Guia de Instalacion Protect Ores Surger

5/17/2018 Guia de Instalacion Protect Ores Surger - slidepdf.com

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Guía

LPD S.A. Se reserva el derecho de alterar los datos de este folleto sin previo aviso.

LPD S.A. - Em ilio Castro 1443(1824)Lanú s Oeste - Arg ent inaT e l / F a x : 5 4 1 1 4 2 6 2 - 4 3 4 0i n f o @l p d a r g e n t i n a . c o m . a rww w. l p d a r g e n t i n a . c om . a r

G u ía p a r a e l d e s a r r o l lo d e p r o y e c t o sd e p r o t e c c ió n c o n t r a d e s c a r g a s a t m o s f é r ic a s

La finalidad de todo sistema de pararrayos es la protección de los inmuebles, mediante la determinación de unpunto de impacto (pararrayos) y de un camino bien definido de baja impedancia para la captación y el drenaje de ladescarga a tierra. Teniendo en cuenta esta definición se debe mencionar la existencia de dos tecnologías en lo quehace a la protección contra el rayo, una es la tradicional protección con puntas Franklin y la otra es la utilización depararrayos con dispositivos de cebado, en ambos sistemas el análisis a realizar es el mismo, siendo la principaldiferencia los radios de protección asignados a los pararrayos activos respecto de los Franklin, teniendo lospararrayos activos radios de protección considerablemente mayores, lo que se traduce en un menor númerode dispositivos captores, economización en los costos de instalación y una instalación estéticamente agradable ala vista.

sistema encargado de la protección de las estructuras contra descargasatmosféricas. Dicha protección se realiza mediante la instalación del pararrayos de techo y su respectiva puesta atierra.

Probables pérdidas anuales promedio (en personas y en bienes) debido a rayos en unaestructura. Las cuales quedan definidas por la frecuencia anual de rayos directos en la estructura y la probabilidadcon la cual el rayo causa daños.

Es la relación entre el número promedio anual de rayos directos que no pueden causardaño en una estructura y el número de impactos de rayos directo en esa estructura.

Clasificación de un spcr según se eficiencia.

frecuencia máxima promedio anual tolerable de rayosque puedan causar daños Dichos valores serán definidos por las autoridades pertinentes en caso de haber riesgode vidas humanas, culturales y sociales. Mientras que el propietario o diseñador podrá establecer dicho valorcuando las perdidas solo estén relacionadas con los vienes o la propiedad privada.

sistema encargado de la protección del equipamiento eléctrico electrónico contrasobretensiones, como las generadas por los efectos del rayo. Dicho sistema se compone por protectores desobretensión acorde al equipamiento a proteger.

tensión residual correspondiente a los protectores de sobretensiones, valorque debe ser compatible con la sensibilidad de los equipos a proteger.

Sistemas de protección externo:

Riesgo de daño:

Eficiencia (E) de un spcr:

Nivel de protección:

Frecuencia aceptada de rayos en una estructura (Nc):

Sistema de protección interna:

Nivel de tensión de protección Up:

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i r a n d a i g l e s i a s . c o m

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D e f i n i c i o n e s :

N ive le s d e p ro te cc ió n Efic ie nc ia (E) d e u n sp c r

I + medidas complementarias E > 0.98I 0.95 < E > 0.98II 0.90 < E > 0.95III 0.80 < E > 0.90IV 0 < E > 0.80



Se deben tener en cuenta dos subsistemas:

·

NO TODO NECESITA PROTECCIóN EXTERNA

Esto se puede determinar usando la norma IRAM 2184-1-1 (IEC 61024-1)

Sí TODO DEBERíA TENER PROTECCIóN INTERNA las sobretensiones se dan incluso por descargas cercanas ó maniobras y son mucho másfrecuentes (se utiliza IRAM 2427-1 ó IEC 616312-1)

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C ó m o d i s e ñ a r u n a p r o t e c c ió n e f ic a z c o n t r a r a y o s

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P r o t e c c ió n e x t e r n a -- > pararrayos

(im pacto directo)

·P r o t e c c ió n in t e r n a --> equipotencialización(lim itac ión de sob retensiones)



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Cálculo del nivel de protección (E)Para la determinación de la eficiencia requerida por el spcr se deberá conocer los valores de frecuenciade impacto directo (Nd) y la frecuencia aceptada de rayos (Nc)

Nd = C x Ng x Ae x 10-6

C = Coeficiente ambiental que rodea a la estructura considerada (Anexo IRAM 2184-1-1)Ng = Densidad anual promedio de rayo directo a tierra por Km2 en zona de la edificaciónAe = Área equivalente colectora

Nc = esta magnitud será definida por las autoridades pertinentes en caso de haber riesgo de vidashumanas, culturales y sociales. Mientras que el propietario o diseñador podrá establecer dicho valor

cuando las perdidas solo estén relacionadas con los bienes o la propiedad privada.

E = 1 - Nd / Nc

El siguiente esquema ejemplifica los diferentes cálculos y las decisiones a tomar en base a lo calculado

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P R O T EC C IÓ N E X TE R N A :

1 Establecer nivel de protección.

2 Elegir tipo de pararrayos a utilizar en función del área a cubrir.

3 Calcular radio de pararrayos.

4 Ubicar el pararrayos con su radio en un plano de planta teniendo en cuenta la alturade cada edificio.

5 El pararrayos debe ser el punto más alto estando al menos a dos metros por encimade cualquier objeto en el entorno.

6 Elegir tipo de bajada.

7 El recorrido de la bajada debe ser lo más corto posible.

8 Establecer elementos metálicos a equipotencializar que se encuentren cercanos alpararrayos o a la bajada e incorporarlos al sistema (conectarlos).

9 Diseñar puesta a tierra, de ser posible en un lugar poco transitado la existente parareducir la tensión del paso.

Se procede según el siguiente criterio:



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LPD S.A. - Em ilio Castro 1443(1824)Lanú s Oeste - Arg ent inaT e l / F a x : 5 4 1 1 4 2 6 2 - 4 3 4 0i n f o @l p d a r g e n t i n a . c o m . a rww w. l p d a r g e n t i n a . c om . a r w

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I n i c i o

D a t o s d e e n t r a d a

- Dimensiones y posición de estructura

- Densidad de rayos a tierra (Ng)

- Tipo de estructura

Estimar el área equivalente Ae y calcular la frecuenciade los rayos directos en la estructura.

Nd=Ng x Ae x 10 - 6

Establicer la frecuencia aceptada de rayos (Nc) segúnel tipo de esctructura.

¿ E s N d <= V c ?S I

CalcularEc = 1 - Nc / Nd

Prever un spcr de eficiencia

Ec >= Ec

¿ E s N d <= V c ?

Establecer el nivel de protecciónadecuado al valor E y lasdimensiones del spcr de acuerdocon ese nivel

Proteccióninnecesaria

S I

Establecer el nivel de protecciónadecuado al valor E y lasdimensiones del spcr de acuerdocon ese nivel. Diseñar atrasde protección complementarias



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E le c c ió n d e l d i s p o s i t iv o c a p t o r

Parámetros a tener en cuenta:

·• Área a proteger·• Ubicación estratégicas de los pararrayos·• Radios de protección de los dispositivos captores

1º. Calculo (E)

2º. Nivel de protección

En el plano de planta de la edificación a proteger se marcan las posiciones que se crean convenientes instalar losdispositivos captores, dichas marcas se utilizaran como centro de las circunferencias que determinan el área deprotección de los dispositivos captores cuyo radio queda determinado por el valor del radio de protección de lospararrayos (datos obtenidos de la tabla “Radios de protección” de los dispositivos captores, que es función del nivelde protección calculado en la etapa 2º y de la altura a la que se instalará el pararrayos). Graficados lascircunferencias que determinan las áreas de protección se deberá verificar que la superficie a proteger quedetotalmente cubierta por las circunferencias, en caso contrario se deberán reubicar o agregar dispositivos captoreshasta lograr la cobertura total de la superficie a proteger, terminada la etapa se procederá a elegir los modelos delos dispositivos captores que cubran con mayor eficientemente el área a proteger.

Ejemplo.Nota: se utilizaran como posibles dispositivos captores los modelos Leader PCC30 y PCC60

Ubicación geográfica de la edificación a proteger:Buenos AiresEstructuras que rodean al predio:no existen

Ng = 5

Ae = 78000 m2

C = 1

Nd = 1 x 5 x 78000 x 10-6 = 0,39

Nc = 2,2 x103

E = 1 0,39 / 103 = 0,99

NP = I

Radio de protección (Rp) de los pararrayos activos PCC60 y PCC30 a 6mts de altura.

Modelo PCC60

Rp = 79 mts

Modelo PCC30

Rp = 48 mts

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E le c c ió n d e l d i s p o s i t iv o c a p t o r

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T íp i c o s d e in s t a la c ió n

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T íp i c o s d e in s t a la c ió n



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Consideraciones de la protección contra sobretensiones en la planificación.

Tanta la protección primaria como la secundaria necesitan de una puesta a tierra con una baja impedancia,motivo por el cual la protección se debe planificar desde los inicios de la construcción edilicia debiendoconsiderarse la fase de excavación y cimentación asegurando la continuidad galvánica de las distintas partesmetálicas con el sistema de puesta a tierra, situación que hace inmejorables la eficiencia del sistema deprotección y la minimización de costos.

Le sigue al estudio por orden de prioridad el análisis de la protección contra descargas atmosféricas,finalizándose con el análisis de la protección contra sobretensiones inducidas.

P r o t e c c ió n in t e r n a :

Se deben atacar todos los ingresos y los egresos del inmueble. Conviene analizar, si yaha habido problemas de quemaduras de equipos, por donde está ingresando lasobretensión. Por ejemplo, si se quema la fuente viene por la línea. Si se queman lasplaquetas, pueden ser los cables de señal.

1 Establecer zonas.

2 En la entrada a cada zona se le coloca un protector (escalón).

3 La separación entre cada escalón debe ser de diez metros de cable para garantizar lacoordinación de los protectores sino se deberán instalar una impedancia dedesacople.

4 Verificar la equipotencialización de las diferentes tierras y que los caminos a tierrasean los más corto posible.

5 En ambientes explosivos se debe verificar la equipotencialización de todas las masasmetálicas para evitar chispas peligrosas.

6 El tipo de protector a utilizar se dimensiona en función de la presunta corriente deimpulso y de la tensión residual deseada (teniendo en cuenta la tensión de aislaciónque soporta el equipo protegido).



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LPD S.A. - Emi l io Castro 1443

(1824)Lanús Oes te - A rgen t i naT e l / F a x : 5 4 1 1 4 2 6 2 - 4 3 4 0

i n f o @ l p d a r g e n t i n a . c o m . a rwww.l p d a r g e n t i n a . c om. a r

La Protección contra sobretensión consiste en la Determinación del grado de exposición de lasequipotencialización de todos los ingresos a una Zonas proteger (Zonas LPZ).estructura, así como también la concepción de una Determinación de los niveles de resistencia deinstalación que no permita el acoplamiento de tensión eléctrica (Up) de las instalacionessobretensiones desde el exterior n i tampoco eléctricas, electrónicas y del equipamiento ainterferencias entre circuitos eléctricos diferentes, protegercomo pueden ser circuitos de alimentación de redeseléctricas y redes de comunicación o datos dentro de laestructura edilicia. Esta separación electromagnéticapuede lograrse mediante la instalación ductos ocañerías metálicas, en donde los circuitos dealimentación de redes eléctricas y redes decomunicación o datos deben disponerse apantalladosunos de los otros en cañerías separadas .Una vez realizadas las equipotencializaciones de losdistintos circuitos mediante los protectores desobretensiones correspondientes se deberán incluir alsistema de PAT (puesta a tierra) todas las piezaseléctricamente conductoras como cañerías de agua,gas étc.De acuerdo a lo dicho se puede introducir el conceptode protección contra sobretensiones en la fase deconstrucción y planificación.

En la práctica se utilizan dos pasos que handemostrado efectividad y sencillez en lo que refiere a la Una vez obtenidos los datos recién mencionados se

planif icación y elección de los protec tores de vuelcan en la tabla Nº xx y se determina los protector asobretensiones. instalar en las distinta zonas.

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x

Definiciones de "zonas" (LPZ) (ver la fig. 3)

LPZ 0A: Zona donde los elementos de las instalacionesestán sometidos a impactos directos del rayo, y, por lotanto, pueden tener que conducir a tierra, toda lacorriente del rayo. Aquí se produce el campoelectromagnético no atenuado.LPZ 0B: Zona donde los elementos no están sometidosa impactos directos del rayo, aunque se produce elcampo electromagnético no atenuado.

LPZ 1: Zona donde los elementos no están sometidos alos impactos directos del rayo y donde las corrientes, entodas las piezas conductoras dentro de esta zona, sereducen aún más en comparación con las zonas 0B. Enesta zona (LPZ1), el campo electromagnético tambiénpuede estar atenuado (lo que dependerá de lasmedidas de "apantallamiento").

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¿ Q u e c r i t e r i o u t i l iz a m o s p a r a p r o t e g e ru n a i n s t a la c ió n c o n t r a s o b r e t e n s i o n e s ?

División y realización dezonas de protección contras o b r e t e n s i o n e s

LPZ 0A

LPZ 0B

LPZ 1

Alimentación

Línea de datos

tubería agua

Instalación exterior pararrayos



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LPD S.A. - Emi l io Castro 1443

(1824)Lanús Oes te - A rgen t i naT e l / F a x : 5 4 1 1 4 2 6 2 - 4 3 4 0

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E L EC C IÓ N D E D E S C A R G A D O R E S

Z O N A

L P Z 1

Z O N A

L P Z 0 B

Electrónico

Electrónico poco sensible

Electrónico sensible

Electrónico muy sensible

2,5KV

1,8KV

1,3KV

0,8KV

PLXXX-20

PLXXX-40

PLXXX-20 coordinado Cd20

PLXXX-40 coordinado CD20

Electrónico




2,5KV

1,8KV

1,3KV

0,8KV

Ht-100 / PLXXX-80 **

PLXXX-80

PLXXX-60

PLXXX-60 coordinado c/ Cd20

2,5KV

1,8KV

1,3KV

0,8KV

Ht-100 / PLXXX-80 *

PLXXX-800

Ht-100 coordinado c/ PLXXX-40

Ht-100 coordinado c/ PLXXX-60

Electrónico




Z O N A

L P Z 0 A

* La elección del protector depende de la distancia entre el tablero y la subestación transformadora. (Consultar)

** La elección del protector depende de si hay instalado dispositivos captores.(Consultar)

Tipo d e equipam ientoa proteger

Resistencia a laaislación (Up)

Protectores a instalar









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Si bien se habla de Sobretensiones, muchas veces se térmicas o fusibles cuya función consiste entrata de sobrecorrientes porque son impulsos de desconectar cuando se supera cierto consumo decorriente que generan, debido a las impedancias del corriente.sistema, una tensión superior a la de la alimentación.

Los protectores de los dos casos anteriores, suelen sermuy lentos en el caso de una sobretensión de tipoatmosférico. Habitualmente trabajan en tiempos derespuesta de orden de los ms mientras que unasobretensión de tipo atmosferica tiene una duración deunos pocoss.

Los protectores contra sobretensiones SURGERcorresponden al tercer tipo, generalmente lo que haceun protector contra sobretensiones de tipo atmosféricoes drenar el exceso de corriente que ingresa al sistemahacia la tierra.Es decir que el impulso de corriente genera unasobretensión que cuando supera la tensión deenclavamiento del protector, éste cambia su estado.En el primer caso se trata de la tensión de alimentación,

que usualmente debería ser de 220 V, llega al usuario oPor debajo de la tensión de enclavamiento el protectorbien a un valor superior o inferior. En cualquiera de losse muestra como un circuito abierto con una muydos casos puede haber daño en equipos que estén

pequeña corriente de fuga. Por encima de la tensión deconectados a la línea en éstas condiciones. Éste tipo de enclavamiento, el protector muestra una impedanciaprotectores normalmente corta el suministro cuando semuy baja ( en el orden de 1ohm ó menos)supera el máximo o el mínimo establecidos.

El segundo caso corresponde a las conocidas llaves

Existen muchos tipos de protección que apuntan adiferentes problemas que puedan haber en laslineas de alimentación:

• Protectores contra sobretensiones en la líneade 50 Hz.

• Protectores que limitan un exceso de corrienteen la alimentación.

·• Protectores contra impulsos de tipo

atmosférico.

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¿ C ó m o F u n c i o n a n l o s P r o t e c t o r e sc o n t r a S o b r e t e n s io n e s ?

Características técnicas

Umáx (V) 275 V 275 V 275 V 275 VUn (V) 220 V 220 V 220 V 220 VUres (kV) <1.4 KV <2.0 KV <1.4 KV <2.0 KVTresp (hs) 25 ns 25 ns 25 ns 25 nsImáx (kA) 60 KA 80 KA 60 KA 80 KAInom (kA) 18 KA 24 KA 18 KA 24 KACant. de módulos F + N F + N 3F + N 3F + NIndicación de fallo normal/encendido normal/encendido normal/encendido normal/encendido

MODELO PL 220 - 60 PL 220 - 80 PL 380 - 60 PL 380 - 80

EL SIGUIENTE CUADRO MUESTRA LAS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALESDE UN PROTECTOR ATMÓSFERICO



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En el cuadro se observaron los principales parámetros In es la corriente nominal del protector y es la corrienteque caracterizan a un protector. que soporta al menos 20 veces.

La tensión nominal es la tensión a la que debe trabajar Como se puede ver los protectores tienen un desgaste

un protector, la tensión máxima (275 V) es la maxima o tiempo de vida , el cual depende de la cantidad y de latension de alimentacion a la que puede estar sometido severidad de los impulsos que reciba.el protector sin que drene energía de la línea haciatierra. Sin embargo la cantidad de impulsos no es lineal con la

corriente, es decir que el protector a 24 KA resisteEl Tiempo de respuesta (25 µs) es el tiempo que tarda 20 impulsos, mientras que a 1 KA resiste miles.el protector en reaccionar cuando viene el impulso ovisto de otro modo es el tiempo que tarda en cambiar deestado.

Los dos parámetros mas importamtes son IMAX y In.IMAX es la corriente pico máxima que soporta elprotector una sola vez tomando como base la onda de

corriente 8/20 ms.

Normalmente cuando una está por comprar un El INTI emite un informe donde se calcula el AT delPararrayos y, y en particular un Pararrayos Activo que Activo con el cual va a la norma y establece el radio delinvolucra tecnología se puede encontrar con una gran pararrayos.variedad de ofertas.

Lo mas difícil, dado que nadie es especialista en

pararrayos activos, es decidir si lo que se estaofreciendo tiene las garantías necesarias para sufuncionamiento, es aquí dónde uno se puede encontrarcon alternativas desde muy bajo precio pero que a lahora de hacer su trabajo no lo realiza. El segundo aspecto esta referido al sistema de calidad

que posee la empresa que lo fabrica.Si bien no puede llevar un equipo al laboratorio,ensayarlo y funcionar bien, no deja de ser un prototipoensayado.

El primer caso para un pararrayos activos equivale acumplir en la IRAM 2426. Esta norma establece lametodología de ensayo para un pararrayos activo en un En general el procedimiento en estos casos consiste enlaboratorio de alta tensión. Hoy día en nuestro país, es extraer una muestra de la producción y llevarla ael INTI el único laboratorio de alta tensión que posee ensayar y si funciona entonces es garantía de que lostecnología para este ensayo. pararrayos están fabricados acorde a la norma.

NADIE PUEDE SABER QUE RADIO TIENE SUPARARRAYOS SIN REALIZAR ESTE ENSAYO,

MUCHOS FABRICANTES NO MENCIONAN OELUDEN MOSTRAR ESTE DATO, PORQUE NO LOPOSEEN.

En general, para garantizar un producto hay dosaspectos fundamentales:

·Que cumpla los ensayos que determinan sufuncionamiento. Y el resto de la producción? Funciona Igual?

Aquí es donde entra en juego el sistema de calidad, si laque se fabrique de un modo que todos los productos empresa por ejemplo, está certificada en ISO, escumplan con ese ensayo. porque posee un método de fabricación que se

encuentra estandarizado y por lo tanto todo los equipossalen con las mismas características.

N o r m a s IR A M y N o r m a s I S O e n P a r a r r a y o s

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