Proteccion Contra Rayos Sobretensiones y El Impulso Electromagnetico

7/29/2019 Proteccion Contra Rayos Sobretensiones y El Impulso Electromagnetico

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Disertante: Ing. Ángel Reyna

Disertante invitado: Ing. Víctor H. Osete

PROTECCIÓN CONTRA RAYOS,SOBRETENSIONES Y EL

IMPULSO ELECTROMAGNÉTICO



Temario

Presentación Asociación Electrotécnica Argentina

Leyes, reglamentaciones y normas

Nubes de tormentas y tipos de rayos

Sistema de Detección WWLLN

Estadísticas de daños

Fundamentos de la protección

Zonas de protección contra rayos

Tensiones “del paso” y Tensiones “de contacto”

Protección interna



LA SEGURIDAD ELECTRICA

Nuestra meta como entidad de Normalización



Tenemos derecho a la seguridad.

La vida humana es invalorable.

Protegerla es una obligación insoslayable.



En 1904 se realizó en St. Louis (Estados Unidos) el

Primer Congreso Electrotécnico Mundial.

Como representantes de la Argentina asisten el Ing.Jorge Newbery y el Ing. Luis A. Huergo.

Miembros fundadores de IEC en 1906.En la Argentina, el 18 de octubre de 1913, a partir de

una reunión realizada por profesionales del sector,nace la Asociación Electrotécnica Argentina, para

representar a nuestro país.

En 1924 se publica la primer Reglamentación deInstalaciones Eléctricas.

Nuestros Orígenes



Primer ejemplar de Reglamentación



Entidad civil sin fines de lucro.

Sede del Comité Electrotécnico Argentino (CEA) que representaal país ante la IEC. Desde 2001, junto con IRAM y empresas delsector.

Miembros fundadores de IRAM y del APSE

Miembro fundadores de la CIGRE (Conférence Internationalesdes Grands Reseaux Electriques a Haute Tension)

Organizador de los primeros Congresos Técnicos y Muestras

Industriales en Electrotécnia

Quienes Somos

L AEA ti id d 19 CE 9



Por ejemplo, La Reglamentación AEA 90364-7-790establece la protección contra las descargas

eléctricas atmosféricas y las sobretensiones en lasEstaciones de carga de Combustibles líquidos ygaseosos.

Consultas : [email protected]

o www.aea.org.ar

La AEA posee en actividad 19 CE y 9 grupos

de trabajo en diferentes actividades

electrotécnicas

mailto:[email protected]





Jorge Alejandro Newbery(28-05 1875 – 1-03 -1914) Foto 1909



LEYES, REGLAMENTACIONES Y NORMAS

La Ley Nacional de Higiene y Seguridad en elTrabajo, Nº 19 587, en su Decreto Reglamentario351/79

DECRETO 911/96

Leyes de referencia: 22250 y 24557

RESOLUCIÓN 592/2004REGLAMENTACIÓN AEA 90364

NORMAS DE EMERGENCIA IRAM - AEA

IEC 62305-1 /2 /3 Y /4 VERSION EN ESPANOL. 2006NORMA IRAM 2184-11



Distribución de cargas eléctricas en

una nube “madura”



Descarga entre nubes , dentro de una

nube y posible descarga nube - tierra



Rayos descendentes



Rayos ascendentes



Descarga eléctrica atmosférica



Forma real de onda de corriente de rayo

http://3.bp.blogspot.com/_t5vFef-3ZRE/SX4hMQQR0fI/AAAAAAAACSk/NW5IR0Tlpl4/s1600-h/rayo+++Torre+Eiffel.jpg



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Estaciones con detectores de rayos del

sistema WWLLN

Descargas señaladas por el sistema



Descargas señaladas por el sistema

WWLLN – Universidad de Washington

Incidencia de daños por sobretensiones en



Incidencia de daños por sobretensiones, en

equipos electrónicos



S156 1562.ppt / 28.01.98 /

2 km

Radio de siniestro

por impacto de rayo

NUMERO DE IMPACTOS

ANUALES, PROMEDIO

SOBRE EQUIPOS

ELE CTRONICOS

2-3 Impactos por km2

~ 2525 -- 3838 ImpactosImpactos / / añoaño

( 2 km x 2 km x 3,14159 = ~ 12,56 km² )

12,56 km² x 2 Imp / km² = 25 Impactos / año

12,56 km² x 3 Imp / km² = 38 Impactos / año

Peligro por impactos de rayos

Número de impactos por año

50 días de tormentas/año =5 rayos /año km2

Una descarga de rayo comprende un rayoprincipal de retorno y 3 ó 4 sucesivos (en

promedio).

Cantidad de eventos que los equiposelectrónicos se ven sometidos asobretensiones en un año

4 rayos por descarga x 12,56 km2 x 5descargas/año km2 equivalen a

251rayos /año o 251 veces/año de quemar

equipos o averiarlos o disminuir su vida útil

Descarga de un rayo en una jaula de Faraday



Conductor lejano

Jaula de Faraday

“Agujero de Faraday”

î = 100 kA

RE = 1

U = 100 kV

Descarga de un rayo en una jaula de Faraday

con entrada de conductor lejano

Daños por rayos y sobretensiones



Conductores

i1

i

Edificio1 Edificio2

U1

algunos 100 kVi2 U2

algunos 10kV

Daños por rayos y sobretensiones

en dos edificios

d ó d l



Proceso de Formación del rayo



Acoplamiento Galvánico.



Clase Amplitud kA

I 200II 150

III - IV 100

Normas IEC 62305

ûE = î · Rst

i

t

Ejemplo:ûE = 100 kA · 1 = 100 kV

î

Forma de onda 10 / 350 µs

RstRst

PAS

p

Causa de sobretensiones



Instalación 1Equipo

1

BEP 1 PE 1

Instalación 2Equipo

2

BEP 2PE 2

Linea deseñal

Corriente inducida

Canal del rayoC

C

C

Acoplamiento capacitivo

Zonas de protección contra rayos (LPZ)



LEMP

LEMP

Entresuelo

LPZ 2

LPZ 3

SEMP

LPZ 1

LPZ 0 A

LPZ 1

S659/3

Red deenergía Red decomunicacione

Red de energía

ü ü

üBarra-anillo decompensación depotencial

Pantalla del aparato

Pantalla del local

Toma detierrade cimientos

Armadurade acero

Compensación de potencialpara protección contra rayoDescargador de corrientede rayo

üCompensación de potenciallocalDescargador de sobretensiones

Ventilación

Instalacióncaptora

LPZ 0 B

M

ü

LPZ 0 B

ü

ü

ü

Cámara

Enchufe

“Esfera rodanRadio 20 m

LPZ 0 B

LEMP

ü ü

Lámpara

Reducción de los campos magnéticos



Reducción de los campos magnéticos

Distribución de la corriente de rayo



y

Sistema de telecomunicaciones

Tuberías metálicas

50% Sistema de puesta a tierra

Sistema de proteccióexterna contra el ray

EBB

100%

Sistema de energía50%

Al caer un rayo, el 50%

se deriva a tierra y el otro 50% se divide entodas las redes que

ingresan a la vivienda

Sistema de Equipotencialidad



ZTuberia con protección catódica

Red de tierra

PAS

Agua

Gas

EVU

P r o t e c c i ó n

e x t e r n a

LPZ 0 LPZ 1

Calefacción

Barra equipotencial

Concepto de esfera rodanteRadio de la esfera rodante



Radio de la esfera rodante

Distancia al puntode impacto

Determinación del dispositivo captador enfunción del nivel de protección



Nivel de Esfera Angulo de protección Dimensiones Efectividadprotección Iso- () de malla

geométricar (m)

I 20 5 x 5 98 %

II 30 10 x 10 95 %

III 45 15 x 15 90 %

IV 60 20 x 20 80 %

función del nivel de protección

0 10 20 30 40 50 60h(m)

) 80

70

60

50

40

30

20

10

0

I II III IV

h: Altura del dispostivo captador sobre

el nivel del suelor: Radio de la esfera isogeométrica :Angulo de protección

h

r

Espacio protegido

Formula del ángulo de protección



Formula del ángulo de protección

2

2

222

2

/180

h

R

h Rharcsen Rh Rhh R

arctg

Intensificación del campo eléctrico en las



p

puntas captoras

Puntas impactadas por rayos en el

“l b i l” d L i EEUU



“laboratorio natural” de Langmuir, EEUU.

Descarga sobre un ser humano



Descargaeléctrica

atmosférica(rayos)

Descarga lateral de un rayo



Descargaeléctrica

atmosférica(rayos)

Tensión de contacto al tocar una bajada que

á d i d i d i



está derivando un corriente de rayo a tierra

Tensión de contacto



Descarga

eléctricaatmosférica

(rayos)

Descarga sobre una cañería



Descarga eléctricaatmosférica(rayos)

Cañería metálicade agua

suelo

La persona puederecibir una tensión decontacto mortal

Recorrido por la cañería de lasobretensión

potencial de lasuperficial del suelo

Cálculo de la “tensión de paso”



p

Control de las “tensiones del paso”



p

Toma de tierra de control de

t i l d l fi i d l l



potencial de la superficie del suelo

Muerte de animales vacunos en Estados



Unidos por tensión de contacto

Posición recomendada ante la

proximidad de caídas de rayos



proximidad de caídas de rayos

Protección contra tensiones de paso en

escuelas de Alemania



escuelas de Alemania

Protección contra las descargas eléctricasatmosféricas de un edificio



Sistema de Distribución TNS



Sistema de distribución TT



¡Muchas gracias por su presencia!

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