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X Jornadas Internacionales de Ingeniería Clínica y Tecnología MéX Jornadas Internacionales de Ingeniería Clínica y Tecnología Mé dicadica

ASOCIACION ELECTROTECNICA ARGENTINA y ANGEL REYNA & ASOCIADOS

Presentan al Ingeniero Electricista Angel Reyna en PROTECCION CONTRA RAYOS Y SOBRETENSIONES EN

EDIFICIOS E INSTALACIONES ELECTRICAS HOSPITALARIAS, DE ACUERDO A LAS NORMAS IEC

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Tipos de Rayos

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Tipos de Rayos

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gas

Edificiohospitalario

Instalación malladapara la compensación de potencial

hasta 2 km

Tierra de protección contra rayos

Algunas decenas de rayos al año

Descargador de interferencias de rayo

Averías de equipos electrónicos parciales o totales

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Tendencias de daños por rayos y sobretensiones

Pagos acumulados de las compañías de seguro

0,0

100000,0

200000,0

300000,0

400000,0

500000,0

600000,0

700000,0

1970 1975 1980 1985 1990 1995

años

Mile

s d

e ch

elin

es a

ust

ríac

os

Instalaciones externas

Instalacionesinternas

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Sobretensiones 27,81%

Descargas de rayo y conmutaciones

Tormentas1,07%

Otros 17,98%

Negligencia35,11%

Agua5,05% Robos

Vandalismo12,98%

Estadística alemana. Incidencia de daños por sobretensiones.

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S156 1562.ppt / 28.01.98 /OB

2 km

Radio de siniestropor impacto de rayo

NUMERO DE IMPACTOSANUALES, PROMEDIOSOBRE EQUIPOS ELE CTRONICOS

2-3 Impactos por km2

~ 25 25 -- 3838 ImpactosImpactos / / añoaño( 2 km x 2 km x 3,14159 = ~ 12,56 km² )12,56 km² x 2 Imp / km² = 25 Impactos / año12,56 km² x 3 Imp / km² = 38 Impactos / año

Peligro por impacto de rayo

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Ondas Impulsivas del rayo

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Conductor

Jaula de Faraday

“Agujero de Faraday”

î = 100 kA

RE = 1 ΩΩ

U = 100 kV

Descarga de un rayo en una jaula de Faraday conentrada de conductor (agujero de Faraday)

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Causas de sobretensiones en descargas de rayosDescarga directa o cercana:

descarga en sistema de protección externo, estructura de proceso (en industrias), cables, etc.

caida de tensión en la resistencia de tierra de choque Rst

tensiones inducidas en bucles

red telecomunicaciones red de energía

L1L2L3PEN

13,2 kV

Rst

2c

1a

1b

1

2a

2b

1

1a

1b

Descarga lejana:descarga en líneasaéreas de media tensión

onda expansiva desobretensión sobrelíneas aéreas comoconsecuencia de rayosnube-nube

campos del canal derayo

2a

2b

2cS535_a

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sistema saliente

corriente parcial de rayo(corriente de sistema)

edificio

100 % de la corriente de rayo

instalaciónde puesta a

tierra

50 % de lacorriente de rayo

corrientede conductor

Distribución de las corrientes de rayo

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ELEVACIÓN DEL POTENCIAL EN EL PUNTO DE IMPACTO

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11 = bucle propio del descargador conposible tramo de salto de chispa s1.

22 = bucle de descargador y conductor deinstalación con posible tramo de saltode chispa s2.

33 = bucle de instalación con posibletramo de salto de chispa s3.

edificio

3 s2

s1

33

22

11

∆ ∆ i / ∆ ∆ t

corriente de rayo

tiempo

tiempo∆ ∆ t

U

∆ ∆ t

∆ ∆ i

descargador

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Perfil de Potenciales por impacto de rayo

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Sistema TNS

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Sistema TT

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Coordinación Energética de descargadores de Clase I y IISegún Norma IEC 61643-12 Anexo F

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T.A..SPD 1 SPD 2

Transformador Grupo electrógeno

Alimentadoresonda de prueba10/350

SPD 1 y 2 onda de prueba 10/350 y 8/20 - Protector combinado

T.A.: Sistema de transferencia automática

SPD : Dispositivo protector de sobretensiones

Referencias:

Protección contra las sobretensiones del sistema de transferencia automática (T.A)

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Protector Combinado DEHNventil® ondas 10/350 y 8/20 Nivel de Protección ££ 1500 V (1,2/50)

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Ejemplo de protección contra rayos y sobretensiones

S1041_c

Toma de tierrade cimientos

Descargador de corriente de rayo para230/400 V,50 Hz

caja

de

aco

met

ida

Armadura paraapantallar local

Instalación de toma de tierra

marco metálico paraapantallamiento del edificio

Armadura en cubierta para apantallamiento del edificio

Malla captadora paraestructuras sobre tejado

Conexión del conductor de captación a la armadura

Armadura en pared paraapantallamiento deledificio y derivador

Descargador de corriente de rayo para línea deteléfono y datos

Ccompensación de potencial para calefacciónclimatización ysanitarios

BEP

LPZ 1

LPZ 2

Descargadores desobretensión230/400 V / teléfono y datos

LPZ 0

Pasos de LPZ 0 a LPZ 1 a LPZ 2

Armadura en suelo desótano para apantallarel edificio y parte de la instalación de toma de tierra

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Las 5 partes fundamentalesLas 5 partes fundamentalesDe una instalación contra rayosDe una instalación contra rayos

Según IEC 1024-1: 1990-03; ENV 61024-1: 1995-01;Según IEC 1024-1: 1990-03; ENV 61024-1: 1995-01;DIN V ENV 61024-1 (VDE V 0185 Parte 100): 1996-08DIN V ENV 61024-1 (VDE V 0185 Parte 100): 1996-08

Baj

adas

Baj

adas

Inst

alac

ión

PA

TIn

stal

ació

n P

AT

Dis

tan

cia

de

seg

uri

dad

Dis

tan

cia

de

seg

uri

dad

Y s

epar

ació

n c

on

ten

idas

Y s

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ten

idas

Eq

uip

ote

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aliz

ació

n

Eq

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n

Dis

po

siti

vos

de

cap

taci

ón

Dis

po

siti

vos

de

cap

taci

ón

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Marco Legal Argentino. Normas de Aplicación• IRAM 2184-1Primera Edición 1996 -11.Incluida mod. N°1 junio 2000

• IRAM 2184-1.1Edición 1997-09 Guía A con mod. Nº1 junio 2000

• IRAM 2184-1 1º Edición 1996-11.Incluida mod.N°1 junio 2000.

• IRAM 2184-1-1 Edición 1997-09 Guía A con mod.Nº1 junio 2000.

• IEC 61024- 1 First Edition: March 1990.

• IEC 61024-1-1 First Edition: August 1993.

• IEC61024-1-2 First Edition May 1998.

• IEC 61312-1 First Edition: February 1995.

• IEC 61643-1 Ed.1-1: 2002- 01-.

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Equipotencialidad de las instalaciones

ZTubería con protección catódica

Tierra de cimientos

Barra equipotencial

PASPAS

Agua

GasGas

k:\pm_01\folien\powerpnt\532-3-c. pptS532/3

EVU

Pro

tec

ció

n e

xte

rna

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NP INP II

LPZ 0A R = 20 m(NP I)

LPZ 0A

r = 45 m(NP III)

LPZ 0A LPZ 0A

LPZ = zona de proteccióncontra rayosNP = Nivel de protección

LP

Z 0

B

(NP

I)

LPZ 0A

LP

Z 0

B

(LP

III)

LPZ 0B

NP

III

r = 30 m(NP II)

Zonas de protección contra rayos (LPZ) de acuerdo a niveles de protección (NP)

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LEMPLEMP

LEMPLEMP

Entresuelo

LPZ 2LPZ 2

LPZ 3LPZ 3

SEMPSEMP

LPZ 1LPZ 1

LPZ 0 LPZ 0 AA

LPZ 1LPZ 1

S659/3

Red deenergía

Red de comunicaciones

Red de energía

ü ü

ü

Barra-anillo de compensación de potencial

Pantalla del aparato

Pantalla del local

Toma de tierra de cimientos

Armadura de acero

Compensación de potencial para protección contra rayoDescargador de corrientede rayo

üCompensación de potencial localDescargador de sobretensiones

Ventilación

Instalación captora

LPZ 0 LPZ 0 BB

M

ü

LPZ 0 LPZ 0 BB

ü

ü

ü

Cámara

Enchufe

“Esfera rodante"Radio 20 m

LPZ 0 LPZ 0 BB

LEMPLEMP

ü ü

Lámpara

Zonas de protección contra rayos (LPZ)

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Cable de telecomunicacio

nes

Perturbación residual

Simbolo de coordinación

Fuente deperturbación

Vías de transmisión Receptor de

interferencias

LPZ 1 LPZ 2 LPZ 3

6 kV4 kV

2,5 kV 1,5 kV

x 1

+x xx

Método de coordinación

Perturbación residual

Robustez frente a tensión de choque residual < 1,5 kV

Robustez frentea perturbaciones: 1

Coordinación de aislamiento

Corriente de choque tipo rayo

10/350 µs

1,5 kV

Coordinación de la aislación y ubicación de protectores

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Sistema de Puesta a Tierra: Malla

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LOS ÁNGULOS DE PROTECCIÓN DE UN TERMINAL CAPTOR DE RAYOS EN FUNCIÓN DE LA ALTURA “h”

A UN PLANO DE REFERENCIA Y DEL RADIO “R” DE LA ESFERA “ RODANTE”

La función continua analítica = f(h, R)

“Al genial inventor de la eterna y enigmática punta” Franklin”“A modo de modesto y anticipado homenaje, al Dr. Benjamín Franklin (1706 – 1790), a los 300 años de su nacimiento, que se cumplirán el 17/01/06.”

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Tabla I de la Norma IRAM 2184-1

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R

(2 Rh-h2)1/2

á

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AEA : www.aea.org.a r

Angel Reyna & Asociados: www.dehnargentina.com

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GRACIAS POR SU ATENCION