norma española UNE-EN EXTRACTO DEL DOCUMENTO UNE-EN Protección contra el rayo

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1 norma española UNE-EN Abril 2008 TÍTULO Protección contra el rayo Parte 4: Sistemas eléctricos y electrónicos en estructuras Protection against lightning. Part 4: Electrical and electronic systems within structures. Protection contre la foudre. Partie 4: Réseaux de puissance et de communication dans les structures. CORRESPONDENCIA Esta norma es la versión oficial, en español, de las Normas Europeas EN :2006 y EN :2006 Corr:2006, que a su vez adopta la Norma Internacional IEC :2006. OBSERVACIONES Esta norma, junto con las Normas UNE-EN :2007, UNE-EN :2007 y UNE-EN :2008, anulará y sustituirá a la Norma UNE 21185:1995 antes de ANTECEDENTES Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 207 Transporte y Distribución de Energía Eléctrica cuya Secretaría desempeña UNESA. Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 16576:2008 LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A: 104 Páginas AENOR 2008 Reproducción prohibida C Génova, MADRID-España Teléfono Fax Grupo 57

2 ÍNDICE Página PRÓLOGO... 8 INTRODUCCIÓN OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN NORMAS PARA CONSULTA TÉRMINOS Y DEFINICIONES DISEÑO E INSTALACIÓN DE UN CONJUNTO DE MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA EL IEMR (SMPI) Diseño de un sistema de medidas de protección contra el IEMR (SMPI) Zonas de protección contra el rayo (ZPR) Medidas básicas de protección en un SMPI PUESTA A TIERRA Y EQUIPOTENCIALIDAD Sistema de puesta a tierra Red equipotencial Barras equipotenciales Equipotencialidad en el límite de una ZPR Materiales y dimensiones de los componentes equipotenciales APANTALLAMIENTO MAGNÉTICO Y TRAZADO DE LAS LÍNEAS Apantallamiento espacial Apantallamiento de las líneas internas Trazado de las líneas internas Apantallamiento de las líneas externas Materiales y dimensiones de las pantallas magnéticas PROTECCIÓN COORDINADA POR LOS DPS GESTIÓN DE UN SMPI Plan de gestión del SMPI Inspección de un SMPI Mantenimiento ANEXO A (Informativo) ELEMENTOS BÁSICOS PARA LA EVALUACIÓN DEL AMBIENTE ELECTROMAGNÉTICO EN UNA ZPR ANEXO B (Informativo) IMPLANTACIÓN DE MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA EL IEMR EN SISTEMAS ELECTRÓNICOS EXISTENTES EN LAS ESTRUCTURAS ANEXO C (Informativo) COORDINACIÓN DE LOS DPS ANEXO D (Informativo) SELECCIÓN E INSTALACIÓN DE UNA PROTECCIÓN DE DPS COORDINADA BIBLIOGRAFÍA

3 Figura 1 Principio general de división en diferentes ZPR Figura 2 Protección contra el IEMR Ejemplos de posibles medidas de protección contra el IEMR (SMPI) Figura 3 Ejemplos de interconexión de ZPR Figura 4 Ejemplos de extensión de zonas de protección contra el rayo Figura 5 Ejemplo de un sistema de puesta a tierra tri-dimensional formado por la red equipotencial interconectada con el sistema de puesta a tierra Figura 6 Sistema de puesta a tierra mallado en una planta Figura 7 Empleo de las barra de la armadura de una estructura como conexión equipotencial Figura 8 Conexión equipotencial en una estructura con armadura de acero Figura 9 Integración de sistemas electrónicos en la red equipotencial Figura 10 Combinaciones de métodos de integración de sistemas electrónicos en la red equipotencial Figura A.1 Situación del IEMR debida a una descarga de rayo Figura A.2 Figura A.3 Simulación de la subida del campo magnético mediante oscilaciones amortiguadas Construcción de un volumen grande apantallado empleando las armaduras del hormigón y los bastidores metálicos Figura A.4 Volumen para los sistemas eléctricos y electrónicos en una zona interior ZPR n. 44 Figura A.5 Reducción de los efectos inductivos mediante medidas de trazado y apantallamiento de las líneas Figura A.6 Ejemplo de un SMPI para un edificio de oficinas Figura A.7 Evaluación del campo magnético en el caso de una descarga de rayo directa Figura A.8 Evaluación del campo magnético en el caso de una descarga de rayo cercana Figura A.9 Distancia s a en función del radio de la esfera rodante y de las dimensiones de la estructura Figura A.10 Tipos de grandes volúmenes apantallados en malla Figura A.11 Campo magnético H 1/máx. en el interior de una pantalla mallada tipo Figura A.12 Campo magnético H 1/máx. en el interior de una pantalla mallada tipo Figura A.13 Ensayo de bajo nivel para evaluar el campo magnético en el interior de una estructura apantallada Figura A.14 Tensiones y corrientes inducidas en un bucle formado por líneas Figura B.1 Mejora de las medidas de protección contra el IEMR y compatibilidad electromagnética en estructuras existentes Figura B.2 Posibilidades de establecer ZPR en estructuras existentes Figura B.3 Reducción de la superficie del bucle empleando cables apantallados próximos a una placa metálica Figura B.4 Ejemplo de una placa metálica como pantalla adicional Figura B. 5 Protección de antenas y otros equipos externos... 76

4 Figura B.6 Pantalla natural suministrada por escaleras y tuberías equipotenciales Figura B.7 Posición ideal de línea en un mástil ( sección de un mástil de acero en celosía) Figura C.1 Ejemplo de aplicación de los DPS en sistemas de distribución de potencia Figura C.2 Modelo básico para la coordinación por energía de los DPS Figura C.3 Combinación de dos DPS tipo limitadores de tensión Figura C.4 Ejemplo con dos limitadores de tensión tipo MOV 1 y MOV Figura C.5 Combinación de un explosor tipo conmutador de tensión y un MOV tipo limitador de tensión Figura C.6 Ejemplo con explosor y limitador de tensión tipo MOV Figura C.7 Determinación de la inductancia de desacoplo para ondas tipo impulso 10/350µs y 0,1 ka/µs Figura C.8 Ejemplo con explosor y MOV para onda tipo impulso 10/350 µs Figura C.9 Ejemplo con explosor y MOV para onda tipo impulso 0,1kA/ µs Figura C.10 Coordinación según la variante I Los DPS son del tipo limitador de tensión Figura C.11 Coordinación según la variante II Los DPS son del tipo limitador de tensión Figura C.12 Coordinación según la variante III Los DPS son del tipo corte de tensión y limitador de tensión Figura C.13 Coordinación según la variante VI Varios DPS en un solo elemento Figura C.14 Coordinación según el método de "la energía pasante" Figura D.1 Ondas de tensión tipo impulso entre el conductor activo y la barra equipotencial Tabla 1 Secciones mínimas de los componentes equipotenciales Tabla 2 Plan de gestión de un SMPI para un edificio nuevo y para grandes cambios en la construcción o utilización de los edificios Tabla A.1 Ejemplos para i 0/máx. = 100 ka y w = 2 m Tabla A.2 Atenuación magnética de una pantalla espacial mallada para una onda plana Tabla A.3 Radio de la esfera rodante correspondiente a la máxima corriente del rayo Tabla A.4 Ejemplos para i 0/máx. = 100 ka y w = 2 m, correspondiente a SF = 12, Tabla B.1 Características de las estructuras y de sus alrededores Tabla B.2 Características de la instalación Tabla B.3 Características de los equipos Tabla B.4 Otras cuestiones a tener en cuenta para el concepto de protección OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta parte de la Norma IEC proporciona información para el diseño, instalación, inspección, mantenimiento, y ensayo de un conjunto de medidas de protección contra el IEMR en los sistemas eléctricos y electrónicos en una estructura, capaces de reducir el riesgo de fallos permanentes producidos por el impulso electromagnético del rayo.

5 Esta norma no cubre la protección contra las interferencias electromagnéticas producidas por el rayo, que pueden producir mal funcionamientos de los sistemas electrónicos. Sin embargo, la información indicada en el anexo A puede emplearse, también, para evaluar estas perturbaciones. Las medidas de protección contra las interferencias electromagnéticas están cubiertas por la Norma IEC y la serie de Normas IEC [1] 1). Esta guía proporciona las directrices para la cooperación entre el proyectista del sistema eléctrico y electrónico y el diseñador de las medidas de protección, en un intento de conseguir el óptimo de efectividad en la protección. Esta norma no trata sobre los detalles de diseño de los propios sistemas eléctricos y electrónicos. 2 NORMAS PARA CONSULTA Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). IEC :2001 Instalaciones eléctricas en edificios. Parte 4-44: Protección para garantizar la seguridad. Protección contra las perturbaciones de tensión y las perturbaciones electromagnéticas. IEC :2001 Instalaciones eléctricas en edificios. Parte 5-53: Elección e instalación de materiales eléctricos. Aislamiento, interruptores y control. IEC :2002 Coordinación de aislamiento de los equipos en los sistemas (redes) de baja tensión. Parte 1: Principios, requisitos y ensayos. IEC :1995 Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 4-5: Técnicas de ensayo y de medida. Ensayo de inmunidad a las ondas de choque. IEC :1993 Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 4-9: Técnicas de ensayo y de medida. Ensayo de inmunidad a los campos magnéticos impulsionales. IEC :1993 Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 4-10: Técnicas de ensayo y de medida. Ensayo de inmunidad a los campos magnéticos oscilatorios amortiguados. IEC :1997 Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 5 : Guías de instalación y atenuación. Sección 2: Puesta a tierra y cableado. IEC :1998 Pararrayos conectados a las redes de baja tensión. Parte 1: Requisitos de funcionamiento y métodos de ensayos. IEC :2002 Pararrayos de baja tensión. Parte 12: Pararrayos conectados a sistemas eléctricos de baja tensión. Principios de elección y aplicación. IEC :2000 Pararrayos de baja tensión. Parte 21: Pararrayos conectados a redes de telecomunicación y de transmisión de señales. Requisitos de funcionamiento y métodos de ensayos. IEC :2004 Pararrayos de baja tensión. Parte 22: Pararrayos conectados a redes de telecomunicación y de transmisión de señales. Principios de elección y de aplicación. IEC Protección contra el rayo. Parte 1: Principios generales. IEC Protección contra el rayo. Parte 2: Evaluación del riesgo. 1 ) Las cifras entre corchetes hacen referencia a la bibliografía.

6 IEC Protección contra el rayo. Parte 3: Daño físico a estructuras y riesgo humano. Recomendación ITU-T K.20:2003 Inmunidad de los equipos de telecomunicación instalados en centros de telecomunicación a las sobretensiones y a las sobreintensidades. Recomendación ITU-T K.21:2003 Inmunidad de los equipos de telecomunicación instalados en los locales de los abonados a las sobretensiones y a las sobreintensidades.