potencia, lo que permiten al sistema cubrir y resolver cualquier diseño ya sea para un sistema aislado con un solo electrodo o una red tan grande como el diseño lo requiera.

En suma, el sistema MASS@TIERRA le brinda la tecnología que se requieren para las mas rigurosas necesidades del nuevo entorno electromagnético; dándole: Garantías de operación, de continuidad, de durabilidad, el precio mas bajo del mercado, el retorno de inversión mas rápido y el cumplimiento estricto con las normas internacionales.

4.3. Especificaciones y Diseños.

El diseño de cada uno de los componentes para la búsqueda de la solución al problema de la puesta a tierra dependerá del criterio de diseño de cada uno acorde al estándar de la tecnología MASS@TIERRA, es por ello que en esta sección estaremos en posibilidad de definir los componentes y los arreglos que nos permitan generar una plataforma segura y por supuesto pueda contar con la garantía de operación por parte del fabricante.

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MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 24

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NTO Empezaremos por la definición de los 5 sistemas de puesta a tierra

que podremos resolver con la tecnología de MASS@TIERRA.

4.3.1.-Sistema de Puesta a Tierra de Fuerza (Funcionamiento o de Retorno “XO” del transformador)

Con estos arreglos en el transformador estaremos otorgando los siguientes beneficios:

Disminución de la reluctancia en el núcleo del transformador (menor perdida magnética)

Disminución del efecto Joule (Calor) Perdida eléctrica.

Disminución de perdidas por histéresis (menor perdida electromagnética)

Disminución de corrientes de Foucault (menor perdida electromagnética)

+180 - 180

Neutro

Masas en general(Acero de Construcción,tuberias, T.F. existentes)

Masas en general(Acero de Construcción,tuberias, T.F. existentes)

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NTO 4.3.2.- Sistema de Puesta a Tierra de Protección (Tierra Física ó 3°

Hilo)

Cuando las necesidades sean otorgar la tierra física de los centros de carga es importante considerar la carga máxima nominal (amperes) con que estará operando el tablero en cuestión, y así poder seleccionar el ó los modelos de MASS@TIERRA.

La siguiente figura nos muestra la conexión de la barra de tierra física en los tableros la que deberá estar aislada del chasis del tablero (colocándole aisladores tipo barril) y asi cumplir con la norma donde nos indica que deben de estar separados, se debe de observar que una salida de la tecnología de MASS@TIERRA esta sólidamente conectada al tablero en la barra de neutros (Esta condición procede solo cuando el transformador no haya sido aterrizado previamente con MASS@TIERRA) y asi podremos generar los valores de Equipotencialidad en la red eléctrica y los equipos conectados.

Masas en general(Acero de Construcción,tuberias, T.F. existentes)

Masas en general(Acero de Construcción,tuberias, T.F. existentes)

Barra de Tierra

Barra de Neutros

Pastillas

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NTO 4.3.3.- Sistema de Puesta a Tierra de Señales Electrónicas (Cero

Lógico)

Con esta aplicación estaremos evitando la contaminación con ruido de alta frecuencia a las aplicaciones que deberán estar en cero de potencial (Racks y gabinetes de telecomunicaciones, Conmutadores, Servidores, PLC´s, en general la electrónica). Su objetivo es dar una plataforma de comunicación a la electrónica y como lo hemos mencionado en varios apartados de la presente norma este sistema al igual que los demás deberán cerrar su propio circuito eléctrico para tener así sistemas independientes uno de otro mas no aislados por prohibición de la misma norma, la selección de los modelos de la tecnología de MASS@TIERRA estará siempre en función de la carga a referenciar a tierra, Como en los casos anteriores los calibres de los conductores y el tipo (Forrado ó Desnudo estarán en la tabla 1.

APLICACION PARA EQUIPOELECTRONICO SENSIBLE

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberias, T.F. Existentes)

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberias, T.F. Existentes)

Barra de “0” Logico

Sistema Mass@tierra

4.3.4.-Sistema de Puesta a Tierra de protección Electroestática (Masas)

Durante algunos procesos industriales se generan cargas electroestáticas de valores verdaderamente elevados que pueden ir hasta los 3000 ampers, estas cargas constituyen un verdadero riesgo contra la vida humana, estos valores es verdad que son extremos pero es muy común que áreas mas cotidianas (Oficinas, Escuelas, Industria en General) se dan cargas entre estructuras de diferente valor de referencia a tierra (NO-EQUIPOTENCIAL) cargas que pueden ir de 2 ampers hasta 60 ó mas ampers, suficientes para poner en riesgo la vida humana, porque bastan solo 100 miliampers (mA) y ciertas condiciones en el cuerpo humano para que se detenga el corazón. Es por esta razón que es importante mandar a tierra todas las estructuras (Masas) y dejar el área equipotencial. La siguiente figura nos muestra el diagrama típico de cómo podremos conectar a una barra estas cargas.

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MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 27

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NTO

4.3.5.-Sistema de Puesta a Tierra de protección Atmosférica (Rayos)

Es importante señalar que de acuerdo a estadísticas de centros de investigación internacionales, se ha establecido de manera aproximada que el 95% de las descargas atmosféricas tienen una polaridad negativa (Catódica) en la parte baja de la nube, a través de la presente norma se ha establecido que la tecnología MASS@TIERRA genera un campo catódico, por tal razón nuestro sistema opera preponderantemente como repulsor de rayos por tener cargas iguales en el porcentaje antes señalados, ahora bien es cierto que dependemos de una altura para generar una semi-esfera virtual de protección (Ver figuras 1 y 2 ) para que el 5% de las cargas anódicas (carga positiva) pueda encontrar un camino de baja y permanente impedancia unidireccional donde poder disipar esta energía, que son impulsos electromagnéticos de alta frecuencia , esta polarización generada por el sistema es llevado a la punta pararrayos por medio de cable cobre de 1000 Volts de 38 hilos y asi dar las condiciones de seguridad para las personas y equipos dentro de edificio evitando que las estructuras mismas de este edificio sean el camino de disipación.

APLICACION PARA CONTROLELECTROESTATICO

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberias, T.F. Existentes)

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberias, T.F. Existentes)

Barra de protecciónElectroestática

BARLINK

Sistema Mass@tierra

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberias, T.F. Existentes)

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberias, T.F. Existentes)

Punta Pararrayos

SISTEMA DE PARARRAYOS

Sistema Mass@tierra

IDERSA MASS@TIERRA

Punto dedescarga

Punta de pararrayos instalada para protección de edificación tipo invernadero en zona de alta incidencia de rayos.

Punta Pararrayos

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NTO Con un MTKIT01(85 Amperes) de MASS@TIERRA podemos dar

el servicio para las siguientes aplicaciones:

er 3 Hilo (Tierra Física de Protección)Neutro (refuerzo de neutro)“0” Cero Lógico (Tierra electrónica GND)

Habrá que considerar que la carga máxima que se podra soportar es de 85 Amperes a 90 ciclos equivalentes a 1.5 segundos.

Si esta capacidad es rebasada, se podrian colocar 2 o mas Kit´s de la misma capacidad o bien colocar otro modelo con mayor capacidad

IDERSA MASS@TIERRA

EQUIPO DETELECOMUNICACIONES

Y DATOS

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberías, T.F. Existentes)

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberías, T.F. Existentes)

Barra de Neutro

Barra de Tierra(aislada)Barra de “0” Logico

SistemaMASS@TIERRA

FASES

CONTACTOS

#4

EQUIPO DETELECOMUNICACIONES

Y DATOS

Barra de Neutro

Barra de Tierra(aislada)Barra de “0” Logico

Sistema MASS@TIERRA

FASES

#4

DIAGRAMASGENERALES

Todos los enlaces son con cable calibre #4 AWG forrado

CONTACTOS

MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 29

DIAGRAMASGENERALES

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NTO Los calibres de los cables son de acuerdo a los modelos

MASS@TIERRA y la carga a conectar.

Con un arreglo del tipo delta con los kit´s que correspondan podemos dar las siguientes aplicaciones.

“X0” del transformadorer 3 Hilo (Tierra Física de Protección)

Carcaza (masas) de los motores, tableros, airesacondicionados, etc...

IDERSA MASS@TIERRA

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DIAGRAMASGENERALES

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NTO Los calibres de los cables son de acuerdo a los modelos

MASS@TIERRA y la carga a conectar, excepto el del bajante de la punta pararrayos que como minimo debe ser de 250 MCM Forrado.

Con un arreglo en linea como el que se muestra a continuacion podemos ofertar la suma de los electrodos para que puedan estar disponibles para una eventual falla de transformador, o una caida de rayo, o cualquier otro requerimiento de disipación amplia.

“X0” del transformadorer 3 Hilo (Tierra Física de Protección)

Carcaza (masas) de los motores, tableros, airesacondicionados, etc...“0” Cero Lógico (equipo electrónico en general)Sistema de Pararrayos

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Barra de Neutro

Neutro Aterrizadodesde transformador

Minimo 5m.

PARARRAYOS

Barra de Tierra(aislada)

FASES

Masas en General.(Acero de Construcción,tuberías, T.F. Existentes)

CONTRAANTENA (unión de electrodos con cable desnudo)

- 180°

+ 180°

“X0”

Masas deaire

acondicionado

MASAS DEMOTORES

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PRODUCCION

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MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 31

Para el diseño del sistema de puesta a tierra general se parte del principal suministro de energía, como podría ser un generador, la sub-estación eléctrica, los tableros de distribución o centros de carga. Para lo cual debemos referirnos al calculó de corriente de falla por corto circuito tal y como lo especifica la norma. Existen varios métodos para determinar las características de cada circuito de una instalación y sus dispositivos de protección. La elección del método más adecuado en cada caso dependerá de:

* Los valores de las intensidades de las corrientes cuyo previo conocimiento es necesario: intensidad de servicio, corrientes de corto circuito máximo y mínimo y/o corrientes de defecto.

* Grado de precisión requerido.* Características previstas de la alimentación y de los distintos parámetros de la instalación.* Importancia de la instalación.* Medios de cálculo a disposición del proyectista o instalador.

A continuación se citan algunos de los métodos de cálculo que se pueden utilizar, apuntando aquellas observaciones que permitirán decidir cual será el método más apropiado a cada caso:

1. Método de las impedancias (o punto por punto): Permite calcular con muy buena aproximación todas las corrientes de cortocircuito (máximas, mínimas, trifásicas, bifásicas o monofásicas) y las corrientes de defecto en cualquier punto de la instalación.

Puede utilizarse cuando se conocen todas las características de los diferentes elementos del eventual bucle de defecto (fuentes, canalizaciones, etc.)

Consiste en calcular separadamente el valor de las diferentes resistencias y reactancias del bucle de defecto desde el origen, incluida la fuente de alimentación

2. Método de composición y el método convencional: Se trata de unos métodos que permiten determinar con una buena aproximación las corrientes de cortocircuito en el extremo de un circuito basándose en unas características supuestas para la parte situada aguas arriba del circuito.

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CALCULO DE LA CORRIENTEDE CORTOCIRCUITO

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Método de composición. Puede utilizarse cuando, si bien no se conocen las características de la fuente de alimentación, la estimación de las corrientes de cortocircuito en el origen de un circuito permiten evaluar la impedancia aguas arriba de este circuito. Este método no tiene en consideración las diferencias del factor de potencia (cos f = R/X) entre los distintos circuitos. Se emplea para calcular los valores de la corriente de cortocircuito que se utilizarán para determinar el poder de corte de los dis-positivos de protección.

Método convencional. Permite calcular las corrientes de cortocircuito mínimo y las corrientes de defecto en el extremo de una canalización, aún cuando no se conozcan las características de la parte de la instalación aguas arriba del circuito considerado. Este método se basa en la hipó-tesis de que la tensión en el origen del circuito es el 80% de la tensión nominal de la instalación durante la duración del cortocircuito o del defecto. Permite determinar las condiciones de protección contra los contactos indirectos en los es-quemas TN y TT y verificar los esfuerzos térmicos en los conductores. Este método está indicado, preferentemente, en el caso de circuitos receptores cuyo origen está suficientemente alejado de la fuente de alimentación. No se debe aplicar a instalaciones alimentadas por alternadores próximos.

3. Método simplificado (MS): Este método facilita, directamente para cada sección del conductor, la corriente nominal del dispositivo que asegura su protección contra sobrecargas, las longitudes máximas de las canalizaciones protegidas contra los contactos indirectos y las admisibles desde el punto de vista de las caídas de tensión. Se basa en ciertas hipótesis simplificadoras que, no obstante, garantizan un nivel de seguridad adecuado sea cual sea el modo de instalación y la naturaleza de las canalizaciones. También permite determinar, sin necesidad de un cálculo adicional, las características de un circuito añadido a una instalación anterior, cuyas características no se conocen suficientemente. Una vez que se ha escogido el método que se va a emplear para desarrollar el proyecto de la instalación que nos ocupa, deberán respetarse íntegramente sus indicaciones, tanto por lo que se refiere al desarrollo del proyecto como a la ejecución de la instalación.

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NTO CALCULO DE LA CORRIENTE DE CORTO

CIRCUITO, METODO DE PUNTO A PUNTO.

La Nacional Electrical Code (NEC) en su Sección 110-9, 110-10, 240-1, 250-2(d), 250-96(a) la Tabla 250-122 Nota, especifica dos aspectos importantes para seleccionar El adecuado rango de interrupción y de protección de los componentes eléctricos, lo primero es asegurar que el sistema de protección tenga el rango preciso de interrupción y el segundo que proporcione una adecuada protección contra la corriente corto circuito. La aplicación de este método punto a punto permite la determinación de la corriente de corto circuito con un grado razonable de precisión en varios puntos para cada sistema eléctrico, monofásico o trifásico. Este método supone la corriente de corto circuito en el primario ilimitada (bus infinito).

PROCEDIMIENTO BÁSICO PARA EL CÁLCULO DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO:

PRIMER PASO: Determinar la máxima corriente de carga del Transformador, obtenerla de la placa de datos del transformador, de la Tabla 3A ó 3B, o por medio de la siguiente Formula:

Sistema Monofásico: Ifla = (KVA x 1000) / (EL-L)

Sistema Trifásico: Ifla = (KVA x 1000) / (EL-L x 1.73) SEGUNDO PASO: Encontrar el multiplicador del transformador, con la siguiente formula:

Multiplicador = 100 / %Z del Transf.

TERCER PASO: Determinar la corriente de corto circuito a través del transformador: Tabla 5 o con la siguiente formula:

Isca = ifla(del Transf.) x el Multiplicador

Nota: Si la corriente de corto circuito de los motores fuera considerable se sumaria a la corriente de corto circuito del secundario del transformador. Se calcularía de acuerdo a los pasos 4,5 y 6. Un cálculo práctico de la corriente de corto circuito de un motor es multiplicar la corriente a plena carga por 4.

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NTO CUARTO PASO: Calculo del factor “f”

Falla trifásica: f = (1.73 x L x Il-l-l) / (C x EL-L)

Falla Monofásica: De Línea a Línea (L-L) al centro del Transformador

F = (2 x L x Il-l) / (C x EL-L)

De Línea a Neutro (L-N) al centro del Transformador

F = (2 x L x IL-N) / (C x EL-N)

En donde: L = Es la distancia (en pies) de la tubería conduit al lugar de la falla.

C = Constante de la s Tablas 1 y 2. Para trayectorias paralelas, multiplicar el valor de C por el numero de conductores por fase.

I =La corriente de corto circuito en amperes calculada al inicio del circuito.

Nota: La corriente de falla de Línea-neutro es más elevada que la corriente de corto circuito entre Línea a Línea en las terminales del secundario del transformador de una sola fase al centro. La Corriente disponible de Corto Circuito ( I ) para este caso en el paso 4 se ajustara en la terminal del transformador como sigue: En L-N terminales del transformador al centro

IL-N = 1.5 x IL-L en las terminales del transformador

A cierta distancia de las terminales, dependiendo del tamaño del conductor, la corriente de falla de L-N es mas baja a la corriente de falla de L-L. El multiplicador 1.5 es aproximado, y variara teóricamente de 1.33 a 1.67. Esta cifra esta basada sobre cambiar el radio de la curva entre el primario y el secundario, fuente disponible infinita, cero pies de las terminales del transformador, y 1.2 x %X y 1.5 x %R para L-N contra L-L valores de resistencia y reactancia. Iniciar los cálculos de L-N en las terminales del secundario del transformador, con el procedimiento punto a punto.

QUINTO PASO: Calculo de “M” (multiplicador) o tomarlo de la tabla 4.

M = 1 / (1+ f)

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NTO SEXTO PASO: Calcular la corriente de corto circuito (simétrica) del

punto de la falla.

Isca = Isca x M

Corriente en elpunto de la falla

Corriente en elinicio del circuito

EJEMPLO DEL CÁLCULO DE LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO:

FALLA # 1

Primer Paso: IFLA = (KVA x 1000) / (EL-L x 1.73) = (300 x 1000) / (220 x 1.73) = 788.23 A

SEGUNDO PASO: MULTIPL. = (100 ) / 0.9 x %Z DEL TRANSF)

Nota: La %Z del transformador es multiplicada por 0.9 suponiendo la peor condición. El valor de la impedancia del transformador en la práctica varía hasta en un ±10% del valor de placa, determinado por pruebas realizadas por ANSI/IEEE. Ver U.L. Standard 1561.

MULTIPL. = ( 100 ) / 0.9 x 2%) = 55.55

TERCER PASO:Isca = Ifla x MULTIPL. = 788.23 x 55.55 = 43,786.18 AEN EL SECUNDARIO DEL TRANSFORMADOR

Nota: Para simplificar no se incluye la carga de los motores y la variación del voltaje. En la practica varia el voltaje hasta ±10% en Fuerza, y ±5.8% para el alumbrado a 120 volts. Por lo tanto para el peor de los casos, en el tercer paso se multiplicara por 1.1 y/o 1.058 respectivamente.

300 KVA, 2%Z

FALLA #1 FALLA #2

BUS DELPRIMARIOINFINITO 20’, 500 MCM CU,

Tubería Conduit20’, Cal. #2 CU,Tubería Conduit

CENTRO DECARGAS

TableroPrincipal

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NTO CUARTO PASO: f = (1.73 x L x Il-l-l) / (C x El-l) = (1.73 x 20 x

43,786.18) / (22,185 x 220) = 0.310

QUINTO PASO: M = 1 / (1 + F)= 1 / (1 + 0.310) = 0.763 (Ver Tabla 4)

SEXTO PASO: Isca = 43,786.18 X 0.763 = 33,408.85 A FALLA #1

FALLA #2 (Se usara la corriente de corriente de corto circuito de la FALLA #1)

CUARTO PASO: f = (1.73 x 20 x 33,408.85) / (5906 x 220) = O.889

QUINTO PASO:M = 1 / (1 + f) = 1 / (1 + 0.889) = 0.529 (Ver Tabla 4)

SEXTO PASO:Isca = 33,408.85 x 0.529 = 17,673.28 A FALLA #2

Nota: La corriente de Fuga es aproximadamente:

L-L-L 100% EL SEXTO PASO L-L 87% EL SEXTO PASO L-G, L-N 25-125% DEL SEXTO PASO.

(USUALMENTE ES TIPICO EL 50%)

Nota: Aproximación de falla de arcos para arcos sostenidos (porcentajes de valores L-L-L de falla de fuga):

CALCULO DE LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO CON UN TRANSFORMADOR SECUNDARIO.

Se usara el siguiente procedimiento para calcular la corriente de falla en el secundario de un transformador secundario, en línea el transformador en el sistema conociendo la corriente de falla del transformador Principal.

480 VOLTS 208 VOLTSL-L-L 89% 12%L-L 74% 2%L-G 38% ---L-L-L con el primario 80% ---Abierto

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P R O C E D I M I E N TO PA R A U N T R A N S F O R M A D O R SECUNDARIO EN UN SISTEMA ELECTRICO.

PRIMER PASO: Calcular “f” ( Ip(sca), conocIDA)

Transformador trifásico (Ip(sca) y Is(sca) valores de falla trifásica)

F = ( Ip(sca) x VP x 1.73 (%Z)) / ( 100,000 x KVATRANS.)

Transformador Monofásico (Ip(sca) y Is(sca) valores de falla Monofásica; Is(sca) es L-L ) SEGUNDO PASO: Calcular “M” (multiplicador) o tomarlo de la tabla 4:

M = 1 / ( 1 + f)

TERCER PASO: Calcular la corriente de corto circuito en el secundario del transformador (ver nota de los motores):

Is(sca) = (Vp / Vs) x M x Ip(sca)

Donde: Ip(sca) = Corriente de falla primario del transf. secundario.Is(sca) = Corriente de falla secundario del transf. secundario.Vp = Voltaje primario L-LVs = Voltaje secundario L-L KVAtransf. = KVA de placa del transformador%Z = Porcentaje de la Impedancia del Transformador.

Nota: Para calcular el nivel de falla al final de un conductor energizado, seguir los pasos 4,5 y 6 del procedimiento básico.

H.V. CONEXION UTIL

Is (SCA)

Is (SCA)Ip (SCA)

Ip (SCA)

Corriente defalla conocida

Corriente defalla conocida

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Nota: Estos valores son iguales a la impedancia por pie a la impedancia encontrada en la IEEE Std. 241-1990, practica recomendada por la IEEE para sistemas de fierza en edificios comerciales.

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MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 40

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Notas: En el Sistema monofásico el voltaje es entre L-N en las terminales del transformador. Estas cifras están basadas en los cambios de los porcentajes entre el primario y el secundario, 100,000 KVA del primario, cero pies a las terminales del transformador, para los valores de reactancia y resistencia se multiplicara 1.2 (%X) y 1.5 (%R) para L-N contra L-L, respectivamente y la relación de transformación porcentaje X/R = 3.

La corriente de corto circuito trifásico esta basada en un bus del primario infinito.

Los transformadores listados en U.L. de 25 KVA o mayores tienen una tolerancia del ±10% de la impedancia. La corriente de corto circuito refleja el peor de los casos en la peor condición.

Las Fluctuaciones del voltaje afectaran la corriente de corto circuito. Por ejemplo, un 10% de incremento en el voltaje del sistema resultara un 10% de incremento en el valor de la corriente de corto circuito de esta tabla.

ESTA TABLA NOS DARA UNA IDEA DE LA CAPACIDAD QUE DEBEMOS DE INSTALAR PARA OTORGAR CALIDAD DE LA ENERGIA.

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MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 42

Del valor en amperes que nos resulte del calculó procedemos a determinar los modelos y los arreglos para cada instalación en cuestión cuidando siempre de tener en cuenta los procesos de instalación que se enumeran en el capitulo 5 de la presente norma, asÍ como las conexiones que se mencionan en las 2 figuras siguientes. Además de los calibres para cada caso se están conectando ver tabla 1 al final de esta sección.

Selección de los conductores:

Es de todos conocido que, cuando una corriente eléctrica recorre un conductor, éste se calienta por efecto Joule y que, cuanto mayor es dicha corriente, más elevada es la temperatura que alcanzará dicho conductor.

La intensidad máxima de la corriente admisible en un conductor aislado, en servicio permanente, dependerá de la temperatura más elevada que la naturaleza del aislamiento del cable puede soportar sin que se perjudiquen sus expectativas de vida útil. Las normas limitan estas temperaturas. Así, por ejemplo, para canalizaciones fijas se indican las siguientes:

- -70°C en el conductor para cables aislados con materiales termoplásticos (TP): policloruro de vinilo (PVC), polietileno termo-plástico (PE), poliolefina termo-plástica exenta de halógenos (Z1), etc. -- 90°C en el conductor de los cables aislados con materiales termoestables (TE): polietileno reticulado (XLPE), goma etileno-propileno (EPR), poliolefina termoestable exenta de halógenos (Z), etc.

Como se habrá observado, con carácter general se utilizan las siglas TP para designar los materiales termoplásticos y TE para los termoestables, lo que mantendremos a lo largo de todo esta norma para evitar la exhaustiva mención de los distintos tipos de materiales aislantes existentes y dejar una puerta abierta para la posible presencia de nuevos materiales. De acuerdo con lo indicado anteriormente, es imprescindible que, en ningún caso, la temperatura alcanzada en los conductores de las canalizaciones supere los valores antes citados.

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MANUAL TECNICO MASS@TIERRAFECHA : MARZO 2004PAGINA : 43

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS “IDERSA” - LOS LOGOTIPOS Y MARCAS EN ESTA PUBLICACION SON MARCAS REGISTRADAS POR SUS RESPECTIVOS DUEÑOS.EL CONTENIDO DE ESTA MEMORIA TECNICA SE BASA EN ESTUDIOS Y RECOPILACION DE INFORMACION TECNICO-CIENTIFICA DE FUNCIONAMIENTO PARA SISTEMASNO TRADICIONALES DE ATERRIZAJE ELECTRICO.

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NTO Esta misma consideración térmica limita la capacidad de las

canalizaciones para soportar sobrecargas transitorias de larga duración (de más de pocos minutos), por lo que aquellas deberán estar protegidas de tal manera que, la combinación de la duración de la sobrecarga con el tiempo máximo de duración de la misma esté limitado por medio de adecuados elementos de protección, que suelen consistir en protecciones térmicas de tiempo inverso, esto es, que cuanto más elevada es la carga y, por lo tanto, la temperatura que alcanzan, más rápidamente se desconectan. Lo mismo cabe decir de los cortocircuitos que, en esencia, pueden considerarse sobrecargas de muy elevada intensidad pero de muy corta duración (menos de 5 segundos según la norma) y con unas temperaturas máximas en el conductor de 160°C para los cables aislados con materiales termoplásticos (TP) y 250°C para los termoestables (TE). En este caso, las protecciones deben actuar con gran rapidez para evitar daños permanentes a las canalizaciones. El tiempo de actuación de estas protecciones vendrá limitado por la energía térmica del cortocircuito que es capaz de soportar el conductor sin daños apreciables. Esta energía de cortocircuito viene determinada por un valor (I²cc · tcc) constante para cada tipo y sección de cable. La norma da una expresión que permite calcular el valor de (I²cc · tcc), de acuerdo con el tipo de aislamiento del cable y de la naturaleza del material conductor. Las protecciones deben actuar antes de que las canalizaciones alcancen dicho valor límite, bien sea utilizando fusibles o protecciones magnéticas o térmicas.

En la mayoría de los casos, los dos últimos tipos de protección suelen estar agrupados en un mismo dispositivo al que se conoce con el nombre genérico de interruptor magneto-térmico. Un tercer tipo de protección tiene el propósito de limitar las tensiones que, en el caso de defecto en el aislamiento de algún elemento de la instalación, podrían presentarse en partes del equipo que, normalmente, no deberían estar en tensión, tales como las superficies metálicas exteriores de los aparatos receptores. Es lo que se conoce con el nombre de “contactos indirectos”.

El tiempo máximo de mantenimiento de esta tensión de defecto en función de su valor, de tal manera que su contacto no suponga un riesgo para las personas.

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El tiempo máximo de mantenimiento de esta tensión de defecto en función de su valor, de tal manera que su contacto no suponga un riesgo para las personas.

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Tabla I. Duración máxima de mantenimientode la tensión de contacto.

Tensión de contactosupuesta (V)

Tiempo de funcionamientomáximo (s)

<50 50 75 90110150220280

5 1 0,5 0,2 0,1 0,05 0,03

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NTO Figura 1. Curva de la tensión de contacto máxima en función del

tiempo, de acuerdo con la Tabla I.

Como se habrá podido observar, este tiempo va desde 0,03 segundos para una tensión de defecto de 280 V hasta un tiempo ilimitado si esta tensión es inferior a 50 V. A este último valor de la tensión de defecto se le denomina “tensión límite convencional U L ”. Es igual a 50 V, valor eficaz de la corriente alterna, en condiciones normales.

En ciertas condiciones en las que se prevean valores de muy baja impedancia del cuerpo humano, de unos 1000 ohmios o, incluso, inferiores (ambientes húmedos o mojados o recintos muy conductores) deberán especificarse valores menos elevados (12 ó 24 V). A estas tensiones más bajas se las denomina genéricamente “muy bajas tensiones de seguridad” (MBTS). Debe indicarse que, muy recientemente, ha fallecido un trabajador por el contacto con un electrodo de soldadura a 48 V, debido a que se encontraba en un recinto muy conductor con una fuerte presencia de humedad y sudado. Se supone que su impedancia interna podría ser equivalente a la de una persona sumergida (unos 300 W.).

Esta limitación de la corriente de fuga se consigue con una adecuada combinación el valor de la resistencia (R T ) que presentan con respecto a tierra dichas partes no activas y el de la corriente máxima que se considera no peligrosa para la seguridad de las personas que pudieran estar en contacto con esas partes del equipo que accidentalmente hubieran adquirido una cierta tensión de defecto.

La figura 2 muestra los distintos umbrales de corriente que, en función del tiempo de contacto, pueden ocasionar distintos efectos fisiológicos e indica que, con tiempos inferiores a 0,5 seg, no presenta habitualmente ningún peligro una corriente de 0,030 A. Por lo tanto, si se utiliza un dispositivo de corte diferencial- residual de alta sensibilidad, que corta una corriente de defecto o fuga de 30 mA y se acepta un umbral de seguridad de 24 V, inferior a U L = 50 V, se alcanzará un nivel de seguridad suficiente siempre y cuando el valor máximo de la resistencia de la toma de tierra sea inferior a 800 W. 24 (V) = 0,030 (A) x 800 (W).

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Lo normal es que una toma de tierra eficaz presente una resistencia de pocas decenas de ohmio. Si no hay toma de tierra o el valor de la resistencia de esta es muy elevado, la seguridad que ofrece aquel diferencial de 30 mA es, cuando menos, muy discutible. Para mantener el mismo umbral de seguridad con diferenciales menos sensibles se requerirá la utilización de tomas de tierra de resistencia menor. Por ejemplo, un diferencial de 300 mA deberá ir asociado con una tierra de un valor máximo de 80 W.

Se debe insistir en que la protección que proporciona un diferencial es ilusoria si este aparato no está convenientemente asociado con una eficaz toma de tierra de la instalación por medio de una red adecuada de conductores de protección (CP).Finalmente, un calentamiento excesivo de las canalizaciones supone un derroche de energía sin utilización práctica, que se traduce en una caída de tensión, que también viene limitada por las normas y/o reglamentos.

De todo lo indicado se desprende que las protecciones de las canalizaciones eléctricas deben satisfacer un conjunto de exigencias que permitan que la instalación funcione correctamente y en ningún caso suponga un peligro para las personas y los animales domésticos así como la de los bienes materiales.

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NTO Evidentemente, la instalación deberá haber sido proyectada

y realizada de tal manera que, ante cualquier sobrecarga anormal, las protecciones actúen desconectando la canalización antes de que esta sobrepase la máxima temperatura límite admisible en la canalización pero que no impidan el paso de las corrientes necesarias para el correcto funcionamiento de los receptores alimentados.

Resumiendo, debe existir una correspondencia entre las corrientes requeridas por el receptor ( IR ), la de funcionamiento de las protecciones ( IR ), y la máxima admisible en la canalización en servicio permanente ( Ic ), de tal forma que en ningún caso una actuación incorrecta de las protecciones impida el funcionamiento normal de los receptores por disparos intempestivos o permita un calentamiento excesivo de las canalizaciones.

Esto se consigue si: (IR ) < (IR ) < (IC ).

Por lo tanto, la determinación de las características de las canalizaciones y de sus dispositivos de protección deberá responder a las siguientes consideraciones:

- Limitación de la corriente máxima admisible en los conductores.- Protección contra sobre intensidades.

- Protección contra cortocircuitos.

- Protección contra contactos indirectos.

- Limitación de la caída de tensión en las canalizaciones.

Según cuales sean los esquemas de distribución de acuerdo con el sistema de conexiones a tierra (TN, TT o IT) y las condiciones de instalación previstas, tendrán mayor o menor importancia unas u otras de las consideraciones citadas y se aplicarán unos u otros métodos para el cálculo de la instalación.El procedimiento que se ha de seguir para la determinación de la sección de los cables y la elección de los dispositivos de protección, respetando las prioridades apuntadas, debe contemplar los siguientes pasos:

A Determinación de la intensidad de servicio a garantizar (IR ), de acuerdo con el número, tipo y potencia requerida por los receptores alimentados por la ca-nalización considerada.

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B Protecciones contra las sobrecargas previsibles, considerando el modo de instalación, el agrupamiento de los circuitos y la temperatura ambiente, para lo que se deberá hacer uso de los factores de corrección indicados en la norma definiendo el tipo del dispositivo de protección (fusible o interruptor automático) adecuado para que actúe antes de que se alcance la temperatura máxima admisible en la canalización proyectada, pero nunca con valores inferiores a los previstos para el correcto funcionamiento de los receptores.

C Protección contra las corrientes de cortocircuito. Aquí, la norma facilita las intensidades máximas ( ICC ) de cortocircuito en función del tiempo ( tCC ) que puede soportar, sin daño la canalización considerada. Este valor determinará el poder de corte del dispositivo y el tiempo de disparo, en función de las limitaciones térmicas de los conductores.

D Protección contra los contactos indirectos. En la norma la “Protección por corte automático de la alimentación” indica que este corte tiene por objeto evitar que una tensión de contacto de valor suficiente se mantenga durante un tiempo que pueda resultar peligrosa. Este tiempo está determinado por una curva, que es función de la tensión de contacto prevista. Según cual sea el esquema de la instalación: TN, IT o TT, se deberá determinar la corriente de defecto prevista, así como las longitudes máximas de las canalizaciones protegidas contra los contactos indirectos y la sección de los conductores de protección de acuerdo consus características térmicas, lo que permitirá definir las del dispositivo de protección diferencial necesario.

E Llegados a este punto se deberá comprobar si, considerando los elementos definidos hasta ahora, se satisfacen las limitaciones térmicas de los conductores previstos, tanto desde el punto de las corrientes admisibles en servicio permanente como desde el de su capacidad para soportar las eventuales sobrecargas previsibles.

F A continuación, se determinarán las caídas de tensión en las distintas canalizaciones. Como el REBT prescribe unos valores máximos de las caídas de tensión en las canalizaciones que alimentan a los receptores, también se deberá comprobar que no se incumple este punto. Si durante el desarrollo del método de cálculo de la instalación, no se cumpliera alguna de las condiciones previstas, por ejemplo, una canalización fuese demasiado larga de tal manera que se excediera de los límites de la caída de tensión admisible y/o el valor de la intensidad de cortocircuito, se debería adoptar bien sea una sección del cable superior y la realización de un nuevo cálculo desde el comienzo o la aplicación de un diferente sistema de protección contra los cortocircuitos.

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NTO Todo cuanto sigue se refiere a las instalaciones eléctricas de

baja tensión, en los que las canalizaciones están constituidas por cables multiconductores o conductores unipolares aislados. No se aplica a canalizaciones prefabricadas del tipo “blindosbarra”. Por tanto, cuanto se ha comentado será válido para instalaciones alimentadas en corriente alterna monofásica de 230 V o en trifásico a 230/400 V y sin gran error para 220/380 V. Para tensiones distintas a estas, se deberán aplicar unos factores de corrección adecuados que modifican los datos correspondientes de las tablas que aparecen en el Manual que comentamos y que nos proporcionan las longitudes de las canalizaciones protegidas contra cortocircuitos o contactos indirectos y las que se corresponden a una caída de tensión dada.

Igualmente, los valores de las mencionadas tablas serán válidas para corrientes alternas de 50 ó 60 Hz. Para frecuencias superiores será preciso considerar también unos factores de corrección adecuados, sobre todo por lo que se refiere a las corrientes admisibles.

Esto adquiere una especial relevancia en el caso de la presencia de corrientes armónicas que contaminan la calidad de la energía utilizada.

CORRIENTES DE FUSION DE CONDUCTORES EN KAA, B: Corto Circuito Simétrico 60 Hz

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ELECTRODO

KITMASS@TIERRA

SISTEMADE

PARARRAYOS

SIMBOLOGIA

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CODIGO DESCRIPCION UNIDAD CAPACIDAD NOTAS MTKIT01 Sistema de puesta a tierra MASS@TIERRA Kit Hasta 85 A Altura 60 cm MTKIT02 Sistema de puesta a tierra MASS@TIERRA Kit Hasta 600 A Altura 78 cm MTKIT03 Sistema de puesta a tierra MASS@TIERRA Kit Hasta 1000 A Altura 168 cm

CODIGO DESCRIPCION UNIDAD CAPACIDAD NOTAS MTEL01 Electrodo de Baja Pza Hasta 85 A Altura 50 cm MTEL02 Electrodo de Media Pza Hasta 600A Altura 60 cm MTEL03 Electrodo de Alta Pza Hasta 1000 A Altura 150 cm

CODIGO DESCRIPCION UNIDAD CAPACIDAD NOTAS MTBL01 Sistema de enlace BARLINK Pza Hasta 85 A 20x30x12 cm MTBL02 Sistema de enlace BARLINK Pza Hasta 150 A 20x30x12 cm MTBL03 Sistema de enlace BARLINK Pza Hasta 680 A 20x30x12 cm MTBL04 Sistema de enlace BARLINK Pza Hasta 1000 A 20x30x12 cm

CODIGO DESCRIPCION UNIDAD CAPACIDAD MTAT02 Acondicionador de terreno Saco 25 Kg

KITS COMPLETOS

ACONDICIONADOR (TERRALINK)

ELECTRODOS

BARRAS DE ENLACE (BARLINK)

CODIGO DESCRIPCION UNIDAD CAPACIDAD MTSDAK-02 Sistema de aseguramiento de trayectoria Pza. 100 Mts. a tierra de descargas atmosféricas para edificaciones (Antenas y Torres)MTPP-02 Punta de Pararrayos (Incluye solo Guia de ondas) 100 Mts.

PARARRAYOS

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