medidas de protección
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medidas de proteccion contra contacto directo e indirectoTRANSCRIPT
Universidad Nacional del Callao
. Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica
. Escuela profesional de Ingeniera Elctrica:
. Curso: Ingeniera de Mantenimiento Elctrico
. Tema: MEDIDAS DE PROTECCIN, PUESTAS A TIERRA
. Alumno: Cdigo
Robles Vives Augusto Hernan1023120736
.Profesor:
-ING. Ramos Torres Ernesto
CALLAO PER
2015
MEDIDAS DE PROTECCIN, PUESTAS A TIERRA
1) GENERALIDADES
Para proteger la vida y los bienes se recurre a las medidas de seguridad que se mencionan a continuacin: proteccin contra contacto directo y contra contacto indirecto a elementos conductores.
Los elementos conductores forman parten de la instalacin elctrica, que pueden ser tocados, pero no son partes activas, es decir no tienen tensin durante el servicio normal.
Los aparatos elctricos de baja tensin se diferencian segn las medidas de proteccin aplicadas:
Clase de proteccin I, destinados para conectar a un conductor de proteccin.
Clase de proteccin II, con aislamiento de proteccin, sin medidas para conectar a un conductor de proteccin.
Clase de proteccin III, destinados a operar con pequea tensin de proteccin.
2) MEDIDAS DE PROTECCIN CONTRA CONTACTOS DIRECTOS
De acuerdo con la aplicacin de los equipos elctricos, para protegerlos contra el contacto directo la proteccin puede ser de tipo parcial o total.
La proteccin parcial tiene que impedir el contacto con las partes activas, mediante:
La debida separacin entre partes activas que puedan chocar simultneamente.
Instalacin de obstculos como barandilla, vallas protectoras, rejillas y cubiertas.
La proteccin total se consigue mediante: obstculos, revestimiento aislante y pequea tensin de proteccin. De manera que se de proteccin en toda direccin, de ser posible rodear las partes activas y ser de material resistente a los esfuerzos locales.
En pequea tensin deben darse las siguientes condiciones para proteccin contra contacto directo:
Cuando la pequea tensin se obtiene de acuerdo con las condiciones de baja tensin de proteccin, o de una red de tensin nominal de hasta 500V a travs de transformadores con arrollamientos separados galvnicamente y resistencia dielctrica especial entre arrollamiento primario y secundario, se debe realizar una proteccin por obstculos de aislamiento con tensin de prueba de 500V.
Cuando la pequea tensin se obtiene de redes de tensin superior a travs de transformadores con arrollamientos separados galvnicamente y se asegura, adems, que se evita la permanencia de una tensin de contacto demasiada alta (65 o 50V) al pasar tensin superior al lado de la tensin inferior, los equipos de la parte de baja tensin han protegerse por obstculos.
Cuando la baja tensin se obtiene de redes de mayor tensin con dispositivos sin separacin galvnica, el equipo de la red de pequea tensin ha de considerarse como componente de la red primaria, aislndolo para tal tensin nominal.
3) PROTECCIN EN CASO DE CONTACTO INDIRECTO EN INSTALACIONES HASTA 1000V
Aparte de la proteccin contra contacto directo, adicionalmente en instalaciones con tensiones superiores a 50V alterna o 120V contina a tierra, se toma como medida la proteccin contra el contacto indirecto.
Para la proteccin contra contacto indirecto, existen medidas q se subdividen en:
a) Medidas de proteccin sin alarma y desconexin (sin conductor de proteccin):
El aislamiento de proteccin.- Se consigue mediante un aislamiento adicional al aislamiento de servicio de los equipos. Tambin el aislamiento del emplazamiento, que consiste en recubrir con aislamiento el suelo no aislado, de manera que los equipos que llevan tensin sean alcanzados desde este emplazamiento aislado.
Pequea tensin de proteccin.- Mediante esta medida se evita la formacin de tensiones de contacto peligrosas, limitando la tensin nominal a un mximo de 50V alternos o 120V continuos.
Los circuitos de pequea tensin de proteccin deben estar separados de los circuitos de mayor tensin, incluso en el recorrido de cables.
Proteccin por separacin.- Esta medida requiere una separacin galvnica entre el circuito del consumidor y la red alimentadora. Esto solamente se admite en redes de tensin nominal hasta 500V. La tensin nominal del circuito secundario no debe sobrepasar los 250V en consumidores bifsicos o 380V en consumidores trifsicos, valor armonizado 500V.
Se consideran cumplidas las condiciones de la proteccin por separacin, si los cuerpos de varios consumidores y la carcasa del generador estn conectados entre s con un conductor de compensacin de potencial aislado.
b) Medidas de proteccin con alarma y desconexin (con conductor de proteccin):
Todos los aparatos de la clase de proteccin I han de conectarse a un conductor de proteccin y desconectarse, de forma segura, por medio de dispositivos de proteccin en caso de avera. Las secciones del conductor de proteccin han de dimensionarse segn la tabla 1.
Tabla 1
Seccin nominal de conductores de proteccin y neutros (segn VDE 0100)
Conductor de fase
exterior
Lnea o cable de alta intensidad
Conductor de Proteccin
Conductor Neutro
Conductor de
proteccin
desnudo (Cu)
protegido
Conductor de
proteccin
desnudo (Cu)
no protegido
En tubos, cable
multiconductor,
cable
En lneas areas
lneas abiertas
0,5
-
-
-
-
0,75
-
-
-
-
1
-
-
-
-
1,5
1,5
1,5
4
1,5
-
2,5
2,5
1,5
4
2,5
-
4
4
2,5
4
4
4
6
6
4
4
6
6
10
10
6
6
10
10
16
16
10
10
16
16
25
16
16
16
16
25
35
16
16
16
16
35
50
25
25
25
25
50
70
35
35
35
35
50
95
50
50
50
50
50
120
70
50
50
70
70
150
70
50
50
70
70
185
95
50
50
95
95
120
50
50
120
120
150
50
50
150
150
185
50
50
185
185
) Solo conductores.
) Solo cables.
Formas de Red
-Red TN.- Un punto de la fuente alimentadora esta puesto a tierra directamente y los cuerpos de la instalacin elctrica estn conectados a este punto a travs de conductores de proteccin. Corresponde a redes de puesta a tierra.
-Red TT.- Un punto de la fuente alimentadora esta puesto a tierra directamente. Los cuerpos de la instalacin elctrica estn unidos a tierras, que a su vez estn separados de la tierra de servicio.
-Red IT.- Ningn punto de fuente alimentadora esta puesto a tierra directamente; los cuerpos de la instalacin elctrica estn puestos a tierra.
Puesta a Neutro
Empleado en redes TN, se dimensiona de tal manera que se efectu una desconexin dentro del tiempo prescrito, ante un cortocircuito. Se debe cumplir:
Za . Ia= Uo
Donde:Za: impedancia del bucle de la prdida.
Ia: intensidad que origine reaccin del dispositivo protector.
Uo: tensin de fase exterior contra tierra.
Circuito de proteccin contra intensidad de perdida (FI)
En caso de cortocircuito, las corrientes de perdida se detectan a travs de un transformador sumador de intensidad en el interruptor de proteccin contra intensidad de perdida y, si aquellas aumentan hasta el valor nominal de reaccin (intensidad de disparo) del interruptor, todos los conductores exteriores y el conductor neutro se desconectan en 0,2 segundos.
No se permite el uso de interruptores FI, incluso con intensidades de reaccin nominales30mA, sin conductor de proteccin.
Puesta a tierra de proteccin
Se puede emplear en redes TT e IT. En redes IT, por ejemplo redes de mando, esta medida de proteccin solo tiene efecto cuando se produce una segunda perdida en diferentes fases exteriores.
Circuito de proteccin contra tensin de perdida (FU)
Al producirse una tensin de contacto peligrosa, todos los conductores de fase exterior y neutro se desconectan en 0,2 s por medio de un interruptor de proteccin contra tensin de perdida. La bobina de tensin de prdida del interruptor de proteccin est conectada a una tierra auxiliar a travs de un conductor auxiliar de puesta a tierra y as vigila la diferencia de tensin entre el conductor de puesta a tierra del elemento protegido y la puesta a tierra auxiliar. El conductor de puesta a tierra auxiliar debe instalarse aisladamente del potencial del conductor de proteccin, para evitar puentear la bobina de tensin de perdida
4) COMPENSACIN DEL POTENCIAL
Adicionalmente ante la proteccin contra contacto indirecto, en todo edificio debe conectarse los siguientes elementos mediante conductores de compensacin principal del potencial:
Conductores principales de proteccin.
Tuberas del agua de consumo.
Tuberas interiores de gas.
Tuberas de calefaccin.
Estructuras metlicas accesibles del edificio (sin marcos de puertas y ventanas).
La inclusin de instalaciones de pararrayos se est incorporando en la norma VDE 0185.
5) PROTECCION CONTRA CONTACTO INDIRECTO EN INSTALACIONES SUPERIORES A 1000V
Como proteccin contra tensin de contacto demasiado elevada, ha de aplicarse puesta a tierra de proteccin, su dimensionamiento debe basarse en la corriente de perdida a tierra que fluye por puesta a tierra de proteccin en caso de derivacin a tierra en la red.
Al emplear puesta a tierra de proteccin, se debe poner a tierra todas las partes no activas de aparatos e instalaciones, si pueden llegar a tener contacto con partes activas con tensin, por arcos voltaicos, corrientes parasitas o contacto directo.
6) PUESTA A TIERRA
Para determinar una diferencia de potencial definida, se toma la tierra como potencial de referencia (potencial cero). Este potencial debe existir con seguridad y en todas partes.
La tierra indica el sitio, como la materia, por ejemplo el humus, arcilla, arena, grava, roca.
La toma a tierra es el conductor empotrado en la tierra y en conexin conductora con ella, o con un conductor empotrado en hormign, el cual est ampliamente en contacto con la tierra.
El conductor de puesta tierra es un conductor que une una parte de la instalacin que ha de ponerse a tierra con una toma de tierra, siempre que est instalado fuera de tierra o aislado en ella.
Tipos de tomas a tierra
Clasificacin segn emplazamiento:
Toma de tierra superficial, que es una toma que se empotra generalmente a poca profundidad hasta aprox. 1 m. Puede estar formada por ejemplo, por un fleje o redondo o un cable y construida como toma radial, anular o enmallada, o como combinacin de estas.
Toma de tierra profunda, que es una toma que se empotra generalmente en sentido vertical a grandes profundidades. Puede estar formada, por ejemplo por material tubular, redondo u otros perfiles.
Clasificacin segn forma y perfil:
Toma de tierra natural, es una pieza metlica que se halla unida, directamente o a travs de hormign, con la tierra o con agua, y cuyo objeto inicial no es la puesta a tierra, pero que acta como tal.
Toma de tierra de cimentacin, conductor empotrado en hormign, que a su vez tiene un amplio contacto con tierra.
Toma de tierra de control, es una toma que segn su forma y disposicin, vale ms bien para control del potencial que para mantener una cierta resistencia de propagacin.
Toma de tierra tipo barra, de grandes longitudes, suelen atravesar capas de suelo de diferente conductibilidad. Al introducirlas se recomienda una profundidad de penetracin de aproximadamente 3 m cada una; adems hay que medir la resistencia de puesta a tierra y reflejarla en un diagrama.
Los materiales y las dimensiones mnimas de las tomas de tierra han de ser uniformes, independientemente de la tensin de la red (segn la tabla 2). Al hacer la eleccin, lo primero que hay que considerar son los esfuerzos por corrosin previstos.
Tabla 2
Dimensiones mnimas y condiciones que deben cumplir las tomas de tierra, segn VDE0141
1
2
3
4
5
1
Material
Forma de la
toma de tierra
Seccin mnima
Espesor
mnimo
Otras dimensiones
mnimas o condiciones
a cumplir
2
3
4
5
Acero empotrado
en terreno,
galvanizado al
fuego, espesor
mn. de cincado
70m
Fleje
100
3
Redondo
78
(corresponde a
10 mm )
En tomas de tierra
profundas y compuestas
dimetro mnimo del
redondo: 20 mm
Tubo
Dimetro mnimo: 25 mm
Espesor de pared mnimo:
2 mm
Barras de
perfil
100
3
6
Acero con capa
de Cu
redondo
Alma de acero:
50
Capa de cobre:
20% de la
seccin del
acero, mnimo:
35
En tomas de tierra
profundas y compuestas:
dimetro mnimo del
redondo: 15 mm. Los
puntos de unin deben
ejecutarse de tal forma
que su resistencia a la
corrosin equivalga a
la de la capa de cobre.
7
8
9
10
Cobre
fleje
50
2
cable
35
Dimetro mnimo de los
hilos: 1,8 mm; con
envoltura de plomo:
dimetro mnimo de la
envolvente: 1 mm
Redondo de
cobre
35
tubo
Dimetro mnimo: 20 mm
espesor mnimo de pared:
2 mm
7) APRECIACIN CRITICA
El presente texto es una buena herramienta para el conocimiento sobre las medidas de proteccin, porque aborda las precauciones y acciones a tomar en instalaciones elctricas, para proteger la instalacin y la vida frente a los peligros de la corriente elctrica.
Por ejemplo en el tema de las medidas de proteccin contra contacto directo, se explica sobre como aislar las partes activas de los equipos elctricos segn el tipo de aplicacin. Por medio de obstculos, evitando el contacto con las partes activas. Y el lmite de alcance de la mano a la parte activa desnuda y conductoras puestas a tierra.
Tambin se menciona proteccin en caso de contacto indirecto, donde se dan alternativas de proteccin como el aislamiento del emplazamiento y de pequea tensin de proteccin, que evitan la formacin de tensiones de contacto peligrosas limitando las tensiones nominales.
Adems el material donde se extrajo la informacin nos brinda una tabla de seccin nominal de conductores de proteccin y neutros, que nos permite dimensionarlos de manera correcta de acuerdo a las caractersticas de estas.
Por ltimo se considera de gran utilidad el presente texto, ya que nos brinda la definicin de cada parte de los elementos que conforman las medidas de proteccin, como en el caso de la puesta a tierra, y los materiales apropiados para las tomas a tierra, sus dimensiones mnimas y condiciones que deben cumplir.
8) RECOMENDACIONES
Se debe tener conocimientos de las clases de proteccin, de manera que se pueden proteger los equipos elctricos con las medidas de proteccin adecuadas.
La proteccin contra contacto directo, puede ser de tipo parcial o total segn el grado de exposicin a las partes activas de una instalacin.
En proteccin contra contacto indirecto existen varias medidas de proteccin. Estas en la misma instalacin no deben ni ejercer influencia entre una y otra ni eliminarse, por ejemplo: proteccin de puesta a tierra y puesta a neutro.
Se debe tener conocimientos de la tabla de seccin nominal de conductores de proteccin y neutros, de manera que se haga un adecuado dimensionamientos de estos conductores.
Los dispositivos de proteccin de corriente de perdida (FI) con una intensidad de reaccin nominal 30mA se consideran como medidas de proteccin adicionales contra contacto directo al fallar otras medidas de proteccin.
Las medidas de proteccin en las instalaciones de consumo elctrico deben ser efectivas independientemente de los conductores de compensacin del potencial. Asimismo, los conductores de compensacin del potencial no deben disminuir la efectividad de la medida de proteccin.
Tener en cuenta la tabla de dimensiones mnimas y condiciones que deben cumplir las tomas de tierra, para dimensionarlas adecuadamente y aparte tener en cuenta los materiales de las tomas de tierra, que viene a ser una de las partes importantes de la puesta a tierra.