AEA 92305-4

ASOCIACIN ELECTROTCNICA ARGENTINA

DESDE 1913

PROTECCIN CONTRA LAS DESCARGAS ELCTRICAS ATMOSFRICAS

ASOCIACIN ELECTROTCNICA

ARGENTINA Redes de potencia y de comunicaciones dentro de las estructuras

AEA 92305-4 Edicin 2007 Pgina i

Prlogo

- La Asociacin Electrotcnica Argentina es una institucin civil sin fines de lucro, de carcter privado, creada para fomentar el desarrollo de todos los campos de la Elec-trotecnia. Es el mbito adecuado para el estudio e informacin de los aspectos tericos de la Ingeniera Elctrica, como as tambin para el establecimiento de documentos normativos, en todo lo referente a las aplicaciones tecnolgicas y a los avances e in-novaciones en este campo. Fue creada el 18 de octubre de 1913 por un grupo de veinticinco especialistas y desde ese mismo ao es sede del Comit Electrotcnico Argentino (CEA), representante na-cional de la International Electrotechnical Commission (IEC), que propiciara en su poca el Ing. Jorge Newbery.

- Los documentos normativos producidos tienen la forma de recomendaciones de uso

nacional y se publican bajo la forma de Reglamentaciones, Normas, Especificaciones Tcnicas, Guas, Documentos Tcnicos o Informes Tcnicos, que han sido adoptados por diversas Leyes, Decretos, Ordenanzas y Resoluciones de carcter oficial.

- Las decisiones formales o acuerdos de la Asociacin Electrotcnica Argentina en te-

mas tcnicos expresan el consenso de la opinin nacional en temas relevantes, dado que cada Comit de Estudio tiene representacin de todos los sectores interesados.

- El Comit de Estudio CE 00 Normas de Concepto tiene como principal objetivo la

redaccin de documentos normativos, que puedan ser utilizados como plataforma y ayuden a reafirmar las prescripciones y recomendaciones vertidas en todos los do-cumentos de la AEA. En otro orden, representan una invalorable ayuda para el profe-sional y los especialistas y un material didctico que aporta un significativo valor agregado a los establecimientos educacionales que se encuentren vinculados con la electrotecnia.

- El carcter de las Normas de Concepto y sus Informes Tcnicos asociados, tiene su origen en las ciencias bsicas y las especficas dentro del campo de la Electrotecnia; este principio indica canalizar el proceso de Discusin Pblica hacia las Universidades, Escuelas Tcnicas, Consejos y Colegios Profesionales, adems de todo otro sector que desee contribuir al perfeccionamiento del material a emitir.

- No se puede considerar a la Asociacin Electrotcnica Argentina responsable de nin-

guna instalacin, equipo o material declarado de estar en conformidad con alguna de sus Reglamentaciones o Normas.

- El presente documento normativo sigue los lineamientos establecidos en ISO/IEC

Guide 21 Adoption of Internacional Standards as regional or nacional standards.




AEA 92305-4 Edicin 2007 Pgina ii

Comit de Estudio CE 00

Normas de Concepto

Integrantes

Presidente Ing. MANILI, Carlos M. (INSPT-UTN)

Secretario Ing. GARCA DEL CORRO, Carlos (AEA)

Miembros permanentes Ing. BRUGNONI, Mario (FIUBA)

Ing. GALIZIA, Carlos (CONSULTOR)

Tc. MANILI, Carlos I. (AEA)

Invitados especialistas

Ing. BERGLIAFFA, Miguel (FEMMI S.A.) Ing. MUOZ, Horacio (UNAM)

Ing. CAMPUS, Juan Jos (UTN FRT) Ing. PINTO, Roberto (UNSE)

Ing. CARLOROSI, Mauro (UTN FRT) Ing. POCLAVA, Daniel (COPAIPA)

Ing. COMESAA, Martn (APE SMA) Ing. PUJADAS, Delia (UTN FRM)

Ing. FONSECA, Alberto (UTN FRD) Ing. REVERSAT, Jos (UNAM)

Ing. GALLO, Salvador (UTN FRT) Ing. ROZA, Fernando (EDEN)

Ing. GONZLEZ, Ral (EDENOR S.A.) Ing. SOLBEIZON, Hctor (UNLP - UBA)

Ing. HAMAKERS, Carlos (UNT) Ing. TOURN, Daniel (UNRC)

Tc. IBARRA, Jorge (COPAIPA) Ing. VINSON, Edgardo (EDENOR S.A.)

Ing. MANZANO, Marcelo (EPRET) Ing. ZAMANILLO, Germn (UNRC)

Ing. MARAMONTI, Atilio (CEDIE)




AEA 92305-4 Edicin 2007 Pgina iii

Comisin de Normas

Integrantes

Presidente Ing. BROVEGLIO, Norberto

Secretario Ing. FISCHER, Natalio

Miembros permanentes Ing. GALIZIA, Carlos

Ing. IACONIS, Alberto

Ing. OSETE, Vctor

Ing. PUJOLAR, Jorge




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AEA 92305


PARTE 4

REDES DE POTENCIA Y DE COMUNICACIONES DENTRO DE LAS ESTRUCTURAS





AEA 92305

Proteccin contra las Descargas Elctricas Atmosfricas

Parte 4: REDES DE POTENCIA Y DE COMUNICACIONES

DENTRO DE LAS ESTRUCTURAS NDICE GENERAL

Clusula Subclusula Contenido Pgina

1 Dominio de aplicacin 6

2 Referencias normativas 6

3 Trminos y definiciones 7

4 Proyecto e instalacin del sistema de proteccin contra el pulso electromagntico (LPMS) 10

4.1 Proyecto de un sistema de medidas de proteccin contra el pulso electromagntico (LPMS) 14

4.2 Zonas de proteccin contra el rayo LPZ 15

4.3 Medidas de proteccin bsicas contra el pulso electromagntico (LPMS) 20

5 Puesta a tierra y equipotencializacin 21

5.1 Electrodos de puesta a tierra 21

5.2 Red de equipotencializacin 23

5.3 Barras de equipotencializacin 28

5.4 Equipotencializacin en la frontera de una zona LPZ 28

5.5 Materiales y dimensiones de los componentes de la equipotencializacin 29

6 Blindaje magntico y recorrido de los cables 29

6.1 Blindaje tridimensional (espacial) 29

6.2 Blindaje de las lneas internas 30

6.3 Recorrido de las lneas internas 30

6.4 Blindaje de las lneas externas 30

6.5 Materiales y dimensiones de los blindajes magnticos 30

7 Proteccin coordinada de descargadores 31

8 Gestin de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico 31

8.1 Mtodo de gestin de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico 32

8.2 Inspeccin de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico 34

8.3 Mantenimiento 35





Anexos Contenido Pgina

Anexo A (Informativo) Elementos esenciales para la evaluacin del entorno electromagntico dentro de una zona LPZ 36

Anexo B (Informativo) Implementacin de medidas de proteccin contra el pulso electromagntico (LEMP) en estructuras existentes 63

Anexo C (Informativo) Coordinacin de descargadores 81

Anexo D (Informativo) Seleccin y montaje de descargadores coordinados 100

ndice de figuras

Figura 1 Principio general de divisin en diferentes zonas de proteccin contra el rayo 11

Figura 2 Proteccin contra el pulso electromagntico Ejemplos de posibles sistemas de me-didas contra el pulso electromagntico (LPMS) 13

Figura 3 Ejemplos de zonas LPZ interconectadas 17

Figura 4 Ejemplos de zonas de proteccin contra el rayo (LPZ) extendidas 19

Figura 5 Ejemplo de red de puesta a tierra tridimensional combinando los electrodos de puesta a tierra y las conexiones de equipotencializacin 21

Figura 6 Electrodo de tierra mallado de una planta 22

Figura 7 Utilizacin de las barras de refuerzo de la estructura de hormign para la equipotencia-lizacin 24

Figura 8 Equipotencializacin en una estructura con armadura de acero 25

Figura 9 Integracin de redes electrnicas en una red de equipotencializacin 26

Figura 10 Combinaciones de mtodos de integracin de redes internas electrnicas con la red de equipotencializacin 27

Figura A.1 Situacin de pulso electromagntico derivado de un impacto directo de rayo 38

Figura A.2 Simulacin del crecimiento del campo magntico debido a oscilaciones amortiguadas 40

Figura A.3 Blindaje de un gran volumen realizado por armaduras y marcos metlicos 42

Figura A.4 Volumen para los sistemas elctricos y electrnicos dentro de una zona LPZ n 43

Figura A.5 Reduccin de los efectos de induccin por eleccin del recorrido de los cables y por blindaje 45

Figura A.6 Ejemplo de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico para un edificio de oficinas 46

Figura A.7 Evaluacin de los campos magnticos en el caso de un impacto directo del rayo 48

Figura A.8 Evaluacin del campo magntico en el caso de un impacto de rayo prximo 50

Figura A.9 Distancia sa en funcin del radio de la esfera rodante y de las dimensiones de la estruc-tura 53

Figura A.10 Tipos de blindajes tridimensionales mallados de grandes dimensiones 55

Figura A.11 Intensidad de campo magntico H1/mx en un blindaje mallado del Tipo 1 56

Figura A.12 Intensidad de campo magntico H1/mx en un blindaje mallado del Tipo 1 57

Figura A.13 Ensayo de bajo nivel para determinar el campo magntico dentro de una estructura blindada 58

Figura A.14 Tensiones y corrientes inducidas en una espira formada por las lneas de ingreso a un equipo 59





ndice de figuras Pgina

Figura B.1 Actualizacin de las medidas de proteccin contra el pulso electromagntico (LEMP) y compatibilidad electromagntica (CEM) en estructuras existentes 65

Figura B.2 Posibilidades de creacin de zonas LPZ en estructuras existentes 71

Figura B.3 Reduccin de las dimensiones de la espira utilizando cables blindados prximos a un panel metlico 74

Figura B.4 Ejemplos de paneles metlicos utilizados como blindajes complementarios 75

Figura B.5 Proteccin de antenas y otros equipamientos exteriores 77

Figura B.6 Blindajes naturales provistos por escaleras y canalizaciones puestas a tierra 78

Figura B.7 Ubicaciones ideales para las lneas en los mstiles (corte transversal de una mstil o torre reticulada) 79

Figura C.1 Ejemplo de instalacin de descargadores en una red de potencia 82

Figura C.2 Modelo bsico de coordinacin energtica de descargadores 84

Figura C.3 Combinacin de dos descargadores del tipo de limitacin de tensin 86

Figura C.4 Ejemplo con dos descargadores por limitacin de tensin MOV 1 y MOV 2 87

Figura C.5 Asociacin de un descargador del tipo por corte de tensin (va de chispas) y de un descargador del tipo de limitacin de tensin por varistor (MOV) 88

Figura C.6 Ejemplo con un descargador por corte de tensin (va de chispas) y un descargador por limitacin de tensin (varistor) MOV) 90

Figura C.7 Determinacin de la inductancia de desacople para corrientes de impulso de forma de onda 10/350 s y 0,1 kA/s 91

Figura C.8 Ejemplo de coordinacin de un descargador a recorte de tensin (va de chispas) y de un descargador del tipo de limitacin de tensin por varistor (MOV) con una onda de impulso 10/350 s

93

Figura C.9 Ejemplo de coordinacin de un descargador a recorte de tensin (va de chispas) y de un descargador del tipo de limitacin de tensin por varistor (MOV) con una onda de impulso 0,1 kA/s

95

Figura C.10 Principio de coordinacin segn la variante I descargadores por limitacin de tensin 96

Figura C.11 Principio de coordinacin segn la variante II descargadores por limitacin de tensin 97

Figura C.12 Principio de coordinacin segn la variante III descargador por recorte de tensin y descargadores por limitacin de tensin 97

Figura C.13 Principio de coordinacin segn la variante IV varios descargadores en un nico dispositivo 98

Figura C.14 Principio de coordinacin segn el mtodo de la energa pasante 99

Figura D.1 Sobretensiones entre un conductor activo y la barra de puesta a tierra 101

ndice de tablas

Tabla 1 Secciones mnimas para los componentes de las redes de equipotencializacin 29

Tabla A.1 Ejemplos para i0/mx = 100 kA y w = 2 m 49

Tabla A.2 Atenuacin magntica de un blindaje tridimensional mallado en el caso de una onda plana 51

Tabla A.3 Radio de la esfera rodante correspondiente a la mxima corriente de descarga del rayo 53

Tabla A.4 Ejemplos para i0/mx = 100 kA y w = 2 m correspondiente a un SF = 12,6 dB 54

Nininaimpulso 0,1 kA/s





ndice de tablas Pgina

Tabla B.1 Caractersticas de las estructuras y de su entorno 63

Tabla B.2 Caractersticas de las instalaciones 64

Tabla B.3 Caractersticas del equipamiento 64

Tabla B.4 Otras preguntas necesarias para la determinacin conceptual de la proteccin 64





PARTE 4

REDES DE POTENCIA Y DE COMUNICACIONES

DENTRO DE LAS ESTRUCTURAS

1 Dominio de aplicacin La presente parte de AEA 92305 suministra las informaciones relativas al proyecto, la instalacin, la inspeccin, el mantenimiento y los ensayos de una instalacin de proteccin contra el pulso electro-magntico derivado de la descarga del rayo (PEMR). Estas instalaciones sern adoptadas en una estructura para reducir el riesgo permanente de fallas de las redes de potencia y comunicaciones de-bido a los pulsos electromagnticos derivados de la descarga del rayo. Este documento no trata de las protecciones contra las perturbaciones electromagnticas debidas al rayo y susceptibles de producir el mal funcionamiento de las redes de comunicaciones. Sin embargo, las informaciones del Anexo A pueden ser utilizadas para evaluar esas perturbaciones. Las medidas de proteccin contra las interferencias electromagnticas son tratadas en AEA 90364-4-44 y en la serie IEC 61000. El presente documento brinda directivas para la cooperacin entre el proyectista de las redes de po-tencia y de comunicaciones y el proyectista de las medidas de proteccin para tratar de obtener la proteccin ms eficaz. Este documento no trata el proyecto de detalle de la red de potencia y de comunicaciones en s mis-mas. 2 Referencias normativas Los siguientes documentos de referencia son indispensables para la aplicacin de este documento. Para referencias fechadas, slo se aplica la edicin citada. Para referencias sin fecha, se aplica la ltima edicin del documento referido (incluyendo cualquier enmienda) AEA 90364-4-44: 2006, Reglamentacin para la ejecucin de instalaciones elctricas en inmuebles Parte 4-44: Protecciones para preservar la seguridad Proteccin contra las perturbaciones electro-magnticas AEA 90364-5-53: 2006, Reglamentacin para la ejecucin de instalaciones elctricas en inmuebles Parte 5-53: Seleccin y montaje del equipamiento elctrico Seccionamiento, interrupcin y comando IEC 60664-1: 2002, Coordinacin de la aislacin para equipos en sistemas de baja tensin Parte 1: Principios, requisitos y ensayos IEC 61000-4-5: 1995, Compatibilidad electromagntica (CEM) Parte 4-5: Tcnicas de ensayo y me-dicin Ensayo de inmunidad frente a las ondas de choque IEC 61000-4-9: 1993, Compatibilidad electromagntica (CEM) Parte 4-9: Tcnicas de ensayo y me-dicin Ensayo de inmunidad frente al pulso electromagntico





IEC 61000-4-10: 1993, Compatibilidad electromagntica (MEM) Parte 4-10: Tcnicas de ensayo y medicin Ensayo de inmunidad frente al campo magntico oscilatorio amortiguado IEC 61000-5-2: 1997, Compatibilidad electromagntica (CEM) Parte 5-2: Guas para la instalacin y atenuacin Seccin 2: Cableado y puesta a tierra IEC 61643-1: 1998, Dispositivos de proteccin contra las sobretensiones conectadas a las redes de distribucin de baja tensin Parte 1: Requisitos de funcionamiento y mtodos de ensayo IEC 61643-12: 2002, Descargadores para baja tensin Parte 12: Descargadores conectados a la red de distribucin de baja tensin Principios de eleccin y de aplicacin IEC 61643-21: 2000, Descargadores para baja tensin Parte 21: Descargadores conectados a las redes de sealizacin y comunicaciones Requisitos de funcionamiento y mtodos de ensayo IEC 61643-22: 2004, Descargadores para baja tensin Parte 22: Descargadores conectados a las redes de sealizacin y comunicaciones Principios de eleccin y de aplicacin AEA 92305-0, Proteccin contra las descargas elctricas atmosfricas Parte 0: Carta de nivel iso-cerunico medio anual AEA 92305-1, Proteccin contra las descargas elctricas atmosfricas Parte 1: Principios generales AEA 92305-2, Proteccin contra las descargas elctricas atmosfricas Parte 2: Evaluacin del riesgo AEA 92305-3, Proteccin contra las descargas elctricas atmosfricas Parte 3: Daos a las estruc-turas y riesgo para la vida humana ITU-T Recomendacin K.20: 2003, Inmunidad de los equipos de telecomunicaciones instalados en un centro de telecomunicaciones a las sobretensiones y a las sobreintensidades ITU-T Recomendacin K.21: 2003, Inmunidad de los equipos de telecomunicaciones instalados en los locales de los abonados a las sobretensiones y a las sobreintensidades 3 Trminos y definiciones Para las necesidades del presente documento, son aplicables los trminos y las definiciones siguientes, as como las dadas en las distintas partes de AEA 92305. 3.1 Red de potencia Red que comprende los componentes de la alimentacin de potencia en baja tensin. 3.2 Red de comunicaciones Red que comprende los componentes electrnicos sensibles tales como los equipos de comunica-ciones, sistemas de procesamiento de datos, de comando, de instrumentacin, de radiocomunicacio-nes e instalaciones electrnicas de potencia.





3.3 Red interna Red de potencia y de electrnica dentro de una estructura. 3.4 Pulso electromagntico generado por el rayo LEMP Efectos electromagnticos debidos a la corriente de descarga del rayo. Nota: Estos efectos comprenden las ondas transmitidas as como los efectos inducidos debido al campo electromagntico. 3.5 Impulso Onda transitoria que crea una sobretensin y/o una sobrecorriente causada por un pulso electromag-ntico. Nota: Las ondas de impulso debidos a los pulsos electromagnticos pueden ser provocados por corrientes (parciales) de rayo, a partir de los efectos inductivos en las espiras de la instalacin y como una tensin residual aguas abajo de los descar-gadores. 3.6 Tensin resistida al impulso

WU Tensin resistida al impulso asignada por el fabricante del equipo o de una parte del mismo, caracte-rizando la capacidad especfica de su aislacin para soportar las sobretensiones. Nota: A los propsitos de este documento, slo se considera la tensin resistida entre conductores activos y de tierra. 3.7 Nivel de proteccin contra el rayo LPL (por su sigla en idioma ingls Lightning Protection Level) Nmero relacionado a un conjunto de valores de los parmetros de la corriente de rayo, relativos a la probabilidad de que los valores mximos y mnimos de proyecto no sern excedidos durante la apari-cin natural de una tormenta. Nota: El nivel de proteccin contra el rayo se utiliza para proyectar medidas de proteccin, conforme a un conjunto de valores significativos de los parmetros de la corriente de rayo. 3.8 Zona de proteccin contra el rayo LPZ (por su sigla en idioma ingls Lightning Protection Zone) Zona donde se define el medioambiente electromagntico de la descarga elctrica atmosfrica. Nota: Los lmites de una zona de proteccin contra el rayo no necesariamente son lmites fsicos (por ejemplo: paredes, piso y techo).





3.9 Sistema de medidas de proteccin contra pulso electromagntico del rayo LPMS Conjunto de medidas de proteccin para sistemas internos contra el LEMP. 3.10 Blindaje mallado del espacio Blindaje magntico caracterizado por sus aberturas. 3.11 Electrodo de puesta a tierra Parte de la instalacin exterior destinada a conducir y a disipar la corriente de descarga del rayo a la tierra. 3.12 Red de equipotencializacin Red de conductores que interconectan las partes conductoras de la estructura y los sistemas internos (excluyendo a los conductores activos) al electrodo de puesta a tierra. 3.13 Sistema de puesta a tierra Sistema completo que combina el electrodo de puesta a tierra y la red de equipotencializacin. 3.14 Dispositivo de Proteccin contra Sobretensiones DPS Dispositivo destinado a limitar sobretensiones transitorias y dispersar las corrientes de rayo. Contiene al menos un componente no lineal. 3.15 Descargador probado bajo Iimp Descargador que soporta una corriente parcial de descarga del rayo con una forma de onda tpica 10/350 s requiriendo un ensayo a la corriente de impulso de esas caractersticas Iimp. Nota: Para las redes de potencia, una corriente adecuada Iimp est definida para el procedimiento de ensayo de la Clase I en la norma IEC 61643-1. 3.16 Descargador probado bajo In Descargador que soporta una corriente de impulso con forma de onda tpica 8/20 s requiriendo un ensayo a la corriente de impulso de esas caractersticas In. Nota: Para las redes de potencia, una corriente adecuada In est definida para el procedimiento de ensayo de la Clase II en la norma IEC 61643-1. 3.17 Descargador probado bajo onda combinada Descargador que soporta una corriente de impulso con forma de onda tpica 8/20 s requiriendo un ensayo a la corriente de impulso de esas caractersticas Isc.





Nota: Para las redes de potencia, una onda combinada de ensayo est definida en el mtodo de ensayo de la Clase III en la norma IEC 61643-1 definiendo la tensin a circuito abierto Uoc 1,2/50 s y la corriente de cortocircuito Isc 8/20 s de un ge-nerador de onda combinada de 2 . 3.18 Descargador del tipo de corte por tensin Descargador que presenta una elevada impedancia en ausencia de impulso, pero que presenta un sbito cambio a una impedancia de bajo valor en respuesta a un impulso de tensin. Nota 1: Los componentes habituales utilizados como dispositivos de corte por tensin son por ejemplo, las vas de chispas, los tubos de descarga gaseosa, los tiristores (SCR) y los triacs. Estos descargadores son conocidos a veces como del tipo crowbar. Nota 2: Los descargadores de corte por tensin presentan una caracterstica tensin/corriente discontinua. 3.19 Descargadores del tipo limitador de sobretensiones Descargador que presenta una impedancia elevada en ausencia de impulso, pero que disminuye de forma continua con el aumento de la corriente o la tensin de impulso. Nota 1: Ejemplos de estos dispositivos de caracterstica no lineal son los varistores y diodos supresores de picos. Estos descargadores son conocidos a veces como dispositivos recortadores (clamping devices). Nota 2: Los descargadores limitadores de sobretensiones presentan una caracterstica tensin/corriente continua. 3.20 Descargadores del tipo combinado Descargadores que comprenden el tipo de corte por tensin y el tipo de limitador de sobretensiones y pueden cortar por tensin, limitar la tensin o ambas cosas a la vez y en los cuales su comportamiento depende de las caractersticas de la tensin aplicada. 3.21 Proteccin coordinada de DPS Conjunto de DPS adecuadamente seleccionados, coordinados e instalados para reducir fallas en los sistemas elctricos y electrnicos. 4 Proyecto e instalacin del sistema de proteccin contra el pulso electromagn-tico (LPMS) Las redes de potencia y de comunicaciones estn sujetas a daos por el pulso electromagntico pro-veniente de la descarga del rayo (LEMP). Por este motivo debern ser previstas medidas de proteccin para evitar fallas en las redes internas. La proteccin contra el pulso electromagntico (LEMP) se fundamenta en el concepto de zona de proteccin contra el rayo (LPZ): el volumen donde existen redes internas a proteger debe ser dividido en zonas de proteccin contra el rayo (LPZ). Estas zonas son, tericamente, volmenes asignados del espacio dentro de los cuales la severidad del pulso electromagntico es compatible con el nivel de inmunidad (resistencia al impulso) (ver Figura 1). Las zonas sucesivas estn caracterizadas por modi-ficaciones significativas en la severidad del LEMP. Las fronteras de una zona est definida por las medidas de proteccin utilizadas (ver Figura 2).





Red depotencia

Antena

Mstil o riel

Fronterade LZP 1

Red detelecomunicaciones

Ubicacinde lapuesta atierra

Caerade agua

Equipo

LPZ 2

Fronterade LPZ 2

LPZ 1

LPZ 0

Unin directa o a travs de un SPD apropiado de los servicios ingresantes

Nota: Esta figura muestra un ejemplo de divisin de una estructura en zonas de proteccin contra el rayo interiores. Las canalizaciones metlicas de los servicios que penetran en la estructura estn puestas a tierra por conexiones a la barra equi-potencial a la entrada de la LPZ 1. Adems las canalizaciones metlicas que ingresan en la LPZ 2 (por ejemplo una sala de computacin) estn puestos a tierra a las barras equipotenciales a la entrada de la LPZ 2.

Figura 1 Principio general de divisin en diferentes zonas de proteccin contra el rayo





Aparato(vctima)

Envolvente

Blindaje LPZ 2

LPS + Blindaje LPZ 1

LPZ 2

LPZ 1

SPD 1/2(SB)

SPD 0/1(MB)

Corriente parcial dedescarga del rayo

LPZ 0lo, Ho

H1

H0

U2, I2 U1, I1 U0, I0

H2

Figura 2a LPMS utilizando blindaje mallado espacial y una proteccin coordinada de des-cargadores Equipos protegidos contra los impulsos conducidos (U2





H0

LPS (No blindada)

LPZ 1

LPZ 0lo, Ho

H2

Aparato(Vctima)

Envoltura o chasisblindados

U2, I2

U0, I0

SPD 0/1/2(MB)


H2LPZ 2

= Frontera blindada

= Frontera no blindada

Figura 2c LPMS utilizando un cable apantallado y un descargador a la entrada de la LPZ 1 - Equipos protegidos contra los impulsos conducidos (U2 < Uo e I2 < Io) y contra los campos

magnticos inducidos (H2 < Ho)

LPS (No blindada) LPZ 0lo, Ho

LPZ 1

H0

H0

U2, I2 U1, I1 U0, I0

SPD 1/2(SB)

SPD 0/1(MB)


Aparato(Vctima)

Envoltura

SPD(SA)

= Frontera blindada

= Frontera no blindada

Figura 2d Sistema de proteccin contra el pulso electromagntico utilizando exclusivamente proteccin por descargadores coordinados- Equipos protegidos contra los impulsos condu-

cidos (U2





Las fallas permanentes de las redes de potencia y de comunicaciones debidas a los pulsos electro-magnticos pueden ser causadas por:

- los impulsos conducidos e inducidos sobre los equipos por el cableado de conexin; - los efectos de los campos magnticos inducidos sobre los equipos mismos.

Nota 1: Las fallas debidas a los campos magnticos directos son despreciables si los equipos conforman los ensayos de emisin y de inmunidad definidos en las normas de compatibilidad electromagntica correspondientes. Nota 2: Para los materiales no conformes a las normas de compatibilidad correspondientes, el Anexo A da informaciones para ejecutar la proteccin contra los efectos directos de los campos magnticos. El nivel de resistencia de estos equipos ser elegido de acuerdo con IEC 61000-4-9 e IEC 61000-4-10. 4.1 Proyecto de un sistema de medidas de proteccin contra el pulso electromagntico (LPMS) Los sistemas de medidas de proteccin contra el pulso electromagntico pueden ser proyectados para la proteccin de los equipos contra los impulsos y contra los campos magnticos. La figura 2 da ejemplos: Un sistema de proteccin contra los pulsos electromagnticos empleando blindajes mallados

espaciales y descargadores coordinados proteger contra los campos magnticos inducidos y contra los impulsos conducidos (ver Figura 2a). Estas protecciones dispuestas en cascada pueden reducir la amenaza de campos magnticos e impulsos a un bajo nivel.

Un sistema de proteccin contra los pulsos electromagnticos empleando un blindaje mallado

espacial en la zona LPZ 1 y un descargador a la entrada de la zona LPZ 1 puede proteger los aparatos contra los campos magnticos inducidos y contra los impulsos (ver Figura 2b).

Nota 1: La proteccin podra ser insuficiente, si el campo magntico permanece muy alto (debido a la baja eficacia de blindaje en LPZ 1) o si el nivel de impulso permanece muy alto (nivel de proteccin del descargador muy elevado o efectos de induccin en el cableado aguas abajo del descargador). Un sistema de proteccin contra los pulsos electromagnticos utilizando cables blindados

combinados con envolturas blindadas, protegern contra los campos magnticos inducidos. El descargador a la entrada de la zona LPZ 1 proveer proteccin contra los impulsos conducidos (ver figura 2c). Para obtener una disminucin del nivel de amenaza puede requerirse un des-cargador de caractersticas especiales (por ejemplo: etapas coordinadas en el interior) para obtener un nivel de proteccin suficientemente bajo.

Un sistema de proteccin contra los pulsos electromagnticos formado solamente por des-

cargadores coordinados es eficaz para la proteccin de equipos insensibles a los campos magnticos inducidos porque los descargadores aseguran solamente la proteccin contra los impulsos (ver Figura 2d). Una proteccin de un nivel ms bajo puede ser obtenida utilizando descargadores coordinados.

Nota 2: Las soluciones conformes a las Figuras 2a, 2b y 2c son recomendadas particularmente para los equipos que no conforman las normas de compatibilidad electromagntica (CEM). Nota 3: Un sistema de proteccin contra el rayo conforme con AEA 92305-3 que solamente emplea descargadores co-nectados a la red de equipotencializacin no protege contra las fallas a las redes de potencia y comunicaciones sensibles. El sistema de proteccin contra el rayo puede ser mejorado reduciendo las dimensiones de la malla y eligiendo descargadores adecuados, constituyendo stos componentes efectivos del sistema de proteccin contra el pulso electromagntico.





4.2 Zonas de proteccin contra el rayo LPZ Segn la amenaza de descarga de rayo, son definidas las siguientes zonas de proteccin contra el rayo (ver AEA 92305-1): Zonas exteriores: LPZ 0 Zona puesta en peligro por los campos elctrico y magntico no atenuados y donde los sis-temas internos pueden estar sujetos a corrientes de impulso parciales o totales. La zona LPZ 0 es subdividida en: LPZ 0A Zona puesta en peligro por la amenaza de impacto directo del rayo o campo electromagntico total debido a la descarga del rayo. Los sistemas internos pueden estar sujetos a corrientes de impulso totales. LPZ 0B Zona protegida de la amenaza de impacto directo del rayo pero donde la amenaza es el campo electromagntico total debido a la descarga del rayo. Los sistemas internos pueden estar su-jetos a corrientes de impulso parciales. Zonas interiores (protegidas contra los impactos directos del rayo) LPZ 1 Zona donde la corriente de impulso est limitada por la reparticin de la corriente y por los descargadores dispuestos en la frontera. El blindaje mallado espacial puede atenuar el campo elec-tromagntico debido a la descarga del rayo. LPZ 2n Zona donde la corriente de impulso puede estar muy limitada por reparto de la corriente y por descargadores adicionales dispuesto en la frontera. Un blindaje mallado espacial adicional puede ser usado para atenuar an ms el campo electromagntico debido a la descarga del rayo. Los SPCR son mejorados por los LPMS, por ejemplo instalando descargadores y/o blindajes magn-ticos (ver Figura 2). En funcin del nmero, del tipo y de la resistencia al impulso de los equipos a proteger, un SPCR apropiado puede ser definido. Este, podra incluir pequeas zonas locales (por ejemplo: envolturas de equipos) o grandes zonas integrales (por ejemplo: todo el volumen de la es-tructura) (ver Figura B.2). La interconexin de SPCR del mismo nivel de proteccin pueden ser necesaria si dos estructuras separadas son conectadas por redes de comunicaciones o debe ser reducido el nmero de descar-gadores (ver Figura 3).





Figura 3 Ejemplos de zonas LPZ interconectadas La extensin de una LPZ dentro de otra LPZ podra ser necesaria en casos especiales o puede ser utilizada para reducir el nmero de descargadores requerido (ver Figura 4). Informacin complementaria sobre la evaluacin electromagntica detallada de una LPZ se da en el Anexo A.





Figura 4 Ejemplos de zonas de proteccin contra el rayo (LPZ) extendidas





4.3 Medidas de proteccin bsicas contra el pulso electromagntico (LPMS) Las medidas de proteccin bsicas contra el pulso electromagntico incluyen: Puesta a tierra y equipotencializacin (ver clusula 5)

El sistema de puesta a tierra conduce y dispersa la corriente de descarga del rayo a tierra. La equipotencializacin minimiza las diferencias de potencial y puede reducir el campo magntico.

Blindaje magntico y traza de las lneas (ver clusula 6)

El blindaje magntico del espacio atena el campo magntico dentro de la zona LPZ, proveniente de los impactos directos o cercanos a las estructuras y reduce los impulsos internos. El blindaje de las lneas internas, utilizando cables o canalizaciones apantalladas, minimiza los impulsos internos inducidos. El correcto trazado de las lneas internas puede minimizar las espiras y reducir los impulsos internos.

Nota 1: El blindaje espacial, blindaje de las lneas y el trazado pueden utilizarse en forma separada o combinada.

El blindaje de las lneas externas que penetran la estructura reduce la posibilidad de conduccin de los impulsos hasta los sistemas internos.

Proteccin coordinada de descargadores (ver clusula 7)

La proteccin coordinada de descargadores limita los efectos de los impulsos externos e internos. La puesta a tierra y la equipotencializacin deberan ser siempre aseguradas, en particular, la equi-potencializacin de cualquier canalizacin conductora de servicios ya sea en forma directa o a travs de descargadores, en el punto de ingreso a la estructura. Nota 2: Una red de equipotencializacin contra el rayo conforme a AEA 92305-3 proteger solamente contra las chispas peligrosas. La proteccin de las redes internas contra las tensiones y corrientes de impulso necesita de una proteccin coor-dinada de descargadores conforme al presente documento. Otras medidas de proteccin contra el pulso electromagntico pueden ser utilizadas solas o en com-binacin. Las medidas de proteccin contra el pulso electromagntico deben soportar los esfuerzos operacio-nales esperados en el lugar de la instalacin (por ejemplo: temperatura, humedad, atmsfera corrosiva, vibracin, tensin y corriente). La eleccin de la proteccin contra el pulso electromagntico ms adecuada debera ser realizada utilizando el mtodo de anlisis de riesgos conforme a AEA 92305-2, teniendo en cuenta los factores tcnicos y econmicos. Las informaciones prcticas sobre actualizacin de protecciones contra el pulso electromagntico en estructuras existentes son brindadas en el Anexo B.





Nota 3: Otras informaciones sobre la instalacin de medidas de proteccin contra el pulso electromagntico pueden en-contrarse en AEA 90364-4-44. 5 Puesta a tierra y equipotencializacin Una puesta a tierra y equipotencializacin apropiada se basan sobre una red de puesta a tierra com-pleta (ver Figura 5), combinando: - los electrodos de puesta a tierra (dispersando la corriente de descarga del rayo a la tierra) y; - la red de equipotencializacin (minimizando las diferencias de potencial y reduciendo el campo magntico).

Red deequipo-tenciali-zacin

Electrodos de Puesta a Tierra

Nota: Todas las conexiones dibujadas son uniones a los elementos de la estructura metlica o interconexiones. Las conexiones pueden tambin contribuir a interceptar, drenar y dispersar la corriente de descarga del rayo a la tierra.

Figura 5 Ejemplo de red de puesta a tierra tridimensional combinando los electrodos de puesta a tierra y las conexiones de equipotencializacin

5.1 Electrodos de puesta a tierra El sistema de electrodos de puesta a tierra de la estructura debe estar conforme con AEA 90305-3. En aquellas estructuras donde solamente existe red de potencia, puede utilizarse una disposicin del tipo A, pero es preferible una disposicin del tipo B. En las estructuras que contengan sistemas electrnicos, una disposicin del tipo B es obligatoria.





Es recomendable que el anillo de cimientos alrededor de la estructura y/o el conductor de circunvala-cin alrededor de la estructura sean conectados a la red mallada debajo y alrededor de la estructura, siendo la abertura tpica de la malla de 5 m. Esta disposicin mejora el comportamiento del sistema de puesta a tierra. Si la losa armada de la fundacin forma una malla bien definida y est conectada a la puesta a tierra, en forma tpica cada 5 m, esto tambin es adecuado. Un ejemplo de una puesta a tierra mallada se da en la Figura 6.

1

1

3

2

4

Referencias: 1: Inmueble con una red mallada de armaduras 2: Torre dentro de la planta 3: Equipo aislado 4: Canalizacin de cables

Figura 6 Electrodo de tierra mallado de una planta Para reducir las diferencias de potencial entre dos redes internas conectadas a electrodos de puesta a tierra diferentes, pueden ser aplicados los siguientes mtodos:





- conductores mltiples paralelos en la misma canalizacin que los cables, o cables encerrados de-ntro de conductos armados (o presentando una continuidad metlica), integrados en los dos electrodos de puesta a tierra; - utilizacin de cables apantallados donde la pantalla presente una seccin adecuada, conectada en ambos extremos a la tierra. 5.2 Red de equipotencializacin Una red de equipotencializacin de baja impedancia es necesaria para evitar las diferencias de po-tencial peligrosas entre los equipos dentro de la zona LPZ interior. Adems, tal red disminuye tambin e campo magntico (ver Anexo A). La equipotencializacin puede estar formada por una red mallada que incorpora todas las partes conductoras de la estructura o componentes de los sistemas internos y conectando a la tierra las partes metlicas o conductoras y las canalizaciones metlicas de los servicios en la frontera de la zona LPZ directamente o indirectamente por medio de un descargador apropiado. Una red de equipotencializacin mallada tridimensional puede ser ejecutada (ver Figura 5) con una abertura tpica de malla de 5 m. Esta red necesita mltiples conexiones de los elementos metlicos dentro y sobre la estructura (tales como las armaduras del hormign armado, rieles de ascensores, gras, techos metlicos, fachadas metlicas, marcos metlicos de puertas y ventanas, caeras y bandejas metlicas portacables). De igual manera, las barras de equipotencializacin (por ejemplo los conductores de circunvalacin, y barras equipotenciales de los distintos pisos del edificio) y las panta-llas deben estar incluidas. Los ejemplos de redes de equipotencializacin se dan en las Figuras 7 y 8.





10

11

6

9

6

9

6

9

2

1

b

b

a

7

8

4

3

55

Referencias 1: Conductor captor. 2: Cubierta metlica del parapeto del techo 3: Barras de acero de refuerzo de la estructura 4: Malla de conductores complementaria de las armaduras 5: Interconexin de conductores mallados 6: Unin a un borne interno de puesta a tierra 7: Conexin por compresin o soldadura 8: Conexin arbitraria 9: Armadura de acero del hormign armado con malla adicional de conductores 10: Conductor de circunvalacin (eventual) 11: Puesta a tierra de fundacin en anillo a distancia tpica de 5 m para los conductores de la malla complementaria b distancia tpica de 1 m para la conexin de los conductores de la malla con las armaduras

Figura 7 Utilizacin de las barras de refuerzo de la estructura de hormign para la equi-potencializacin





1 2

34

4 5 5

6

7

6

7

8

9

Referencias 1: Equipamiento elctrico de potencia 2: Poste metlico 3: Revestimiento metlico de fachada 4: Conexin equipotencial 5: Equipo elctrico o electrnico 6: Barra de equipotencializacin 7: Armadura de acero del hormign armado (con conductores adicionales mallados) 8: Puesta a tierra de fundacin en anillo 9: Ingreso comn de los distintos servicios

Figura 8 Equipotencializacin en una estructura con armadura de acero





Las partes conductoras (por ejemplo armarios, envolturas, racks) y los conductores de proteccin de los circuitos de las redes internas deben estar puestos a tierra a la red equipotencial segn las siguientes configuraciones (ver Figura 9).

s M

Ss Mm

Configuracin estrellas

Configuracin malladaM

ConfiguracinBsica

Integracinen unared de

equipotencializacin

ERP

ERP

Ss

Mm

Figura 9 Integracin de redes electrnicas en una red de equipotencializacin Si la configuracin en estrella (radial) S es utilizada, todos los elementos metlicos (por ejemplo: los armarios, envolturas, racks) de las redes internas deben ser aislados de forma apropiada con respecto a la tierra. Esta configuracin en estrella debe ser integrada a la puesta a tierra utilizando exclusiva-mente una sola unin a tierra como tierra de referencia, resultando en un tipo Ss. Cuando se utiliza la configuracin S, todos los cables entre los equipos individuales deben correr en forma paralela con los conductores de equipotencializacin siguiendo la configuracin en estrella y evitando la formacin de





espiras. La configuracin S puede ser utilizada donde los sistemas internos estn ubicados en zonas relativamente pequeas y todas las lneas entran a la zona por un nico punto. Si es utilizada la configuracin mallada M, todos los elementos metlicos (por ejemplo armarios, en-volturas y racks) de las redes internas no deben estar aislados de tierra, sino que deben estar inte-grados en una puesta a tierra en mltiples puntos, resultando un tipo Mm. La configuracin M es pre-ferida para las redes internas extensas o por el conjunto de la estructura, donde existen numerosas interconexiones entre distintos equipos individuales y donde las lneas ingresan a la estructura por mltiples puntos. En sistemas complejos, las ventajas de ambas configuraciones ( M y S) pueden ser combinadas como se muestra en la Figura 10, resultando en la combinacin del tipo 1 (Ss asociada a Mm) o la combinacin del tipo 2 (Ms asociada a Mm).

Mm

Ss

ERP

Mm

Ms

ERP

Combinacin 1 Combinacin 2

Integracin enuna red de

equipotencializacin

Ss

Mm

Ms

ERP

Figura 10 Combinaciones de mtodos de integracin de redes internas electrnicas con la

red de equipotencializacin





5.3 Barras de equipotencializacin Las barras de equipotencializacin debern estar instaladas para la puesta a tierra de: - todas la canalizaciones metlicas de servicios entrantes a una zona LPZ (directamente o a travs de

descargadores apropiados), - el conductor de proteccin PE, - los elementos metlicos que forman la red interna (por ejemplo armarios, envolturas, racks), - las pantallas de la LPZ en la periferia y en el interior de la estructura. Para la eficacia de la equipotencializacin, es importante el cumplimiento de las siguientes reglas: - la base para toda medida de equipotencializacin es una red de baja impedancia; - las uniones de equipotencializacin son conectadas a los electrodos de puesta a tierra por el camino

ms corto (longitud no superior a 0,5 m); - los materiales y las dimensiones de las barras de equipotencializacin y de los conductores deben

satisfacer la clusula 5.5; - es conveniente que las conexiones de los descargadores sean lo ms cortas posibles aguas arriba y

aguas debajo de los mismos para evitar las cadas inductivas de tensin; - es conveniente que aguas abajo de la ubicacin del descargador los efectos de la induccin mutua

sean minimizados, sea por reduccin de las espiras de induccin, sea utilizando cables o canaliza-ciones apantalladas.

5.4 Equipotencializacin en la frontera de una zona LPZ Si una zona LPZ est definida, una equipotencializacin de las partes metlicas y de las canalizaciones metlicas de los servicios, redes de potencia y de comunicaciones) debe ser ejecutada en el punto en que penetran la frontera de la LPZ. Nota: Es conveniente que la conexin a tierra de los servicios que penetran en la LPZ 1 sea negociada con los operadores de las redes de potencia y de comunicaciones, con el fin de evitar exigencias conflictivas. La equipotencializacin deber ser ejecutada a travs de las barras de equipotencializacin, las que sern instaladas tan prximas como sea posible del punto de entrada en la frontera. Es conveniente que los servicios penetren la frontera por el mismo punto y sean conectados a tierra en la misma barra. Si los servicios penetran en distintos puntos de una frontera de una LPZ, cada servicio deber estar conectado a una barra de equipotencializacin y las diversas barras estar interconectadas entre s. Con este fin se recomienda la instalacin de un conducto de circunvalacin. Los descargadores de equipotencializacin son siempre requeridos en el punto de entrada a la LPZ con el fin de conectar las lneas de las redes internas entrantes en la LPZ. El nmero de descargadores puede ser reducido utilizando las LPZ interconectadas o extendidas. Los cables apantallados o los conductos metlicos, puestos a tierra en cada extremo de la LPZ, pueden ser utilizados para la interconexin de varios LPZ prximos del mismo nivel o para extender una LPZ hasta la prxima frontera.





5.5 Materiales y dimensiones de los componentes de la equipotencializacin Los materiales, las dimensiones y las condiciones de utilizacin deben estar conformes a AEA 92305-3. Las secciones mnimas deben estar conformes a los valores de la Tabla 1. Las fijaciones deben ser dimensionadas en funcin de los valores de corriente de descarga del rayo correspondiente al nivel de proteccin elegido (ver AEA 92305-1) y los factores que influencian el re-parto de la corriente (ver Anexo B de la AEA 92305-3). Los descargadores deben ser elegidos conforme a la clusula 7.

Tabla 1 Secciones mnimas para los componentes de las redes de equipotencializacin

Componente de equipotencializacin Material Seccin [mm]

Barras de equipotencializacin (cobre o acero zincado) Cu, Fe 50

Conductores de interconexin entre la barras de equipoten-cializacin y los electrodos de puesta a tierra u otras barras de equipotencializacin

Cu

Al

Fe

14

22

50

Conductores de interconexin desde las instalaciones met-licas internas a las barras de equipotencializacin

Cu

Al

Fe

5

8

16

Conductores de conexin para los descargadores

Clase I

Clase II

Clase III

Cu

5

3

1 Nota: Si se utilizan otros materiales, estos debern tener secciones elctricamente equivalentes.

6 Blindaje magntico y recorrido de los cables El blindaje magntico puede disminuir los campos electromagnticos y la magnitud de las corrientes y tensiones de impulso inducidas sobre los sistemas internos. Un recorrido adecuado de las lneas in-ternas pueden tambin minimizar los impulsos internos inducidos. Las dos medidas son eficaces contra las fallas permanentes de las redes internas. 6.1 Blindaje tridimensional (espacial) Un blindaje tridimensional define una zona protegida, que puede cubrir todo el conjunto de la estructura, una de sus partes, un local o una envoltura de equipo solamente. Puede ser un blindaje metlico en forma de malla o continuo o la utilizacin de componentes naturales de la estructura misma (ver AEA 92305-3). Un blindaje tridimensional es admisible donde es ms prctico y til proteger una zona definida de la estructura en lugar de varias piezas individuales de equipo. Los blindajes tridimensionales deberan ser previstos en una etapa temprana del proyecto de la estructura, de una nueva estructura o de un nuevo





sistema interno. La adecuacin de estructuras existentes puede resultar en costos ms elevados y mayores dificultades tcnicas. 6.2 Blindaje de las lneas internas El blindaje podra ser restringido a los cables y al equipo a proteger: cables con pantallas metlicas, conductos metlicos cerrados, envolturas metlicas del equipo son soluciones utilizadas para este propsito. 6.3 Recorrido de las lneas internas Un recorrido adecuado de las lneas internas minimiza las espiras donde es posible la induccin y reduce la creacin de tensiones de impulso internos a la estructura. El rea de las espiras puede ser minimizada disponiendo el recorrido de los cables cerca de componentes naturales de la estructura que han sido puestos a tierra y/o disponiendo las lneas de potencia y comunicaciones juntas. Nota: Alguna distancia entre las lneas de potencia y las de comunicaciones no apantalladas es necesaria para evitar interferencias. 6.4 Blindaje de las lneas externas El blindaje de las lneas externas que penetran en la estructura incluye los blindajes de cables, caeras o conductos metlicos cerrados para cables y conductos de hormign armado. El blindaje de las lneas externas es til, pero a menudo no est dentro de la responsabilidad del proyectista del sistema de proteccin contra el pulso electromagntico LPMS (desde que el dueo de las lneas externas es normalmente la distribuidora de energa elctrica). 6.5 Materiales y dimensiones de los blindajes magnticos En la frontera de LPZ 0 y LPZ 1, los materiales y las dimensiones de los blindajes magnticos (por ejemplo: blindajes tridimensionales tipo malla, blindaje de cables y envolturas de equipos) deben cumplir con los requisitos de AEA 92305-3 para los dispositivos captores y/o conductores de bajada. En particular: - espesor mnimo de las lminas de metal, conductos metlicos, caeras y blindajes de cables de-beran cumplir con la Tabla 3 de AEA 92305-3; - disposiciones de blindajes tridimensionales tipo malla y la seccin mnima de sus conductores, debera cumplir con la Tabla 6 de AEA 92305-3. Para blindajes magnticos no proyectados para transportar las corrientes de descarga del rayo, no se requiere el dimensionamiento de acuerdo con las Tablas 3 y 6 de AEA 92305-3: - en la frontera de las zonas LPZ 1/2 o mayores, si se cumpli con la distancia de separacin s entre el blindaje magntico y el SPCR (ver clusula 6.3 de AEA 92305-3), - en la frontera de cualquier LPZ, si la componente de riesgo RD debida al impacto directo a la es-tructura es despreciable (ver AEA 92305-2).





7 Proteccin coordinada de descargadores La proteccin de los sistemas internos contra las tensiones y corrientes de impulso puede necesitar un tratamiento sistemtico consistente en la utilizacin de descargadores coordinados simultneamente para las redes elctricas de potencia y de comunicaciones. Los principios de eleccin y de instalacin de estos descargadores son idnticos para las redes de potencia y de comunicaciones (ver el Anexo C), pero, en razn de la diversidad de caractersticas de los equipos sensibles (analgicos, digitales, cc o ca, baja o alta frecuencia), la eleccin y la instalacin de los descargadores coordinados es distinta de aquellos concebidos nicamente para la proteccin del sistema elctrico. En un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico utilizando el concepto de las zonas de proteccin y con ms de una zona (LPZ 1, LPZ 2 y mayores), los descargadores debern estar ubi-cados en el ingreso de cada lnea en cada LPZ (ver Figura 2). En un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico que utiliza una zona LPZ 1 solamente, el descargador deber estar ubicado como mnimo en la entrada de la lnea al LPZ 1. En ambos casos, pueden ser requeridos descargadores adicionales si la distancia entre la ubicacin de los descargadores y los equipos a proteger es larga (ver Anexo D). Los ensayos a que ser sometidos los descargadores deben cumplir con: - IEC 61643-1 para los sistemas de potencia, - IEC 61643-21 para los sistemas de comunicaciones y sealizacin La eleccin y la instalacin de los descargadores coordinados deben satisfacer las siguientes normas: - IEC 61643-12 y AEA 90364-5-53 para la proteccin de los sistemas de potencia. - IEC 61643-22 para la proteccin de los sistemas de comunicaciones y sealizacin. Las informaciones bsicas concernientes a la eleccin e instalacin de descargadores coordinados son dadas en el Anexo D. La informacin sobre la magnitud de las tensiones y corrientes de impulso debidas a la descarga del rayo para el dimensionamiento de los descargadores en los diversos puntos de la instalacin estn dados en el Anexo E de AEA 92305-1. 8 Gestin de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico Con el fin de obtener una proteccin eficaz con una inversin mnima, es necesario que el proyecto de las instalaciones de los sistemas internos sea ejecutado durante el proyecto y antes de la construccin del edificio. As es posible optimizar la utilizacin de componentes naturales de la estructura y de elegir el mejor compromiso para la ubicacin de los circuitos y de los equipos. Para las estructuras existentes, el costo de ejecutar un sistema de proteccin contra el pulso electro-magntico es generalmente ms elevado que para las estructuras nuevas. Sin embargo es posible optimizar el costo por una eleccin apropiada de las zonas LPZ y utilizando las instalaciones existentes o mejorndolas.





Una proteccin apropiada contra el pulso electromagntico puede solamente ser alcanzada si: - las disposiciones son definidas por un experto en proteccin contra el rayo, - una excelente coordinacin es realizada entre los diversos expertos implicados en la construccin del edificio y el sistema de proteccin contra el pulso electromagntico (por ejemplo ingenieros civiles y electricistas), - se sigue el plan de gestin indicado en 8.1. Los sistemas de proteccin contra el pulso electromagntico deben ser sometidos a inspeccin y mantenimiento. Si son realizadas modificaciones a la estructura o en los medios de proteccin, es conveniente efectuar una nueva evaluacin de riesgo. 8.1 Mtodo de gestin de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico El planeamiento y la coordinacin de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico nece-sitan una organizacin tal como la definida en la Tabla 2. Comienza por un anlisis de riesgo (AEA 92305-2) para determinar la necesidad de medidas de proteccin para reducir el riesgo a un nivel tolerable. Para cumplir con esto, deben definirse las zonas de proteccin contra la descarga del rayo.





Tabla 2 Plan de gestin de un LPMS para inmuebles nuevos y para modificaciones im-portantes en la construccin o el destino de uso de los inmuebles

Etapa Meta Accin a ser emprendida por

Anlisis preliminar del riesgo 1) Verificacin de la necesidad de protec-cin contra el pulso electromagntico (LEMP)

Si resulta necesario, eleccin del LPMS ms adecuado utilizando el mtodo de anlisis del riesgo

Experto en proteccin contra el rayo 2)

Propietario

Anlisis final del riesgo 1) Es recomendables que la relacin costo / beneficio para las medidas elegidas sea optimizada utilizando nuevamente el mtodo de anlisis de riesgo

Como resultado queda definido lo si-guiente:

El nivel de proteccin y los parmetros del rayo

Las zonas LPZ y sus fronteras

Experto en proteccin contra el rayo 2)

Propietario

Plan de proteccin del LPMS Definicin del LPMS:

Medidas de blindaje tridimensional

Redes de equipotencializacin

Redes de puesta a tierra

Blindaje y recorrido ptimo de las lneas

Blindaje de los servicios entrantes

Proteccin coordinada de descargado-res

Experto en proteccin contra el rayo

Propietario

Arquitecto

Proyectistas de los sistemas internos

Proyectistas de las instalaciones importantes

Proyecto del LPMS Planos generales y Memorias Tcnicas

Preparacin de las listas de materiales

Planos de detalle y cronograma de instalacin

Estudio de Ingeniera o equivalente

Instalacin del LPMS incluyendo super-visin

Calidad de la instalacin

Documentacin

Revisin eventual de los planos

Experto en proteccin contra el rayo

Instalador del LPMS

Estudio de ingeniera

Supervisor

Aprobacin del LPMS Verificacin de la documentacin del sistema

Experto independiente en proteccin contra el rayo

Supervisor

Inspecciones peridicas Verificacin de la conformidad del LPMS Experto en proteccin contra el rayo

Supervisor 1) Ver AEA 92305-2. 2) Con una amplia experiencia y conocimiento de las reglas de instalacin y de compatibilidad electromagntica.





De acuerdo con los niveles de proteccin definidos en AEA 92305-1, y las medidas de proteccin a adoptar, se aplican las siguientes etapas: - debe ser previsto un sistema de puesta a tierra comprendiendo una red de equipotencializacin y un conjunto de electrodos de puesta a tierra; - las partes metlicas externas y los servicios entrantes al inmueble deben ser conectados a tierra, ya sea en forma directa o a travs de descargadores apropiados; - los sistemas internos deben ser integrados al sistema de puesta a tierra; - puede ser utilizado un blindaje tridimensional (espacial) de una zona LPZ asociado a un recorrido ptimo y blindaje de las lneas internas; - deben ser especificados los requisitos para los descargadores coordinados; - para las estructuras existentes, pueden ser necesarias medidas particulares (ver el Anexo B). Luego de esto, la relacin costo/beneficio de las medidas de proteccin elegidas debe ser re-evaluada y optimizada utilizando el mtodo de evaluacin de riesgos nuevamente. 8.2 Inspeccin de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico La inspeccin comprende la verificacin de la documentacin tcnica, inspeccin visual, ensayos y mediciones. El objeto de la inspeccin es verificar que: - el LPMS cumple con el proyecto, - el LPMS es capaz de llevar a cabo su funcin de acuerdo al proyecto, - toda medida de proteccin agregada se ha integrado correctamente al LPMS. Las inspecciones deben ser ejecutadas: - durante la instalacin del LPMS, - despus de la instalacin del LPMS, - peridicamente, - luego de alteraciones de componentes importantes del LPMS, - posiblemente luego de una descarga directa de rayo contra la estructura (por ejemplo cuando sta fuera indicada por el contador de descargas o por un testigo ocular o cuando hubiera evidencia visible de dao a la estructura relacionada al impacto de un rayo. La frecuencia de las inspecciones peridicas deber ser determinada teniendo en consideracin: - el ambiente local, tales como suelos corrosivos o atmsferas corrosivas, - el tipo de medidas de proteccin utilizadas.





8.2.1 Procedimiento de la inspeccin 8.2.1.1 Verificacin de la documentacin tcnica Luego de la instalacin de un nuevo LPMS, la documentacin tcnica debe ser verificada con refe-rencia a la conformidad con las principales normas y a su integracin completa. Consecuentemente la documentacin tcnica debe ser permanentemente actualizada, por ejemplo luego de cualquier alte-racin o extensin del LPMS. 8.2.1.2 Inspeccin visual La inspeccin visual debe ser llevada a cabo para verificar que: - no existen conexiones flojas o sueltas y no hay roturas accidentales de conductores o uniones, - ninguna parte del sistema ha sido debilitada por corrosin especialmente a nivel del suelo, - los conductores de equipotencializacin y los blindajes metlicos estn intactos, - no hay agregados o alteraciones que requieran mayores medidas de proteccin, - no hay indicacin de dao a los descargadores o sus fusibles o interruptores, - se mantiene un adecuado recorrido del cableado, - se mantienen las distancias de seguridad de los blindajes tridimensionales. 8.2.1.3 Mediciones Para aquellas partes de un sistema de puesta a tierra o red de equipotencializacin que no es visible para inspeccin, deben realizarse mediciones de continuidad elctrica. 8.2.2 Documentacin para la inspeccin Es conveniente preparar una gua de inspeccin para facilitar el proceso. Es recomendable que esta gua contenga suficiente informacin para ayudar al inspector en su tarea, de forma que pueda do-cumentar todos los aspectos de la instalacin y sus componentes, los mtodos de ensayo y el registro de los resultados de estos ensayos. El inspector debe preparar un informe que debe ser agregado al informe de proyecto y a los informes de inspeccin precedentes. El informe de inspeccin debe contener por lo menos la informacin relativa a: - estado general del LPMS, - todas las desviaciones con referencia a los requisitos del proyecto, - los resultados de los ensayos efectuados. 8.3 Mantenimiento Luego de la inspeccin, todo defecto detectado debe ser corregido sin demora. Si fuera necesario, la informacin tcnica debe ser actualizada.





Anexo A (informativo)

Elementos esenciales para la evaluacin del entorno electromagntico dentro de una zona LPZ El presente anexo da las informaciones para la evaluacin del entorno electromagntico dentro de una zona LPZ, que puede ser utilizada, a la vez para la proteccin contra el pulso electromagntico y para la proteccin contra la interferencia electromagntica (IEM). A.1 Degradacin de las redes de potencia y comunicaciones por efecto de la descarga del rayo A.1.1 Fuente de degradacin La fuente primaria de degradacin es la corriente de descarga del rayo y su campo magntico aso-ciado, este ltimo poseyendo la misma forma de onda que la corriente de descarga. Nota: Para la proteccin, la influencia del campo elctrico del rayo es menor. A.1.2 Vctimas de la degradacin Las vctimas de la degradacin son los sistemas internos dentro y sobre la estructura, que presentan una inmunidad limitada contra los impulsos y los campos magnticos y que pueden estar sometidos a los efectos de la descarga del rayo y sus campos magnticos asociados. Los materiales en el exterior de la estructura son puestos en peligro por el campo magntico no ate-nuado y eventualmente por el impacto directo del rayo si ellos estn ubicados en emplazamientos expuestos. Los sistemas electrnicos dentro de la estructura son puestos en peligro por el campo electromagntico residual atenuado y por las tensiones y corrientes de impulso internas conducidas o inducidas y por los impulsos externos conducidos por las lneas entrantes. Para la informacin relativa a la inmunidad de la instalacin, es conveniente referirse a las siguientes normas: - La inmunidad de la instalacin est definida en IEC 60664-1 - La inmunidad de los materiales de comunicaciones est definida en las normas UIT-T K.20 y UIT-T

K.21. - El nivel de resistencia al impulso de los materiales est definido en las especificaciones de producto

o puede ser ensayada: La inmunidad contra los impulsos conducidos es demostrada por el ensayo indicado en IEC

61000-4-5, niveles de ensayo de tensin 0,5-1-2-4 kV con onda 1,2/50 s con niveles de corriente de ensayo de 0,25-0,5-1-2 kA con onda 8/20 s.

Nota: Para que ciertos materiales satisfagan las exigencias de las normas mencionadas ms arriba, pueden contener

descargadores integrados. Las caractersticas de estos descargadores pueden afectar las reglas de la coordinacin.

Nininamateriales

Nininamateriales





La inmunidad contra los campos magnticos est definida por el ensayo de IEC 61000-4-9 con

los niveles de ensayo: 100-300-1000 A/m con onda 8/20 s y de IEC 61000-4-10 con los niveles de ensayo: 10-30-100 A/m con frecuencia de 1 MHz.

Los equipos que no conforman con los ensayos de radiofrecuencia (RF), emisin radiada e inmunidad como estn definidos por las principales normas de compatibilidad electromagntica, pueden estar en riesgo cuando son sometidos a campos electromagnticos inducidos. Por otra parte, la falla de equipos que cumplen con esas normas puede ser despreciada. A.1.3 Mecanismos de acoplamiento entre la vctima y la fuente de degradacin La vctima de la degradacin y su nivel de inmunidad deben ser compatibles con la fuente de peligro. Para esto los mecanismos de acoplamiento deben ser controlados de forma apropiada. Esto es al-canzado por la apropiada creacin de zonas de proteccin (LPZ). A.2 Blindaje tridimensional (espacial), blindaje de cables y lneas y recorrido ptimo del cableado El campo magntico causado dentro de una LPZ por descargas de rayo sobre una estructura o sobre el suelo en las cercanas de la estructura, puede ser atenuado por un blindaje tridimensional de la LPZ solamente. Los impulsos inducidos dentro de los sistemas electrnicos pueden ser tambin minimi-zados ya sea por un blindaje tridimensional de la LPZ, como por blindaje de los cables o eleccin de un recorrido ptimo de los mismos, o por una combinacin de estos mtodos. La Figura A.1 muestra un ejemplo de LEMP en el caso de una descarga directa a la estructura mos-trando las zonas de proteccin contra el rayo LPZ 0, LPZ 1 y LPZ 2. El equipo electrnico a ser prote-gido est instalado dentro de la zona LPZ 2.





Blindaje LPZ 1 LPZ 0lo, Ho (LEMP)

LPZ 1H0

H2

U2, I2 U1, I1 U0, I0

SPD 1/2 SPD 0/1


Aparato(vctima)

Blindaje (Envolvente)

SPD

Blindaje LPZ 2 H1

LPZ 2

1. Fuente primaria de degradacin LEMP Definida a partir de los parmetros de los niveles de proteccin I a IV: AEA 92305-1 Io impulso 10/350 s (y 0.25/100 s) 200-150-100-100 kA Ho impulso 10/350 s (y 0.25/100 s) derivada de Io 2. Resistencia al impulso del sistema de potencia Definida por la categora de sobretensin I a IV para las tensiones nominales 230/400 V y 277/480 V: IEC 60664-1 U Categora de sobretensin I a IV 6-4-2.5-1.5 kV 3. Resistencia al impulso del sistema de comunicaciones Recomendaciones UIT K.20 UIT K.21 4. Ensayos para equipos sin norma de producto apropiada Inmunidad de los equipos (vctimas) Definida a partir de la inmunidad contra los efectos conducidos del rayo (U, I) IEC 61000-4-5 Uoc impulso 1,2/50 s 4-2-1-0,5 kV Isc impulso 8/20 s 2-1-0,5-0,25 kA 5. Ensayos para equipos NO conformes con la norma de producto CEM aplicable Inmunidad de los equipos (vctimas) Definida a partir de los efectos inducidos del rayo (H): IEC 61000-4-9 H impulso 8/20 s 1000-300-100 A/m (oscilaciones amortiguadas 25 kHz), Tp = 10 s IEC 61000-4-10 H impulso 0,2/0,5 s 100-30-10 A/m (oscilaciones amortiguadas 1 MHz), Tp = 0,25 s

Figura A.1 Situacin de pulso electromagntico derivado de un impacto directo de rayo





La fuente primaria de perturbaciones electromagnticas para los equipos electrnicos es la corriente de descarga de rayo Io y el campo magntico Ho. Las corrientes parciales de descarga del rayo circulan por los servicios entrantes. Estas corrientes y el campo magntico tienen la misma forma de onda. La corriente de descarga del rayo a tener en cuenta es la corriente del primer impacto (generalmente con una forma de onda de cola larga 10/350 s) y las corrientes de los impactos consecutivos Is (forma de onda 0,25/100 s). La corriente de primer impacto If genera el campo magntico Hf y las corrientes de los impactos consecutivos Is generan el campo magntico Hs. Los efectos de la induccin magntica estn esencialmente determinados por la elevacin del campo electromagntico. Como indica la figura A.2, el tiempo de crecimiento de Hf puede estar caracterizado por un campo oscilante amortiguado de 25 kHz con un valor mximo Hf/mx y una duracin hasta el valor mximo Tp/f de 10 s. Asimismo el tiempo de crecimiento de Hs puede ser caracterizado por un campo oscilatorio amortiguado de 1 MHz con un valor mximo Hs/mx y una duracin hasta el valor mximo Tp/s de 0,25 s. Por lo tanto, los efectos de la induccin de un campo magntico de primer impacto pueden estar ca-racterizados por una frecuencia tpica de 25 kHz y e campo magntico de los impactos consecutivos pueden estar caracterizados por una frecuencia tpica de 1 MHz. Los campos oscilatorios amortiguados para esas frecuencias estn definidos para los ensayos en IEC 61000-4-9 y en IEC 61000-4-10. Instalando los blindajes magnticos y los descargadores en las fronteras de las zonas LPZ, los efectos del rayo definidos por Io y Ho son reducidos al nivel de inmunidad de la vctima. Como indica la Figura A.1, la vctima debe soportar un campo magntico creado en su entorno de intensidad H2 y las co-rrientes conducidas I2 y las tensiones U2. La reduccin de las corrientes de I1 a I2 y la reduccin de las tensiones de U1 a U2 son tratadas en el Anexo C. La reduccin de Ho a un valor suficientemente bajo H2 es tratado como sigue: En el caso de blindajes tridimensionales (espaciales) en forma de jaula, puede asumirse que la forma de onda del campo magntico dentro de las zonas LPZ (H1, H2), es la misma que la del campo mag-ntico exterior (Ho). La Figura A.2 muestra las formas de onda oscilatorias amortiguadas de los ensayos definidos en IEC 61000-4-9 y en IEC 61000-4-10 y puede ser utilizada para determinar la resistencia de los equipos a los campos magnticos creados por el crecimiento del campo magntico del primer impacto Hf y los im-pactos consecutivos Hs. Es conveniente que las corrientes y tensiones de impulso inducidas, debidas al campo magntico concatenado por la espira inducida (ver clusula A.4) sean inferiores o iguales a aquellas resistidas por el equipo a proteger.

NininaLa fuente

Nininaproteger.





Norma bsica: IEC 61000-4-9

Hf/max

Hf (t)

Tp/f

10st

Figura A.2a Simulacin del crecimiento del campo magntico debido a un primer impacto de

rayo (10/350 s) por un solo impulso 8/20 s (oscilaciones amortiguadas a 25 kHz) Norma bsica: IEC 61000-4-10

Hs (t)

Hs/max

Tp/s

0.25 st

Hf/max/Hs/max = 4:1

Figura A.2b Simulacin del crecimiento del campo magntico debido a un impacto consecu-

tivo (0,25/100 s) por oscilaciones amortiguadas de 1 MHz (impulsos mltiples 0,2/0,5 s) Nota 1: Aunque las definiciones de tiempo hasta el valor mximo Tp y tiempo de frente T1 son diferentes, para una adecuada aproximacin sus valores numricos son tomados aqu como iguales. Nota 2: La relacin de los valores mximos Hf/mx / Hs/mx = 4:1. Figura A.2 Simulacin del crecimiento del campo magntico debido a oscilaciones amor-

tiguadas





A.2.2 Blindajes tridimensionales (espaciales) mallados En la prctica, los blindajes de grandes volmenes de zonas LPZ estn habitualmente constituidos por componentes naturales de la estructura como los refuerzos metlicos de los cielorrasos, paredes y pisos, las armaduras de los elementos de hormign armado, los techos y las fachadas metlicas. Estos componentes formando un enrejado conductor que se comporta como blindaje. Un blindaje eficaz requiere generalmente que la abertura de la malla no supere los 5 m. Nota 1: El efecto de blindaje tridimensional (espacial) puede ser despreciado si una zona LPZ es creada a partir de un SPCR normal ejecutado de acuerdo con AEA 92305-3 con abertura de la malla superior a los 5 m. Por otra parte los edificios con estructura de acero o de hormign armado proveen un significativo efecto blindante. Nota 2: El blindaje en las zonas LPZ consecutivas puede ser realizado por las medidas de blindaje tridimensional del con-junto o por el blindaje de los racks, armarios metlicos cerrados o envolturas metlicas de los aparatos. La Figura A.3 muestra como, en principio, las armaduras de acero del hormign armado y los marcos metlicos (para las puertas metlicas y eventualmente las ventanas) pueden constituir un blindaje de gran volumen para un edificio o un cuarto de un edificio.





Nota: En la prctica, no es posible, para las estructuras extensas, ejecutar las soldaduras o una fijacin en cada punto de cruce. Sin embargo, la mayor parte de los puntos son interconectados naturalmente por contacto directo o por ataduras de alambre. Una aproximacin prctica, por lo tanto, ser considerar una unin por metro.

Figura A.3 Blindaje de un gran volumen realizado por armaduras y marcos metlicos Los sistemas electrnicos deben ser instalados dentro de volmenes de seguridad, los cuales res-petan una distancia de seguridad desde el blindaje de la zona LPZ (ver Figura A.4). Esto es as, por el relativamente alto campo magntico cerca del blindaje, debido a las corrientes parciales que circulan por el blindaje (particularmente para LPZ 1).





LPZ n Blindaje

A

A

ds/1 or ds/2

w

Volmen V spara sistemaelectrnico

Blindaje

ds/1 or ds/2

Corte A-A

VS

Nota: El volumen Vs para la instalacin de los equipos informticos mantiene una distancia de seguridad ds/1 o ds/2 con relacin a la zona LPZ n. Figura A.4 Volumen para los sistemas elctricos y electrnicos dentro de una zona LPZ n





A.2.3 Recorrido y blindaje de las lneas de cables Los impulsos inducidos en las redes de potencia y comunicaciones pueden ser reducidos eligiendo recorridos apropiados para las lneas de cables (disminuyendo la superficie de las espiras inducidas) o por utilizacin de cables blindados o de conductos o caeras metlicas (disminuyendo los efectos inductivos internos), o por la asociacin de ambas soluciones (ver Figura 5). Es recomendable que los cables conductores conectados a las redes de potencia y de comunicaciones corran lo ms prximos posible a los componentes metlicos de la red de equipotencializacin. Es recomendable utilizar para estos cables, los conductos metlicos de la red equipotencial, por ejemplo los perfiles en U o bandejas metlicas (ver tambin IEC 61000-5-2). Una particular atencin debe prestarse cuando se instalen cables en las proximidades del blindaje de una zona LPZ (en especial la LPZ 1), debido al sustancial valor del campo magntico en esa ubicacin. Cuando los cables, que corren entre estructuras separadas necesitan ser protegidos, ellos deberan correr por dentro de conductos metlicos cerrados. Esos conductos deberan estar conectados en ambos extremos a las barras de equipotencializacin de las estructuras separadas. Si el blindaje de los cables (conectado en ambos extremos) tiene la capacidad suficiente como para conducir la corriente parcial de descarga del rayo presunta, no se requieren conductos metlicos adicionales. Las tensiones y corrientes inducidas en las espiras, formadas por las instalaciones, resultan en im-pulsos de modo comn para los sistemas electrnicos. Clculos de estas tensiones y corrientes indu-cidas son descriptos en la clusula A.4. La Figura A.6 brinda un ejemplo de un gran edificio de oficinas: El blindaje es obtenido por la armadura de acero de refuerzo y las fachadas metlicas para la zona LPZ 1, y por las envolturas blindadas para los equipos electrnicos sensibles en la zona LPZ 2. Con el fin de ejecutar una red mallada cerrada, varias conexiones son previstas en cada cuarto. La Zona LPZ 0 es extendida dentro de la LPZ 1 para alojar una alimentacin de 20 kV, a causa que la instalacin de un descargador en el lado de alta tensin, en la frontera no es posible en este caso especial.





2 34

1

1

Figura A.5a Sistema no protegido

2 3

1

1

5

Figura A.5b Reduccin del campo magntico dentro de una zona LPZ interior por blindaje tridimensional (espacial)

2 31

14 4

Figura A.5c Reduccin de la influencia del campo sobre las lneas de cables por blindaje

23

1

1 6

Figura A.5d Reduccin de la superficie de la espira inducida por eleccin de recorridos ade-

cuados para las lneas de cables Referencias:

Aparatos dentro de envolturas metlicas Lnea de potencia Lnea de comunicaciones Espira de induccin (inducida) Blindajes tridimensionales externos Blindajes metlicos en las lneas de cables

Figura A.5 Reduccin de los efectos de induccin por eleccin del recorrido de los cables

y por blindaje





LPZ 1

LPZ 2

LPZ 1

LPZ 1 LPZ 1

LPZ 1

LPZ 1

LPZ 2

LPZ 2

LPZ OBLPZ OB

LPZ OAextendido

LPZ OB

LPZ OA

Armadura de refuerzo delhormign

Equipamientoelectrnico

sensible

Estacionamiento

Armadura deacero del

hormign armado

Gabineteblindado

Terminales deequipotencializacin

Equiposobre eltecho

malla de intercepcindel rayo

Cmara

Fachada metlica

Masas extraas (conductos y caeras metlicos)

Lneas de telecomunicaciones

0,4kV lnea de potencia

20 kV lnea de potencia

Conducto metlico paracables (LPZ OA extendido)

Electrodo de puesta a tierra de cimientos

Componente metlico sobreel techo

Nivel del terreno

Figura A.6 Ejemplo de un sistema de proteccin contra el pulso electromagntico para un

edificio de oficinas





A.3 Campos magnticos dentro de una zona LPZ A.3.1 Clculo aproximado del campo magntico dentro de la zona LPZ Si no se efecta un estudio terico (ver A.3.2) o experimental (ver A.3.3) de la eficacia del blindaje, la atenuacin debe ser calculada como sigue: A.3.1.1 Blindajes tridimensionales mallados de la zona LPZ 1 en caso de un impacto directo del rayo El blindaje de un edificio (alrededor de una zona LPZ 1) puede ser una parte de un SPCR y entonces evacuar las corrientes de descarga del rayo en caso de un impacto directo. La Figura A.7a muestra tal situacin suponiendo que el rayo impacta la estructura en un punto arbitrario del techo.

H1dw

dr

io

Pared

Techo

LPZ 1

Nivel del terreno

Dentro de la zona LPZ 1 )/(101 rWH ddwikH = Nota: Las distancias dW y dr son determinadas segn el punto considerado.

Figura A.7a Campo magntico dentro de la zona LPZ 1





H2

dw

dr

io

Pared

Techo

LPZ 1

Nivel del terreno

LPZ 2

Dentro de la zona LPZ 2 20/212 10/

SFHH = Nota: Las distancias dW y dr son determinadas para la frontera de la zona LPZ 2.

Figura A.7b Campo magntico dentro de la zona LPZ 2 Figura A.7 Evaluacin de los campos magnticos en el caso de un impacto directo del rayo Para el clculo de la intensidad del campo magntico H1 en un punto arbitrario del volumen de la zona LPZ 1 es aplicable la siguiente expresin:

)/()/(01 mAddwikH rWH = Donde: dr es la distancia ms corta, en metros, entre el punto considerado y la parte superior del blindaje de la zona LPZ 1. dw es la distancia ms corta, en metros, entre el punto considerado y la pared del blindaje de la zona LPZ 1. i0 es la corriente de descarga del rayo en la zona LPZ 0A, en ampere. kH es el factor de configuracin ,)/1( m generalmente )./1(01,0 mkH = w es la abertura de la malla del blindaje de la zona LPZ 1, en m. El resultado de esta frmula da el valor mximo

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