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TBS Seminario de Protección contra rayos y
sobretensiones
20.02.2014
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PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES Y CORRIENTES DE RAYO
INDICE
• Normativa
• Introducción
• Formación de la sobretensión transitoria
• Causas Sobretensiones. Funcionamiento
• Formas de onda (10/350) (8/20)
• Guía de selección
• Protección externa
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• ¿Cómo protegerse?
Normativa
Serie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)
UNE EN 62305-1
UNE EN 62305-2
UNE EN 62305-3
UNE EN 62305-4
Principios
Evaluación
Daño físico
Sistemas eléctricos
generales
del riesgo
a estructuras
y electrónicos
(2011)
(2011)
y riesgo humano
en estructuras
(2011)
(2011)
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UNE EN 62305-1 …-4:2011 Protección contra el rayo
Normativa
Serie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)
IEC 62305 – 2:2006-01
Protección contra el rayo
Parte 2: cálculo del riesgo
Pasos a seguir
- Sistema de protección contra el rayo
-- Clase del LPS
-- Diseño del LPS
-- Continuidad de mallazo interno en hormigón
-- Sistemas de captación
-- Sistemas de derivación
-- Sistemas de puesta a tierra
-- Componentes/ materiales y dimensiones
- Sistema de protección interno
-- Unión equipotencial
-- Aislamiento eléctrico del LPS
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- Sistema de protección externo
Normativa
Serie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)
IEC 62305 – 3:2006-01
Protección contra el rayo
Parte 3: Daño fisico en estructuras.
Protección de personas
Pasos a seguir
- Cálculo del riesgo
-- Riesgo tolerable RT
-- Procedimiento específico para evaluar la necesidad de protección
-- Procedimiento para evaluar la eficacia de la protección
-- Valoración del riesgo debido a impactos en la estructura(S1)
-- Valoración del riesgo debido a impactos cerca de la estructura (S2)
-- Valoración del riesgo debido a impactos a una linea conectada a estruct (S3)
-- Valoración del riesgo debido a impactos a una linea conectada cercana a
estructuras (S4)
- Valoración del riesgo en componentes de servicio
-- Valoración de componentes debido a rayos en sistemas(S3)
-- Valoración de componentes debido a rayos cercanos a sistemas(S4)
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- Valoración del riesgo en componentes de estructura
Normativa
Serie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)
IEC 62305 – 4:2006-01
Protección contra el rayo
Part 4: Electricidad y electrónica
Pasos a seguir
- Diseño e instalación de un sistema de protección contra el rayo( LEPS)
-- Zonas de protección contra el rayo(LPZ)
-- Protección tipo 1 en zona de acometida LPMS
-- Sistema de puesta a tierra
-- Red equipotencial
-- Barras equipotenciales en cuadro
-- Unión equipotencial de todas las LPZ
- Blindaje magnético y guiado de lineas
-- Blindaje de las lineas internas
-- Blindaje de las lineas externas
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- Tierras y unión equipotencial
Normativa
Serie de normas UNE EN 62305 (IEC 62305)
Valor pico de intensidad de rayo
Nivel de protección I
3 (kA)
Nivel de protección II
5 (kA)
Nivel de protección III
100 (kA)
16 (kA) Nivel de protección IV
100 (kA)
10 (kA)
200 (kA)
150 (kA)
Protección del edificio con pararrayos
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200 (kA)
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0 (kA)
Normativa
CTE y REBT
CTE SU 8
Seguridad frente al riesgo relacionado con la acción del rayo
Jaula de Faraday
REBT ITC 23
Instalaciones interiores o receptoras
Protección contra sobretensiones
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PDC
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Cálculo del nivel de riesgo
Normativa
CTE y REBT
Calculo Ne:
Si Ne > Na
Frecuencia esperada
Será necesario el uso
Ne=Ng AeC1(10)-6
de impacto
de un sistema de
Calculo Na:
Ng: nº
protección externo
impactos/añokm2
Riesgo admisible
Ae: superficie
de captura m2
C1: coeficiente
relacionado con el
entorno
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CODIGO TECNICO
EDIFICACION 03/2006
Sección SU 8
Normativa
UNE 21186
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UNE 21186
Protección contra el rayo: Pararrayos con dispositivo de cebado
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Normativa
CTE y REBT
Articulo 16.3: Instalaciones interiores o receptoras.
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Los sistemas de protección para las instalaciones interiores o receptoras para baja
tensión impedirán los efectos de las sobretintensidades y sobretensiones que por
distintas causas cabe prever en las mismas y resguardaran a sus materiales y
equipos de las acciones y efectos de los agentes externos
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Normativa
CTE y REBT
Instrucción ITC nº 23
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Esta instrucción trata de la protección de las instalaciones eléctricas interiores contra
las sobretensiones transitorias que se transmiten por las redes de distribución y que
se originan fundamentalmente, como consecuencia de las descargas atmosféricas,
conmutaciones de redes y defectos de las mismas.
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Normativa
CTE y REBT
CRITERIO DE ELECCIÓN (I)
A) Situación natural, no es preciso la protección contra sobretensiones transitorias.
B) Situación controlada, es precisa la protección contra sobretensiones transitorias.
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En todo caso este criterio de selección de protecciones NO APLICA, a los debidos a impactos
directos de rayos.
Sí que se aplica a sobretensiones producidas por descargas lejanas de rayos, conmutaciones
de red y acoplamientos inductivos y capacitivos.
Dicho criterio de selección se basa en 2 situaciones:
Normativa
CTE y REBT
CRITERIO DE ELECCIÓN (II)
A)Situación natural
Cuando se prevé un bajo riesgo de sobretensiones en una instalación, se considerada
suficiente la resistencia a las sobretensiones de los equipos y no se requiere ninguna
protección suplementaria (alimentada por red subterránea)
Instalación alimentada por líneas aéreas con conductores desnudos o aislados: Literalmente: “
se considera necesaria una protección contra sobretensión de origen atmosférico en el origen
de la instalación. “
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B) Situación controlada
Normativa
CTE y REBT
CRITERIO DE ELECCIÓN (III)
También se considera situación controlada, aquella situación natural condicionada por:
- necesidad de continuidad de servicio (hospitales, servicios de seguridad)
- valor económico de los equipos
- pérdidas irreparables
- vida de los animales (granjas, piscifactorías, etc.)
No obstante las tablas A y B posteriores aclaran el tipo de instalación donde es obligatorio el
uso y donde es recomendado
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Donde : “es conveniente incluir dispositivos de protección para mayor seguridad “
Normativa
CTE y REBT
Situación natural: El valor de aislamiento intrínseco de los equipos a proteger mostrado en
dicha tabla es suficiente como resistencia ante impulsos de tensión con forma de onda 1,2/50
µs
Situación controlada: La protección contra sobretensiones de cada TIPO asegurará dicho valor
de aislamiento requerido para cada categoría de equipo
TENSIÓN SOPORTADA A IMPULSOS 1,2/50 (KV)
SISTEMAS
TRIFÁSICOS
SISTEMAS
MONOFÁSICOS
CATEGORÍA IV
CATEGORÍA III
CATEGORÍA II
CATEGORÍA I
230/400
230
6
4
2,5
1,5
400/690
1000
--
8
6
4
2,5
El objetivo a conseguir es que la actuación del dispositivo de protección reduzca la sobretensión
transitoria a un valor de tensión inferior a la soportada por el equipo (Tabla 1).
Para alcanzar este objetivo puede ser necesario utilizar más de un dispositivo de protección
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TENSIÓN NOMINAL DE LA
INSTALACIÓN
Normativa
CTE y REBT
6
6kV
5
Aislamiento
requerido cuadro
general de
acometida+sus
contenidos
4kV
4
3
Aislamiento
requerido en
elementos fijos en
red electrica ej:
maquinaherramienta
2,5kV
2kV
2
Nivel de aislamiento requerido
ITC n 23
REBT
Nivel residual
OBO
Aislamiento requerido en
elementos fijos en red
electrica ej: electr ónica
sensible
1,5kV
1,3kV
1
1,0kV
IV
III
Cuadro
acometida-
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B1)
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Por ejemplo,
Subcuadros
II
C1)
Por ejemplo,
Equipo final
I
D1)
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kV
Aislamiento
requerido lineas de
enlace
Normativa
CTE y REBT
Tabla A. Situaciones en las que es obligatorio el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias.
Ejemplos
Requisitos
Línea de alimentación total o parcialmente
aérea o cuando la instalación incluye líneas
aéreas
Todas las instalaciones, ya sean industriales,
terciarias viviendas, etc.
Obligatorio
Riesgo de fallo afectando la vida humana
Los servicios de seguridad, centros de
emergencias, equipo médico en hospitales.
Obligatorio
Riesgo de fallo afectando la vida de los
animales
Las explotaciones ganaderas, piscifactorías,
etc.
Obligatorio
Riesgo de fallo afectando los servicios
públicos
La pérdida de servicios para el público,
centros informáticos, sistemas de
telecomunicación.
Obligatorio
Riesgo de fallo afectando las instalaciones y
equipos de los locales de pública
concurrencia que tengan servicios de
seguridad no autónomos
Sistemas de alumbrado de emergencia no
autónomos
Obligatorio
Riesgo de fallo afectando la actividad
agrícola o industrial en función del impacto
económico que pudieran implicar las
sobretensiones.
Industrias con hornos o en general procesos
industriales continuos no interrumpibles
Obligatorio
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Situaciones
Normativa
CTE y REBT
Ejemplos
Requisitos
Riesgo de fallo afectando a actividades
agrícolas o industriales no interrumpibles
Industrias con hornos o en general procesos
industriales continuos no interrumpibles
Obligatorio
Instalaciones en edificios con sistema de
protección externa contra descargas
atmosféricas o contra rayos tales como:
Pararrayos, puntas Franklin, jaulas de
Faraday instalados en el mismo edificio o en
un radio menor de 50 mts.
Todas las instalaciones, ya sean industriales,
terciarias, viviendas, etc.
Obligatorio
En todas las instalaciones que se englobaran en estas descripciones generales contenidas en la tabla
A mostradas en ambas diapositivas será OBLIGATORIO el uso de protectores contra sobretensiones
TRANSITORIAS
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Situaciones
Normativa
CTE y REBT
Ejemplos
Requisitos
Viviendas (cuando no sea obligatorio según
los casos anteriores)
-con sistemas de telecomunicaciones en
azotea.
-Con sistemas domóticos ( ITC-BT-51)
Instalaciones en zonas con más de 20 días
de tormenta al año
Todas las instalaciones, ya sean industriales,
terciarias, viviendas, etc.
Recomendado
Riesgo de fallo afectando las instalaciones y
equipos de los locales de publica
concurrencia que no sean servicios de
seguridad.
Los locales incluidos en la ITC-BT-28
Recomendado
Equipos especialmente sensibles y
costosos
Pantallas de plasma, ordenadores, etc.
Recomendado
Actividades industriales y comerciales no
incluidas en la tabla A
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Recomendado
Recomendado
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Situaciones
Sobretensiones: Introducción
Oficina:
Ordenadores
Servidor
Faxes
Servicio telefónico
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Hogar:
Televisión
Ordenador
Electrodomésticos
Sistemas de alarma
Sobretensiones: Introducción
Las estadísticas de las compañías de seguros para instalaciones electrónicas
demuestran que hasta el 25% de los daños se producen debido a
sobretensiones.
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Las sobretensiones transitorias pueden provocar la destrucción o el
envejecimiento prematuro de los equipos
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Sobretensiones: Introducción
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Sobretensiones: Introducción
KV-ISO 30
Factor 26
22
18
14
10
6
2
Sobretensiones
de conmutación
Aumentos ocasionales
de tension
Armónicos
Variaciones lentas y
rápidas de tensión
Huecos de tensión
Interrupciones breves
Ûr
v
6000
(IV)
4000
(III)
2500
(II)
1500
(I)
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Sobretensiones
de rayos
Perturbaciones transmitidas a la red en forma de impulsos de tensión con un valor de pico y duración que
determina su denominación
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Nivel isoceráunico en España
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REBT
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