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X Jornadas Internacionales de Ingeniería Clínica y Tecnología MéX Jornadas Internacionales de Ingeniería Clínica y Tecnología Mé dicadica
ASOCIACION ELECTROTECNICA ARGENTINA y ANGEL REYNA & ASOCIADOS
Presentan al Ingeniero Electricista Angel Reyna en PROTECCION CONTRA RAYOS Y SOBRETENSIONES EN
EDIFICIOS E INSTALACIONES ELECTRICAS HOSPITALARIAS, DE ACUERDO A LAS NORMAS IEC
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Tipos de Rayos
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Tipos de Rayos
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gas
Edificiohospitalario
Instalación malladapara la compensación de potencial
hasta 2 km
Tierra de protección contra rayos
Algunas decenas de rayos al año
Descargador de interferencias de rayo
Averías de equipos electrónicos parciales o totales
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Tendencias de daños por rayos y sobretensiones
Pagos acumulados de las compañías de seguro
0,0
100000,0
200000,0
300000,0
400000,0
500000,0
600000,0
700000,0
1970 1975 1980 1985 1990 1995
años
Mile
s d
e ch
elin
es a
ust
ríac
os
Instalaciones externas
Instalacionesinternas
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Sobretensiones 27,81%
Descargas de rayo y conmutaciones
Tormentas1,07%
Otros 17,98%
Negligencia35,11%
Agua5,05% Robos
Vandalismo12,98%
Estadística alemana. Incidencia de daños por sobretensiones.
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S156 1562.ppt / 28.01.98 /OB
2 km
Radio de siniestropor impacto de rayo
NUMERO DE IMPACTOSANUALES, PROMEDIOSOBRE EQUIPOS ELE CTRONICOS
2-3 Impactos por km2
~ 25 25 -- 3838 ImpactosImpactos / / añoaño( 2 km x 2 km x 3,14159 = ~ 12,56 km² )12,56 km² x 2 Imp / km² = 25 Impactos / año12,56 km² x 3 Imp / km² = 38 Impactos / año
Peligro por impacto de rayo
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Ondas Impulsivas del rayo
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Conductor
Jaula de Faraday
“Agujero de Faraday”
î = 100 kA
RE = 1 ΩΩ
U = 100 kV
Descarga de un rayo en una jaula de Faraday conentrada de conductor (agujero de Faraday)
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Causas de sobretensiones en descargas de rayosDescarga directa o cercana:
descarga en sistema de protección externo, estructura de proceso (en industrias), cables, etc.
caida de tensión en la resistencia de tierra de choque Rst
tensiones inducidas en bucles
red telecomunicaciones red de energía
L1L2L3PEN
13,2 kV
Rst
2c
1a
1b
1
2a
2b
1
1a
1b
Descarga lejana:descarga en líneasaéreas de media tensión
onda expansiva desobretensión sobrelíneas aéreas comoconsecuencia de rayosnube-nube
campos del canal derayo
2a
2b
2cS535_a
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sistema saliente
corriente parcial de rayo(corriente de sistema)
edificio
100 % de la corriente de rayo
instalaciónde puesta a
tierra
50 % de lacorriente de rayo
corrientede conductor
Distribución de las corrientes de rayo
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ELEVACIÓN DEL POTENCIAL EN EL PUNTO DE IMPACTO
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11 = bucle propio del descargador conposible tramo de salto de chispa s1.
22 = bucle de descargador y conductor deinstalación con posible tramo de saltode chispa s2.
33 = bucle de instalación con posibletramo de salto de chispa s3.
edificio
3 s2
s1
33
22
11
∆ ∆ i / ∆ ∆ t
corriente de rayo
tiempo
tiempo∆ ∆ t
U
∆ ∆ t
∆ ∆ i
descargador
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Perfil de Potenciales por impacto de rayo
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Sistema TNS
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Sistema TT
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Coordinación Energética de descargadores de Clase I y IISegún Norma IEC 61643-12 Anexo F
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T.A..SPD 1 SPD 2
Transformador Grupo electrógeno
Alimentadoresonda de prueba10/350
SPD 1 y 2 onda de prueba 10/350 y 8/20 - Protector combinado
T.A.: Sistema de transferencia automática
SPD : Dispositivo protector de sobretensiones
Referencias:
Protección contra las sobretensiones del sistema de transferencia automática (T.A)
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Protector Combinado DEHNventil® ondas 10/350 y 8/20 Nivel de Protección ££ 1500 V (1,2/50)
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Ejemplo de protección contra rayos y sobretensiones
S1041_c
Toma de tierrade cimientos
Descargador de corriente de rayo para230/400 V,50 Hz
caja
de
aco
met
ida
Armadura paraapantallar local
Instalación de toma de tierra
marco metálico paraapantallamiento del edificio
Armadura en cubierta para apantallamiento del edificio
Malla captadora paraestructuras sobre tejado
Conexión del conductor de captación a la armadura
Armadura en pared paraapantallamiento deledificio y derivador
Descargador de corriente de rayo para línea deteléfono y datos
Ccompensación de potencial para calefacciónclimatización ysanitarios
BEP
LPZ 1
LPZ 2
Descargadores desobretensión230/400 V / teléfono y datos
LPZ 0
Pasos de LPZ 0 a LPZ 1 a LPZ 2
Armadura en suelo desótano para apantallarel edificio y parte de la instalación de toma de tierra
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Las 5 partes fundamentalesLas 5 partes fundamentalesDe una instalación contra rayosDe una instalación contra rayos
Según IEC 1024-1: 1990-03; ENV 61024-1: 1995-01;Según IEC 1024-1: 1990-03; ENV 61024-1: 1995-01;DIN V ENV 61024-1 (VDE V 0185 Parte 100): 1996-08DIN V ENV 61024-1 (VDE V 0185 Parte 100): 1996-08
Baj
adas
Baj
adas
Inst
alac
ión
PA
TIn
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ació
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Dis
tan
cia
de
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Dis
po
siti
vos
de
cap
taci
ón
Dis
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Marco Legal Argentino. Normas de Aplicación• IRAM 2184-1Primera Edición 1996 -11.Incluida mod. N°1 junio 2000
• IRAM 2184-1.1Edición 1997-09 Guía A con mod. Nº1 junio 2000
• IRAM 2184-1 1º Edición 1996-11.Incluida mod.N°1 junio 2000.
• IRAM 2184-1-1 Edición 1997-09 Guía A con mod.Nº1 junio 2000.
• IEC 61024- 1 First Edition: March 1990.
• IEC 61024-1-1 First Edition: August 1993.
• IEC61024-1-2 First Edition May 1998.
• IEC 61312-1 First Edition: February 1995.
• IEC 61643-1 Ed.1-1: 2002- 01-.
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Equipotencialidad de las instalaciones
ZTubería con protección catódica
Tierra de cimientos
Barra equipotencial
PASPAS
Agua
GasGas
k:\pm_01\folien\powerpnt\532-3-c. pptS532/3
EVU
Pro
tec
ció
n e
xte
rna
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NP INP II
LPZ 0A R = 20 m(NP I)
LPZ 0A
r = 45 m(NP III)
LPZ 0A LPZ 0A
LPZ = zona de proteccióncontra rayosNP = Nivel de protección
LP
Z 0
B
(NP
I)
LPZ 0A
LP
Z 0
B
(LP
III)
LPZ 0B
NP
III
r = 30 m(NP II)
Zonas de protección contra rayos (LPZ) de acuerdo a niveles de protección (NP)
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LEMPLEMP
LEMPLEMP
Entresuelo
LPZ 2LPZ 2
LPZ 3LPZ 3
SEMPSEMP
LPZ 1LPZ 1
LPZ 0 LPZ 0 AA
LPZ 1LPZ 1
S659/3
Red deenergía
Red de comunicaciones
Red de energía
ü ü
ü
Barra-anillo de compensación de potencial
Pantalla del aparato
Pantalla del local
Toma de tierra de cimientos
Armadura de acero
Compensación de potencial para protección contra rayoDescargador de corrientede rayo
üCompensación de potencial localDescargador de sobretensiones
Ventilación
Instalación captora
LPZ 0 LPZ 0 BB
M
ü
LPZ 0 LPZ 0 BB
ü
ü
ü
Cámara
Enchufe
“Esfera rodante"Radio 20 m
LPZ 0 LPZ 0 BB
LEMPLEMP
ü ü
Lámpara
Zonas de protección contra rayos (LPZ)
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Cable de telecomunicacio
nes
Perturbación residual
Simbolo de coordinación
Fuente deperturbación
Vías de transmisión Receptor de
interferencias
LPZ 1 LPZ 2 LPZ 3
6 kV4 kV
2,5 kV 1,5 kV
x 1
+x xx
Método de coordinación
Perturbación residual
Robustez frente a tensión de choque residual < 1,5 kV
Robustez frentea perturbaciones: 1
Coordinación de aislamiento
Corriente de choque tipo rayo
10/350 µs
1,5 kV
Coordinación de la aislación y ubicación de protectores
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Sistema de Puesta a Tierra: Malla
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LOS ÁNGULOS DE PROTECCIÓN DE UN TERMINAL CAPTOR DE RAYOS EN FUNCIÓN DE LA ALTURA “h”
A UN PLANO DE REFERENCIA Y DEL RADIO “R” DE LA ESFERA “ RODANTE”
La función continua analítica = f(h, R)
“Al genial inventor de la eterna y enigmática punta” Franklin”“A modo de modesto y anticipado homenaje, al Dr. Benjamín Franklin (1706 – 1790), a los 300 años de su nacimiento, que se cumplirán el 17/01/06.”
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Tabla I de la Norma IRAM 2184-1
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R
(2 Rh-h2)1/2
á
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AEA : www.aea.org.a r
Angel Reyna & Asociados: www.dehnargentina.com
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GRACIAS POR SU ATENCION