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MANUAL GENERAL GENERAL DE PARARRAYOS INTE INTEGRADOS GRADOS
" THOR THOR""
I N D I C E I) Sistema Pararrayos Integrado "THOR". II) Especificaciones Técnicas "THOR". 1. Análisis de los fenómenos eléctricos atmosféricos. 2. Principio de funcionamiento del Pararrayo Convencional. 3. Presentación del Pararrayo Convencional Tetrapuntal "THOR". 4. Especificaciones generales del Pararrayo Convencional "THOR". 5. Principios de funcionamiento del Pararrayo Disipador Aerodinámico Ionizante "THOR". 6. Especificaciones generales del Pararrayo Disipador Aerodinámico Ionizante "THOR". 7. Performance del Pararrayo Disipador Aerodinámico Aerodi námico Ionizante "THOR". 8 8. Seguridad del Pararrayo Disipador Aerodinámico Ionizante "THOR" 9. Garantías de operación y fabricación.
PAG
III) Especificaciones Técnicas generales de los Pararrayos Autovalvulares AC y de los Protectores AC y DC: 1. Características técnicas generales de los mismos, tipos y usos. 2. Rangos operativos Min/Max; recomendaciones adicionales de seguridad. IV) Detalles para los Proyectos e Instalaciones Técnicas en general: A) División de Telecomunicaciones e Informática: 1. Diseño. 2. Especificaciones. 3. Red conductora del Pararrayo Aerodinámico Ionizante "THOR" 4. Dimensión del cable de la red conductora. 5. Sistema dispersor de carga o puesta a tierra. 6. Planos de obra. B) División de Arquitectura en edificaciones: 1. Diseño. 2. Especificaciones. 3. Red conductora del Pararrayo Aerodinámico Ionizante "THOR". 4. Sistema dispersor de carga o puesta a tierra. Sign up to vote on this title 5. Planos de obra. Useful Not useful C) Construcción e Instalación: 1. Materiales.
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VI) Laminas y Catálogos Catálogos ilustrativos en general de toda la Técnica.
I)
SISTEMA PARARRAYOS INTEGRADO "THOR".
El Sistema Pararrayo Integrado "THOR", "THOR", est constituido de acuerdo a sus funciones por do de elementos de protección básicos:
El captador disipador Pararrayos Aerodinámico Ionizante, que brinda protección contra desc atmosféricas directas (Rayos); (Rayos); y los Pararrayos Autovalvulares y protectores eléctrico protegen contra las inducciones, sobretensiones y picos eléctricos de origen atmosfé industrial en las líneas de energía AC, DC y señal DC.
El Sistema Pararrayos Integrado "THOR", ha sido diseñado de tal manera que pueda permi neutralización completa de todo fenómeno eléctrico atmosférico directo o indirecto, fenómenos eléctricos transitorios de origen industrial y ello con el fin de lograr que el u pueda trabajar sin problemas, aún en los casos de encontrarse bajo tormentas eléctricas se o con trastornos eléctricos transitorios industriales. Siempre será necesario estudiar y analizar cada proyecto proyecto de uso en forma particular, de tal que se evite la omisión de algún detalle que podría ser importante para la correcta operativid los sistemas de protección proyectado.
PARA-RAYOS S. A. C., Presenta al usuario un Manual práctico que le permita en primer conocer el diseño de un Sistema de Pararrayos Integrado, en segundo lugar anali Fenomenología eléctrica atmosférica e industrial, en tercer lugar dar a conocer los princip funcionamiento de los Pararrayos de Punta Convencional y Radioactivo, como los Para Autovalvulares y los protectores de fenómenos eléctricos transitorios en las líneas de ene señal; y en cuarto lugar ofrece información práctica sobre la proyección e instalación distintos sistemas de protección existentes para configurar un sistema de protección inte "THOR". II) ESPECIFICACIONES TECNICAS "THOR" 1) ANALISIS DE LOS FENOMENOS ELECTRICOS ATMOSFERICOS.
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La presencia en el suelo o subsuelo de materiales queproducen enNot la useful atmósfera polari Useful natural adicional establece zonas zonas de mayor o menor conductibilidad eléctrica. El camino de la descarga eléctrica, o rayo, es siempre la trayectoria de mayor conductibilid
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ionización se presenta en las capas inferiores de la atmósfera (cuanto mayor sea la alt densidad de aire ser mayor), como consecuencia de ser las capas bajas mas densas, se pr una mayor interacción de las irradiaciones con el alto alto número de moléculas interpuestas, interpuestas, que influye en la elevada degradación de la energía de las irradiaciones según estas penet la atmósfera, a medida que la energía se debilita, aumenta el poder de ionización. La atmósfera se puede dividir en cinco capas de acuerdo a la densidad y la ionización. A) La capa de iones pesados: B) La capa de iones ligeros: C) La estratosfera D) La ionosfera E) La electronósfera:
De 0 a 2 Km de altitud. De 2 a 11 Km de altitud. De 11 a 80 Km de altitud. De 80 a 200 Km de altitud. De 200 a 1200 Km de altitud.
Los iones ligeros son formados, por partículas de vapor de agua cargadas de electricidad p o negativa, la concentración de estas partículas en nubes origina una serie de fenóm eléctricos, íntimamente relacionados con la distribución espacial de sus cargas eléctricas.
El desplazamiento de estas masas de agua, así como también, su pulverización, sublima evaporación, provocan la separación de los iones de signo contrario que se concentran en diferentes y crean dentro de la nube y entre esta y la tierra fortísimos campos eléctricos, qu el origen de las descargas conocidas como Rayos.
La intensidad de corriente se expresa por la cantidad de electrones o iones por segund atraviesan una sección, por lo tanto, la conductibilidad eléctrica de la atmósfera atmósfera ser mayor c mayor sea la densidad de ionización (iones/cm3.).
La tierra y atmósfera en conclusión, poseen características de un capacitor cuyas placas se corteza terrestre y la ionosfera. El dieléctrico lo constituiría la masa de aire con una extens extens 80 Km, de altitud, circulando permanentemente entre las armaduras, se encontraría una cor eléctrica de desplazamiento, positiva y descendente, estimada en 1.4 kA. para todo el globo corriente positiva, que alcanza la tierra, tierra, nunca llega a neutralizar su carga. La variación intensidad del campo eléctrico en las proximidades de la tierra, puede ser representad superficies equipotenciales, ya que la tierra es buena conductora, y su carga se dist uniformemente, la intensidad del campo eléctrico es la que determina si una descarga lleva Sign up to vote on this title peligro; de este modo se tienen los siguientes tipos: Useful Not useful DESCARGAS SILENCIOSAS.- Estas no alcanzan a percibir ni visual, ni auditivamente de la baja aceleración de los electrones desprendidos de los objetos en punta, situados
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Ninguna de estas significan peligro para el hombre.
EL RAYO.- Esta si es una descarga eléctrica mortal y destructora, se forma en una gradie potencial entre la nube y la tierra, alcanzando el campo campo 10 Kv./cm. Puede iniciarse en a gota de agua situada en la parte inferior de la nube, cuya carga se polariza con el campo elé existente, de ella se desprenden iones positivos positivos en una dirección y negativos en la otra; electrones liberados toman alta aceleración debido al campo eléctrico y alcanzan veloci tales que ionizan las moléculas de aire en su camino; este proceso de ionización se propa una dirección preponderante formando as¡ una corriente eléctrica piloto, muy tenue pa visible, esta corriente se puede ramificar y cada rama progresar independientemente, en el m momento en que aquello ocurre, se puede producir la elevación de los iones positivos de la en dirección nube, cuando la corriente electrónica de la nube se encuentra con la iónica de se completa el canal de descarga, permitiendo as¡ la descarga principal, es importante ob que es el primer flujo iónico de tierra que encuentra la corriente piloto, es el que determ trayectoria de la descarga principal, la misma que podrá alcanzar un valor pico de hasta 200
Después de observar estos fenómenos, concluimos que mayores serán las oportunidades punto terrestre para provocar la descarga eléctrica, cuanto más temprano pueda generar u iónico ascendente. La extensión que alcanza el flujo ascendente lleva el nombre de "Distan Ruptura" y varía con la corriente de descarga subsecuente según los valores indicados en siguiente: DISTANCIA DE RUPTURAS (m) 16 40 100 250
CORRIENTE DE DESCARGA (Valor Pico en kA.) 3 10 30 100
El objetivo m s importante de esta tabla es mostrar al usuario, que descargas de baja inten de la corriente piloto pueden pasar muy cerca de un pararrayos convencional sin que este g un flujo de conexión o canal de ruptura, permitiendo con ello que la corriente piloto progr obtenga su ruptura o conexión muy próxima a la estructura que se estime protegida.
De modo general, los especialistas saben que las descargas de baja intensidad de la co Sign up to vote on this title piloto siguen un curso errático errático y solo alcanzan las estructuras en ángulo cuando estas com el flujo de conexión o canal de ruptura, lo que demuestra que esuna Notfalacia useful suponer q Useful confiable el concepto del cono de protección dado por los pararrayos del tipo convencional,
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La finalidad del pararrayos es crear una región ionizada alrededor suyo, facilitando una traye de menor resistencia para la corriente piloto, emitida por la nube, auxiliando as¡ la formaci canal de descarga y orientando el camino del rayo.
La ionización del aire generado por el pararrayos convencional es posible debido a la exis del campo eléctrico entre la nube y la tierra, que actúa provocando una concentración de c eléctricas en el pararrayos y la consecuente emisión de un flujo electrónico bajo la forma d descarga silenciosa, cuanto mayor sea el volumen del aire ionizado alrededor del parar mayor ser la probabilidad de captación captación de la corriente piloto, y esta esta captación se pre cuando la diferencia de potencial del campo eléctrico entre nube y tierra llegue a 9\0.7 Kv./m
El Pararrayos Convencional, inventado en 1752 por Benjamin Franklín, es apenas constitui un asta de metal que termina en una punta fina, su emisión electrónica es muy débil y sola consigue ionizar un pequeño volumen de aire, en la práctica, la distancia efectiva no pa 10Mts. tendiendo el desuso desuso por su reducida rea, ya que la suposición suposición de que el espacio espacio pro por el cono de base es igual a dos veces la altura del pararrayos, resulta una verdadera f comprobada muchas veces en nuestros días, pues muchísimas estructuras supuestam cubiertas han sido afectadas varias veces, por ello se puede asegurar que el para convencional solo ha dado resultados poco satisfactorios en un cono de base igual a una altura del pararrayos y ello por ser un est tico protector.
3) PRESENTACION DEL PARARRAYOS CONVENCIONAL TETRAPUNTAL "THOR
La idea de utilizar un Captador Pararrayos Convencional de cuatro puntas o tetrapuntal, mejorar el área de ionización alrededor suyo, facilitando una trayectoria de menor resistenci la corriente guía (piloto), pues la ionización producida por el captador convencional de un punta es muy tenue para poder asegurar un radio de protección de una vez su altura.
El campo protegido por un Captador Pararrayos Tetrapuntal es aquel abarcado por un con tiene como vértice el punto m s elevado del Captador Pararrayos, y la generatriz forma forma un de 45 grados con el eje vertical la estructura estructura a ser protegida deber estar dentro del cono.
4) ESPECIFICACIONES GENERALES DEL PARARRAYOS CONVENCIONAL "THO Sign up to vote on this title
CARACTERISTICAS FISICAS DEL CAPTADOR:
Useful
- Estructura de bronce pulido cromado de 4 puntas (tetrapuntal)
Not useful
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RED CONDUCTORA:
Se utiliza como línea conductora a tierra el cable de cobre cobre desnudo 1/0 AWG de 19 h conducción y fijación del cable ser igual que la indicada en el Aerodinámico Ionizante Ionizante "TO función al tipo de estructura. SISTEMA DISPERSOR DE CARGA (PUESTA A TIERRA):
El sistema dispersor de carga o puesta puesta a tierra tendrá una resistencia de 10 Ohm / m y sé re r de acuerdo con la información detallada m s adelante el sistema convencional es recomendado para reas pequeñas. 5) FUNCIONAMIENTO DEL PARARRAYOS IONIZANTE "THOR"
El principio es el mismo, pues la finalidad es crear una región ionizada m s amplia y din m desarrollo del pararrayos captador disipador aerodinámico ionizante "THOR", elimi ineficiencia del flujo de conexión del canal de ruptura que presenta el tipo convencional ya disponer de fuentes radioactivas emite continuamente partículas alfa originando una ionizada muy amplia que extiende su acción hasta las nubes por causa del fenómeno multiplicación de iones pares, logrando a su vez reducir en forma considerable la est tica combinación de los iones dentro de su radio de acción y con ello menguar las interferencias ondas de comunicación.
Su alcance depende de la actividad de sus fuentes radioactivas y de la utilización de su cá de preionización, pues las fuentes de Americio 241, se encuentran en su parte intern ingresar el aire con la velocidad peculiar que se presenta en una tormenta, crea una turbu originada por la disposición de las aletas de viento del plato inferior; el plato superior pos solo orificio de salida, donde se encuentra el asta central o punta pararrayos, que atravie captador, permitiendo una emisión dirigida hacia la atmósfera con una fuerte expulsión d ionizado.
La emisión aerodinámica de la ionización, es directamente proporcional a la diferenc potencial eléctrico entre la nube y la tierra, así como directamente proporcional a la velocid viento, emitiendo iones negativos o positivos opuestos siempre a la polaridad del fenó Sign up to vote on this title atmosférico con el fin de disipar o evitar el aumento del potencial eléctrico entre nube y tierr puedan causar la descarga, ahora si la diferencia de potencial eléctrico llega Not useful Useful delcampo Kv./m. el captador formar de inmediato el canal de ruptura, neutralizando la descarga princi producir descargas laterales de baja intensidad que puedan comprometer otras estru
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FORMULA PARA CALCULAR LAS CARGAS LIBRES: Q = Ax F b/g x 2 x e. Q = Carga libre en u c/s. A = Actividad total de la s fuentes. F = Factor de conversión de unidad .7 x (10) 7. Emisiones/seg. en mCi. B = Energía media gastada en la formación formación de una pareja de iones cV/par de iones. e = Carga de cada ion 1.6 x (-19) 10 c/ion. MODELO A(mCi) f(emis/seg) b(eV/emis) g(eV/emis) e(c/ion) T-100 2.25 T-60 1.26 T-100 0.87
3.7 x (10)7 5.4 x (10)6 3.7 x (10)7 5.4 x (10)6 3.7 x (10)7 5.4 x (10)6
34 34 34
Q(uC/s)
1.6 x (-19)10 4.23 4.23 1.6 x (-19)10 2.37 1.6 x (-19)10 1.63 1.63
Haciendo una comparación entre el Pararrayos Convencional y el Aerodinámico Ion "THOR", obtendremos que el primero establece una corriente de inducción para un c superior a 0.7 Kv./m, en tanto que el "THOR" inicia sus contactos en un campo de 0.1 K ofreciendo por su dinamismo, la neutralización del campo, y en el peor de los casos, desc de baja intensidad, el resultado es un sistema pararrayos m s seguro y confiable, la cobertu Pararrayos Aerodinámico Ionizante "THOR" es 100% segura hasta 100Mts. de radio.
6) ESPECIFICACIONES DEL PARARRAYOS DISIPADOR AERODINAMICO IONIZ "THOR" MODELOS T-25 T-60 T-100
RADIO DE COBERTURA 25 m 60 m 100 m
AREA DE COBERTURA 1,963.50 m2 11,309.76 m2 31,416.00 m2
CARACTERISTICAS FISICAS: ESTRUCTURA ASTA CENTRAL CONECTOR DE CABLE PESO APROXIMADO
: Acero inoxidable quirúrgico : Cobre electrolito, cromado Sign up to vote on this title : Cobre electrolítico, cromado : 1.2 Kg Useful Not useful
CARACTERISTICAS RADIOACTIVAS:
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DATOS DEL TRANSPORTE: EMBALAJE : Cartón corrugado de 3 mm. de espesor. LARGO : 27.5 cm. ANCHO : 25.5 cm. ALTURA : 12.5 cm. PESO BRUTO : 1.9 Kg CATEGORIA DE TRANSPORTE : II Amarilla INDICE DE TRANSPORTE : 0.1, 0.3, 0.8 mCi. respectivamente respectivamente 7) PERFORMANCE DEL PARARRAYOS IONIZANTE "THOR" CARACTERISTICAS:
1).- Los radioisótopos se encuentran dentro de la cámara de preionización. VENTAJAS: - Mayor duración de los radioisótopos. - Se elimina el riesgo de exposición a los usuarios. - Se elimina, el riesgo de contaminación por deterioro o desprendimiento de los radioisótopos. - Se elimina el riesgo de contaminación por medio del agua proveniente de las lluvias que en muchos casos es recolectoda recolectoda consumo humano - Se maximiza la ionización del aire. PRUEBAS : - Los radioisótopos están protegidos contra cuerpos extraños por estar instalados internamente. - Concentran los electrones y neutrones, en la cámara de preionizació - Son remachados al plato superior con la máxima seguridad. - Solo el aire circulante esta en contacto con el radioisótopo AM-241. - Su ionización es dirigida solo a la atmósfera, evitando ionizar al usuario. 2).- El diseño aerodinámico de ionización y el asta central mas prolongado.
VENTAJAS: - El área de protección tiene una seguridad de 100% (hasta los 100 m ó 31,416m2 Sign up to vote on - Se obtiene una distribución totalmente uniforme de la ionización enthis el title campo de prot del equipo. Useful Not useful - El gran tiempo de vida lo hace prácticamente eterno y por lo mismo rentable en m aspectos.
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La baja actividad hace que la radiotoxicidad sea sea nula, y por tanto tanto absolutamente inocua. El equipo tiene una duración acorde con la vida útil de los radioisótopos. PRUEBAS : - De acuerdo a la cadena de desintegración del Americio 24, número de masa 241, y atómico 95, su decaimiento hasta la estabilidad es de 458 años. -
4).- Esta construido con materiales de alta calidad.
PRUEBAS : - Los platos est n fabricados fabricados en acero inoxidable quirúrgico, calidad 304 1/32, el asta cen de cobre electrolítico cromado de 5/8", 3/4" y 1 1/4". 1/4". 8) SEGURIDAD DEL PARARRAYOS IONIZANTE "THOR" 1).- SEGURIDAD DE COBERTURA:
Como Empresa especializada en Sistemas Pararrayos debemos informarles que en el me se están ofreciendo pararrayos de campo ionizantes con protección hasta 250 m de rad unidad, lo cual no es correcto ya que no se puede garantizar su óptima operatividad debido los principios estadísticos que rigen el funcionamiento de los Pararrayos Convencionale también aplicables a los Pararrayos Radioactivos (Ionizantes).
En los pararrayos clásicos la dependencia entre el radio de cono de protección y la altura punta varía de acuerdo con la responsabilidad de la estructura estructura definida. Un análisis normas aplicables en varios países de Europa y América del Norte, nos indica que la prote aplicada es de una a dos veces la altura de la punta, según la responsabilidad de la estructu
La interpretación de esta variación esta en el hecho de que a medida que nos ale lateralmente de la punta, al riesgo de caída de rayo aumenta, para una edificación normal, e de cono de protección se calcula en términos estadísticos para un rayo de energía media KA.).
La adecuación de la actividad de las fuentes radioactivas, para el pararrayos de 100M. de al se basa en los mismos cálculos de probabilidades obtenidas del pararrayos de punta para e de base igual a la altura (una vez su altura), el valor de alcance para el Pararrayos Radio Sign up to vote on this title est en el hecho de que las cargas se ofrecen en estado libre, originadas por ionización y fenómeno de multiplicación de iones, por ello es que se en una gradien Useful dislocar pueden Not useful campo (0.1 KV/m) menor que el necesario para uno convencional (0.7KV/m), para descent as¡ una corriente por inducción.
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Existe, además otra otra dificultad adicional en el trayecto que deber ser recorrido por las hasta que estas establezcan el contacto entre la punta conectora del pararrayos y la nube, s distancia aumenta, aumentar proporcionalmente el riesgo de interferencia en la gradie campo, que impide un contacto adecuado, con lo que tendríamos entonces un sistem protección prestando un "Servicio Riesgoso". 3).- SEGURIDAD DE CONTAMINACION.
La contaminación producida por la exposición de un campo ionizado por una fuente radioac proporcional a la actividad específica de la fuente, fuente ya que la radiotoxicidad de radionucleido es relativa por la unidad de actividad.
El diseño del Pararrayos "THOR", no ofrece riesgo de contaminación del medio ambiente, p isótopo Radioactivo empleado es el Americio 241 (AM-241), elemento transuránico de núme este elemento emite partículas alfa con energía de 5486 a 5443 MEV, siendo gama solo el beta solo 0.21 mre/h, a 30 cm. de distancia del captador.
Si una persona permaneciera a esa esa distancia por 40 horas a la semana, durante 50 seman 12 meses, solo acumulara una dosis de 4.3 x (-7)10 r/h. , que es el 8.6 x (-6) de la dosis per e indicada por la Comisión Internacional de Protección Radiológica de 5 Rems en 12 meses
Por las razones antes expuestas y por la inspección certificada que pasa cada unidad "THOR", en el Instituto Peruano de Energía Nuclear (IPEN) garantizam inocuidad de cualquier unidad "THOR", basándose en estas consideraciones "THOR", elim posibilidad de producir cualquier tipo de Pararrayos Radioactivas con alcance superior a m de radio que pueda desprestigiar la calidad de su marca dejando de ofrecer segurid usuario. 9) GARANTIAS DE OPERACION Y FABRICACION
El Captador Pararrayos Aerodinámico Ionizante "THOR", es fabricado de acuerdo con el e de fabricación y utilización de Pararrayos Radioactivas EUR 4292 f. de la comisió Comunidades Europeas Controlatom 1970, además el Captador Aerodinámico Ionizante "T es controlado en su fabricación por la Autoridad Nacional de Energía Nuclear (IPEN), que o un Certificado de Análisis Espectrométrico por nivel de radiación y prueba de fugade tod Sign up to vote on this title captadores "THOR", fabricados en nuestras plantas. Useful Not useful El Pararrayos Ionizante "THOR", garantiza una protección al 100% dentro del radio de correspondiente a cada modelo, siempre y cuando la instalación del sistema sea real
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Las líneas de energía que llegan a sus aparatos eléctricos y/o electrónicos pueden ocasio desagradables sorpresas, algunas provenientes de fuentes naturales y otras causadas hombre, los equipos industriales crean fenómenos eléctricos instantáneos o pasajeros, l radiofonía generan ruidos tipo EMI o interferencias de radio frecuencia.
Diversos estudios efectuados por IBM, AT&T, COMPUTERWORLD, etc., revelan que, la parte de las anomalías en las líneas de fuerza, que afectan los equipos, son el resulta algunas formas de influencia externa, añadida a la fuerza eléctrica suministrada por el se público; estas anomalías se conocen como fenómenos eléctricos transitorios.
Las líneas de corriente continua continua y alterna que alimentan alimentan equipos eléctricos y/o y/o electrónico como, líneas telefónicas y de transmisión de datos, conducen fenómenos eléctricos transitor mayor velocidad y voltaje que los calculados en los estabilizadores y filtros de voltaje; sistem protección contra cortos de corriente, como los UPS no son para la eliminación de estos tip fenómenos, pues además de la energía en 50 a 60 Hz, usted experimentar experimentar sobretension voltaje, picos de alto voltaje, ruidos de alto voltaje e interferencia de radiofrecuencia, co velocidad que varía de 1 microsegundo a 5 nanosegundos, por lo cual estos fenómenos no detectados y eliminados por los sistemas tradicionales de protección
La tecnología actual (eléctrica y electrónica) de estado sólido, con su masiva integraci componentes electrónicos conlleva a un equipamiento m s vulnerable, debido a los bajos vo de operación interna, y a sus componentes son fácilmente destruidos destruidos por los altos valo estos fenómenos. Los fenómenos eléctricos transitorios se clasifican en atmosféricos, nucleares, e industriale subdivisión de estos fenómenos depende de su amplitud, energía, velocidad y frecuencia ocurrencia; sus principales características los definen en: 1.- INDUSTRIALES: (SOBRETENSIONES PICOS Y OLEADAS).
Este término cubre los fenómenos fenómenos originados por conmutación eléctrica; así como, por m operativas de reposición abrupta del suministro eléctrico y por contactos accidentales; las c m s frecuentes de los fenómenos fenó menos industriales son: A.- Arranque y parada de motores eléctricos. B.- Encendido de luces de neón o sodio. up to vote on this title C.- Conexión y desconexión en unidades de conmutación Sign eléctrica. D.- Contactos de interruptores en circuitos inductivos. Useful Not useful E.- Operación de relé‚s de apertura. F.- Contactos falsos y/o accidentales.
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pulsos electromagnéticos muy rápidos, creando inducciones en las redes de transm elevando con ello el potencial eléctrico de ‚estas. B.- DESCARGAS ELECTROSTATICAS: (ESTATICA DE UN SER HUMANO).
Las descargas electrostáticas pueden generarse en una persona, ya que un ser humano como un capacitor, de 100 a 300 pico Faradios (pF); debido a la fricción fricción una persona acumular hasta 15 Kv. y descargar en pocos nanosegundos una corriente de 10 A.
Todos los circuitos integrados son sensibles a esta clase de fenómenos eléctricos transitorio cuales perjudican información contenida en ellos, e llos, así como, la contenida en discos y diskette C.- FENOMENOS ATMOSFERICOS DIRECTOS: (DESCARGAS DIRECTAS DE RAYOS). R AYOS). Desde la ‚poca de Benjamín Franklin (1749), se estudia estos fenómenos, que amenaza creciente para nuestra sociedad de d e tecnología electrónica.
Básicamente, el rayo es generado entre dos campos eléctricos de cargas opuestas: entre n tierra.
El rayo puede tener una longitud de varios Km y progresa en saltos sucesivos entre tierra y siguiendo un canal altamente ionizado, que contamina la atmósfera con un campo eléctrico a 50 Kv. por metro y su carga eléctrica es de 70,000 a 250,000 Amperios circulando por el ionizado, con una velocidad de 1 a 5 mil‚simas de segundo.
Esta carga eléctrica que contamina la atmósfera, se inducen en las líneas de transmisión DC, con corrientes del orden de los 2,500 voltios por segundo, a una distancia de 3.7 Km caída o choque del rayo; siendo la inducción de mayor o menor intensidad de acuerd distancia de la caída o choque
En las infraestructuras donde se usan pararrayos de puntas convencionales el voltaje d inducciones eléctricas se reducen en un 20%; y cuando se utilizan pararrayos ioniza Radioactivas, estas se reducen en un 60% de la carga inducida.
Sign up to vote onson this title El impacto del rayo en las líneas de alta o media tensión provocadas p electromagnetismo del flujo eléctrico y estas son dañadas directamente poruseful el rayo. Useful Not
En primer lugar originar que los cables y aisladores sean parcial o totalmente destruidos; destruidos;
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3.- NUCLEARES: (DESCARGAS DE EXPLOSIONES NUCLEARES Y SOLARES).
Las explosiones nucleares efectuadas por el hombre provocan pulsos nuc electromagnéticos generando un campo eléctrico de hasta 30 Kv./M. en cual irradia una zo 1,200 Km de radio, con una velocidad de 10 nanosegundos a 1 micro segundo.
Las explosiones solares generan también campos electromagnéticos de hasta 1 kV/m. e irradia todas las partes del globo terráqueo.
El nivel de voltaje que alcanzan las redes y equipos, dependen directamente de la prox del mismo, y de las características del campo electromagnético. e lectromagnético.
LOS PERJUICIOS ORIGINADOS POR LOS FENOMENOS ELECTRICOS TRANSITORIOS DESTRUCCION: * Destrucción de componentes metálicos. * Destrucción de las tarjetas principales de PC's. * Destrucción de junturas de rupturas semiconductora. * Destrucción de triacs/tyristores por variación de sobrevoltajes (dv/dt). OPERACION INCORRECTA: * Operación aleatoria de latches, tyristores o triacs. * Pérdida parcial de archivos de datos. * Error de programas de procesamiento de datos. * Error de transmisión de datos. CADUCIDAD PREMATURA. * Los equipos expuestos a sobrevoltajes tienen una vida útil m s corta.
La solución más confiable para eliminar los devastadores efectos de estos fenómenos graves consecuencias, son los distintos tipos de protecciones que a continuación detallamos 1) CARACTERISTICAS.
Sign up to vote on this title
Useful Not useful Las funciones principales de los Pararrayos Autovalvulares y Protectores AC/DC son, dispos destinados a descargar inducciones producidas por los fenómenos eléctricos atmosféricos
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Los Pararrayos Autovalvulas y Protectores son dispositivos que contienen un aislamien resistencia eléctrica calculada a la tensión nominal del servicio AC, o voltaje voltaje nominal DC resistencia actúa, como válvula eléctrica que permite conectar la línea de energía o señ tierra, en el momento en que esta excede la tensión o voltaje nominal, hasta él limite de tole de la red o línea de alimentación de los equipos eléctricos y/o electrónicos. (Ello se deno Voltaje de Ruptura).
Es por ello que los Protectores y/o Pararrayos autovalvulares deben ser proyectados de ac con el servicio de la tensión o voltaje nominal, de la línea de energía o señal, considerándo limite de tolerancia de los equipos conectados a la línea o red, para su apertura de desca tierra. No es recomendable sobredimensionar el voltaje o tensión nominal de los Para Autovalvulas o protectores, creyendo que con ello habrá una mayor capacidad de desca tierra, ya que la válvula de resistencia eléctrica se aperturará (RUPTURA) por encima d límites de tolerancia de los equipos conectados a la línea o red, perjudicando los mismos co no tuvieran pararrayos protectores.
Para aumentar la capacidad de descarga a tierra de un pararrayos o protector por razon inducciones o sobretensiones muy muy severas, ser conveniente solicitar a fábrica unidades de capacidad de descarga o de lo contrario se colocar colocar n una, dos ¢ m s unidades por línea; modo que si cada unidad por ejemplo tuviera 5 kA de capacidad de descarga y las desc fueran del orden de 15 kA se colocaran tres unidades standard como mínimo o cuatro par mayor seguridad, a una descarga de 20 kA que pudiera sorprender. De este modo el máximo de descarga de los protectores o pararrayos estar n por encima 15 kA y ello sin perjudicar la sensibilidad de apertura (RUPTURA) mínima a tierra necesa limite de tolerancia de los equipos.
Esto ser aplicado en los casos de alto alto consumo, observando que ello no sea por resistencia de su puesta a tierra, ya que ello implicaría que las descargas no se disipen en sino m s bien destruyen los protectores protectores o pararrayos; esto es aplicado para cualquier t protector o pararrayos autoválvula de cualquier servicio de alta, media y baja tensión.
NOTA: Ver las características eléctricas de los pararrayos y protectores de las l minas final presente manual.
Sign up to vote on title La calidad de un pararrayo autoválvular y protector es muy importante yathis que de este depe la protección de los equipos que dan un servicio importante tienen un Not costo también impor useful yUseful
La calidad de los pararrayos y protectores est n dados por su marca, ya que esta repre
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BAJA TENSION: 1,000, 650. 440, 220, 110v. CORRIENTE CONTINUA DC:
Los protectores, contra inducciones y sobretensiones se fabrican en corriente continua (DC los siguientes voltajes:
0.8, 6, 12, 15, 24, 48, 90, 170 V. Además existen protectores AC y DC que no solo protegen contra inducciones de atmosférico y sobretensiones de origen industrial, sino también contienen otras protec como son, supresores de picos eléctricos RMS, supresores de ruidos eléctricos y supreso ruidos de radio frecuencia; además estos tienen tiempos de respuesta respuesta de 20 a 5 nanosegu pueden solicitarse con circuitos de monitorización de control a distancia, para el cambio d repuestos de fusibles en los momentos de deterioro por el exceso trabajo
Todas las unidades poseen características eléctricas distintas como son: Voltaje nominal, el voltaje de apertura a tierra (RUPTURA), la capacidad de descarga a tie tiempo de respuesta, etc.; todas ellas podrán ser observadas en las características eléct los catálogos de los fabricantes, que salen en las l minas del final del manual. RECOMENDACIONES IMPORTANTES:
En conclusión existen Pararrayos Autovalvulares y protectores para todo tipo de servicio servicio deben emplearse según su rango nominal, según la capacidad de descarga necesaria, se tiempo de respuesta necesaria, y el nivel de apertura mínima necesaria para la descarga a en función a la tolerancia, y ello de acuerdo con el servicio de la línea o red de energía o señ Por ejemplo:
Se protegerá una Hidroeléctrica con sus unidades para alta tensión as¡ también, se proteger subestaciones de transformación en la media tensión y en la baja tensión se protegerá unidades colocadas en el tablero principal y subtableros según las tensiones; posteriorme protegerán las líneas de corriente continua de los equipos de teléfonos, computadoras, an de radio, alarmas, etc.; cada sistema en su rango, ya que uno no protege al otro p diferencias de voltajes y tolerancias. Sign up to vote on this title
IV) PROYECTOS E INSTALACIONES TECNICAS.
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A.- DIVISION DE TELECOMUNICACIONES E INFORMATICA:
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Estos puntos definir n el tipo de dispersor de carga que m s convenga, horizontal o vertica como, el número de electrodos (plancha-platina-pica-conductor) y productos químicos a usa obtener una resistencia eléctrica de 5 Ohms en el contacto con tierra.
- CARACTERISTICA DE LA ESTACION.- Altura de la torre, altura y ubicación de las an solas o en la torre, ubicación y conducción de líneas coaxiales y eléctricas en la torre, ti torre, dimensiones de su base y de su vértice, dimensiones de los materiales que conform torre, distancia entre la torre ¢ antena y la caseta de equipos, dimensiones de la caseta, volt llegada a la estación y voltajes de los equipos de comunicación e iluminación, en alte continua.
- CRITERIO DE DISEÑOS.- Ser necesaria la instalación de Pararrayos Integrados "THO las zonas geográficas de lluvias constantes o temporales que exceden los 30 días donde habrá que realizar la interligación total total de todas las masas metálicas metálicas y eléctricas torre y de la caseta, con el sistema dispersor de carga o neutro común a tierra de la estació torre.
El diseño de la estación, se hará de tal manera que toda la estación quede dentro del protegido por el Pararrayos Aerodinámico Ionizante "TOP", además se buscará que las eléctricas est‚n protegidas con pararrayos autovalvulas y protectores según las tensione servicios en AC y DC conectando la tierra de estos últimos últimos a la tierra común de la estac tierra común estar configurada por los distintos distintos servicios de puestas a tierra de la es separada de de la tierra del pararrayos de campo o ionizante en 6 m como mínimo e interl ambas tierras con conductor conductor #6 desnudo, para evitar las diferencias de potencial en puestas a tierra.
En aquellos casos donde la estación estuviese colocada a gran altitud sobre el nivel del m una zona de cumbre donde las incidencias de los fenómenos eléctricos atmosféricos severas y que la resistencia eléctrica del terreno fuese muy alta, se tomarán considerac especiales como son el blindaje de las líneas eléctricas y coaxiales de la estación en completa con tubo conduit, que se realiza conectando estos blindajes con la tierra común estación; la tierra común estar conformado por 4 y 8 radiales de cables de cobre cobre desnudo 20 a 30Mts. de longitud cada uno, enterrados a 60cms. de profundidad y distribuidos direcciones de ser posible, de tal manera que se obtenga una gran superficie de contacto. Sign up to vote on this title
2) ESPECIFICACIONES.
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- COBERTURA.- El Sistema Pararrayo Aerodinámico Ionizante "THOR", cubre una semiesf
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- AUTOVALVULAS.- Se colocarán los Pararrayos Autovalvulares en los servicios servicios eléctric tensiones media y baja que alimentan a la estación en media tensión, los pararrayos se inst antes de los cut-out del transformador y en baja tensión, en el tablero que alimenta los eq eléctricos y electrónicos, incluyendo la línea de salida de la luz de baliza a la torre; tod líneas de energía, señal DC y de líneas coaxiales de antenas, también se protegerá protectores o descargadores DC.
- RED CONDUCTORA.- Estar conformada, por las líneas conductoras de descargas a tier provengan de los los distintos servicios de protección de la estación, líneas como como la Pararrayos Autovalvulas, las líneas de conexiones de masa metálicas y carcazas de equipo estar n conectadas independientemente según su servicio a la puesta a tierra de estación, servicio con su propia línea hasta los electrodos o aro de interligación de electrodos). NOTA; Ver láminas.
3) RED CONDUCTORA DEL PARARRAYOS DISIPADOR AERODINAMICO IONIZ "THOR".
- EN TORRE.- La red conductora del Pararrayos Ionizante "THOR", se colocará por la exterior de la torre, y su eje de conducción se ubicará totalmente opuesta al eje de conducci las líneas eléctricas y coaxiales siendo estas últimas colocadas al interior de la torre.
La red de conducción ir, sujeta con soportes separadores provistos de aislador carrete de epóxica, y se mantendrá una separación de 25 o 20 cm. en todo su recorrido, al llegar a la de la torre la línea podrá estar protegida con un tubo de F.G. de 2' y posteriormente ser cone al aro de interligación de puestas a tierra de la torre.
Los aisladores carretes de los soportes separadores no se usan como aislante sino com aditamento mecánico para evitar la fricción y la corrosión galvánica entre el cobre y el fierro separación de la línea conductora es necesaria para los efectos de la onda expansiva e momentos de descarga en su base en el lado opuesto a la línea conductora del pararray torre tendrá una línea que conecte su estructura, estructura, con el aro de interligación de puestas puestas a para mantener un mismo potencial eléctrico en los momentos de descargas.
- EN POSTE INDEPENDIENTE.INDEPENDIENTE.- La red conductora del Pararrayos Ionizante se colocará colocará Sign up to vote on this title interior del poste, desde la punta hasta su base, par luego conectarse con la puesta a tier sistema pararrayos, y esta puesta estará interligada con los Useful otros servicios de puestas a tie Not useful la estación o caseta con cable #6 AWG desnudo a fin de mantener un mismo potencial eléc una menor resistencia eléctrica.
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NOTA; El resultado con una fracción de 0.5 se considerará el número inmediato superior.
PARA TORRES COLOCADAS SOBRE EDIFICIOS.- Donde el captor este instalado a mas de altura se usaran dos bajantes de descarga, con las mismas dimensiones del cable que el cálculo antes detallado, las curvas efectuadas en la conducción del cable, no tendrán un inferior a 20 cm y serán colocadas lo más directamente posible, hasta llegar a tierra.
PARARRAYOS AUTOVALVULAS Y PROTECTORES.- Se usara cable de cobre desnudo mm2 de sección, como línea conductora a tierra de los pararrayos y para los protector energía o señal DC la línea de descarga será de 10 mm 2 forrado, todos en forma indepen hasta el aro de interligación de electrodos de la caseta o estación de telecomunicaciones.
MASAS METALICAS.- Para la masa de la torre se colocará un cable de la misma dimensi pararrayos ionizante, para las masas metálicas de carcazas de equipos, tableros u estructuras metálicas de la caseta, se utilizará cable de 10 mm 2 forrado.
LINEA DE INTERLIGACION DE PUESTA A TIERRA.- Para la interligación entre las pue tierra del pararrayos ionizante y las puestas a tierra de la estación o caseta de los equip utilizará el cable 10 mm 2 desnudo 5) SISTEMA DISPERSOR DE CARGA O PUESTA A TIERRA
El sistema dispersor o puesta a tierra del Pararrayos Ionizante, puede estar compuesto de dos o m s electrodos (plancha-pica-platina-cable), siendo el número de ellos proporciona resistividad del terreno. La resistencia eléctrica eléctrica de la puesta a tierra del Pararrayos Ion "THOR", deber ser de 5 Ohm por metro, en su contacto con tierra; para la puesta a tierra Pararrayos Autovalvulares BT, protectores y carcazas de equipos de comunicación de la es o caseta, ser de 10 Ohm; estas resistencias eléctricas de 5 y 10 Ohm ser obtenidas en individual antes de la interligación de las dos tierras, de modo que la interligación no influya trayectoria de las descargas fuertes del RAYO hacia la tierra de la estación.
Para obtener un estimado del número de electrodos a emplear y de sus dimensione necesario aplicar las técnicas del Manual de Instalaciones de Puestas a Tierra "THOR-GEL adelante detallados. Sign up to vote on this title
La masa de toda estructura metálica considerable por su que encuentre dent Useful Notse useful volumen campo protegido, deber conectarse con la puesta a tierra del pararrayos ionizante, me cable # 6, que recorrer a - 60 cm. del nivel de tierra, esta conexión es necesaria para ec
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representados por, sus sus símbolos y códigos. Se adjuntará en la leyenda una relación distintos elementos con sus códigos y cantidades a usar.
ELEVACION.- Se representará la instalación verticalmente, indicando la cobertura por elev de la semiesfera, el nivel y ubicación del captador ionizante, las autovalvulas y protectore sus líneas conductoras a tierra y accesorios empleados hasta la puesta de tierra.
La puesta a tierra del pararrayos ionizante y la estación, describir n en forma completa indi en ella sus medidas y distancias di stancias entre electrodos. NOTA; Ver láminas. DETALLES.- Se representaran gráficamente todos los detalles de elementos cont montajes con el fin de ilustrar mejor el proyecto. B.- DIVISION DE ARQUITECTURA. 1) DISEÑO.
AMBITO DE APLICACION.- Instalaciones de protección contra descargas eléctricas atmosf directas (rayos), desde el captador hasta su conexión con el dispersor de carga o puesta a as¡ cómo, también la protección contra inducciones y sobretensiones eléctricas de atmosférico o picos en la RMS de origen industrial en las líneas de energía o seña protectores y pararrayos autovalvulas.
INFORMACION PREVIA A CONSIDERAR.- Condiciones geológicas y d e resistividad eléctr terreno, altitud sobre el nivel del mar; ‚stos puntos definir n el tipo de dispersor de carga se s convenga, horizontal o vertical, as¡ cómo, el número de electrodos (platina, barra o ca productos químicos a usar para obtener una resistencia el‚ctrica, de 5 Ohm por metro contacto con tierra.
CONDICIONES URBANISTICAS.- Altura máxima del conjunto de estructuras a pro protuberancias circundantes como árboles, torres, postes u otras estructuras contiguas, puntos definir n el nivel y ubicación del captador ionizante en el conjunto de estru Sign up to vote on this title incluyendo las distancias entre los volúmenes circundantes al captador disipador para ionizante, el mismo que sea de un mínimo de 3M. por encima y 10M. deNot separación. useful Useful
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Las estructuras metálicas como tanques, torres, techos de calamina con tijerales de meta como, otras estructuras considerables expuestas a la intemperie y a las descargas eléctr que lleven o no lleven su propia puesta a tierra, deber n conectarse a la puesta a tierra próxima del sistema pararrayos ionizante; el diseño de la instalación se hará de tal manera estructura o las estructuras estructuras queden dentro del rea protegida por el Pararrayos Ionizante "T manteniendo siempre una interligación de las masas metálicas con el sistema pararrayos, fin de evitar las diferencias de potencial eléctrico entre estas. 2) ESPECIFICACIONES.
- COBERTURA.- El Sistema Pararrayos Aerodinámico Ionizante "THOR", cubre una semi de radio de 25, 60 y 100 m según el modelo, además cubre un cono de eje vertical de 45 gr cuyo vértice se encuentra en la cima de la semiesfera. - SIMBOLOS Y APLICACIONES (En láminas).
- CAPTADOR IONIZANTE.- Se situará en el punto predominante de la estructura o conju estructura a 3 m por encima de la estructura o nivel más alto del conjunto, considerando en postes, torres y tanques, el mástil se sujetará a muros techos o el poste autosoportante sobr base bisagra, anclada a una zapata de concreto por medio de una jaula fraguada a nive 0.10 m del terreno natural.
3) RED CONDUCTORA CONDUCTORA DEL PARARRAYOS AERODINAMICO IONIZANTE IONIZANTE "THOR
Esta se utilizará, como elemento conductor en el Sistema Pararrayos Ionizante y se conduc preferencia por el exterior de la estructura, separándola de la misma en 25 cm cuan estructura sea de concreto y ser ser adosada a la misma cuando esta sea sea metálica en su totalid
La red conductora podrá ser empotrada en una estructura de concreto concreto mediante un ducto d 50mm. y esta red conductora conductora se conectar con los fierros de la columna, cuando cuando el ducto e esta, con el fin de ecualizar las masas metálicas de la estructura.
Se calculará de manera práctica la dimensión del cable de cobre desnudo de 19 hilos media Sign up to vote on this title división de la altura de ubicación del captador pararrayos con relación al terreno entre 25 resultado indicar la capacidad del cable. Useful Not useful Ejemplos:
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Las curvas efectuadas en el cable no serán cortantes ni superiores a 1/4 de circunferencia llegar a tierra estarán protegidas con un tubo protector de 2" con altura de 2 a 3 m 4) SISTEMA DISPERSOR DE CARGA O PUESTA A TIERRA.
El sistema dispersor o puesta puesta a tierra del Sistema Pararrayos Ionizante, est compuesto po dos o m s electrodos, plancha, pica, platina y conductor siendo el número de ellos proporcio la resistividad del terreno; la resistencia eléctrica del dispersor de carga carga del Sistema Para Ionizante ser de 5 Ohm por metro en su contacto con tierra, tierra, y para obtener un estima número de electrodos a emplear y sus dimensiones es necesario aplicar las técnicas del M de Instalaciones de Puestas a Tierra m s adelante detalladas.
La masa de toda estructura metálica considerable por su volumen y que se encuentre del campo protegido, deber conectarse con el dispersor de carga mediante cable # recorrer a -60 cm del nivel de tierra, esta conexión es necesaria ecualizar elipticamen elipticamen masas con el sistema de pararrayos y evitar descargas laterales; será también nec interligar todas las puestas a tierra de masas del conjunto a fin fin de lograr una tierra tierra c obteniéndose con ello una menor resistencia eléctrica en tierra.
El punto más importante del Sistema Pararrayos "THOR", es su contacto a tierra, o pue tierra, pues de ella depende mucho su correcta correcta operación y deberá tener un mantenimiento 4 años al igual que un chequeo de todos sus contactos eléctricos y partes del sistema. 5) PLANOS DE OBRA.
- PLANTA.- Se indicará la ubicación del o de los captores ionizantes "THOR" y de l conductora con sus distintos elementos representados por sus símbolos y códigos, se adju en la leyenda una relación de los distintos elementos con sus códigos y cantidades a usar. - ELEVACION.- Se representará la instalación verticalmente indicando la cobertura por elev de la semiesfera, el nivel de ubicación del captador y las partes y accesorios del sistema ha puesta de tierra.
- DETALLES.- Se representarán gráficamente todos los detalles de elementos contac montajes, con el fin de il ustrar mejor el proyecto. VER LAMINAS.
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Useful C.- CONSTRUCCIONES E INSTALACIONES.
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El cable, electrodos, así como conectores serán de cobre electrolítico de 99% de pureza y de conductibilidad. El tratamiento electrolítico de puestas a tierra será ejecutado con con Química "THOR-GEL", que garanticen óptimos resultados en la reducción de la resis eléctrica del suelo a la transmisión de electricidad con una absoluta estabilidad química y garantizada por 4 años; y una vida útil de la misma de 20 a 25 años. 2) MONTAJE.
El montaje de todas las partes y piezas se hará con mucha responsabilidad, para ello dirigido por un técnico especialista en pararrayos o por un Ingeniero Eléctrico de experiencia campo, quien deber tomar la decisión de algunos detalles no considerados en el Proyecto. 3) INSPECCION. La inspección del sistema instalado deber comprender lo siguiente;
A.- La verificación del nivel del captor ionizante con relación al techo o estructura m s al edificio, o del conjunto de estos; el captador siempre deber estar 3Mts. por encima techo, poste, líneas eléctricas, torres y tanques elevados.
B.- La verificación de los contactos del cable o red de conducción en los puntos del capta electrodos, evitándose empalmes en la línea o red de conducción a tierra (red por tr empalmados no es recomendable).
C.- La verificación del cable colocado o red conductora, en función de curvas no cortante separación en el concreto, de fijación de los soportes o grapas del tensado y de la capacid sección del cable.
D.- La verificación de la calidad del d el tubo, metales, galvanizado y aisladores de resina epóxic
E.- La verificación de la resistencia eléctrica del contacto de la puesta de tierra, media medición con el medidor de Puesta a Tierra con escala máxima de 1,000 ohm esta me deberá arrojar 5 Ohm.
up todebe vote onser thismenor title Para evitar riesgos, la resistencia eléctrica de la puesta Sign a tierra tierra que 10 (5Ohms), de acuerdo con los patrones prefijados por las Useful normas deNotEuropa useful y Améric caso de edificaciones para materiales explosivos o fácilmente inflamables, la resistenc deber sobrepasar de 5 Ohms.
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Se entiende por Puesta a Tierra toda ligazón conductora directa sin fusible y de se suficiente, que une determinados elementos o partes de una instalación con el potencial de t
La conexión con el terreno se realiza mediante un electrodo o grupo de ello, enterrados suelo.
El objetivo o misión de una puesta a tierra puede ser de distintos tipos; en la practica sirve proteger de contactos accidentales las partes de una instalación no destinada a esta tensión; y, para disipar sobretensiones de origen atmosférico o de origen industrial, ya maniobra o por perdida de aislamiento.
La Puesta a Tierra limita la tensión que con respecto a tierra pueda aparecer en cua elemento conductor de una instalación y asegura con ello la correcta actuación de los dispo de protección de la instalación eléctrica. Con ello, la Puesta a Tierra cumplirá las siguientes misiones:
- Proteger a las personas, limitando la tensión que respecto a tierra puedan alcanzar las m metálicas.
- Proteger a personas equipos y materiales, asegurando la actuación de los dispositiv protección como pararrayos, descargadores eléctricos de líneas de energía o señal as¡ interruptores diferenciales.
- Facilitar el paso a tierra de las corrientes de defecto y de las descargas de origen atmosfé otro. PARTES QUE COMPRENDEN LAS PUESTAS A TIERRA: Todo sistema de Puesta a Tierra, debe constar de las siguientes partes: - Toma de Tierra o Puesta a Tierra. - Línea principal de tierra. - Derivaciones de las líneas principales de tierra. - Conductores de protección.
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NOTA; Los m‚todos de conexiones eléctricas eléctricas de alta y baja tensión tensión pueden verse verse en el Not useful Useful del nuevo Código Nacional Eléctrico Eléctrico y los m‚todos de conexiones en instrumentación, instrumentación, p verse en la monografía sobre las conexiones de tierra y masa en instrumentación de la Asoc
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- La composición del terreno - Al contenido de sales disueltas - Al contenido de humedad - A la temperatura - A la calidad del compacto.
La resistividad del terreno terreno ser el factor determinante determinante de la resistencia de cualquier toma de y para conocer su valor real, el único sistema aceptable es efectuar la medición de la resist o resistencia de paso de la corriente, no obstante, puede realizarse una primera aproximació aproximaci la tabla I, que da a título de orientación, unos valores de resistividad para ciertos terrenos, los cálculos pueden efectuarse utilizado los valores medios indicados en la Tabla
Se entiende entiende que los cálculos efectuados a partir de estos valores no dan m s que un valo aproximado de la resistencia de tierra del electrodo.
La medida de resistencia de tierra de este electrodo puede permitir aplicando las fórmulas en la Tabla III, estimar el valor medio local de la resistividad del terreno; terreno; el conocimiento d valor ser muy útil para trabajos trabajos posteriores efectuados en unas condiciones análogas. T A B L A
I
NATURALEZA DEL TERRENO Terrenos Pantanosos Limo Humus Turba húmeda Arcilla plástica Marga y Arcilla compactas Margas de Jurásico Arena Arcillosa Arena silícea Suelo Pedregoso cubierto césped Suelo Pedregoso desnudo Calizas Blandas Calizas Compactas Calizas Agrietadas Pizarras
RESISTIVIDAD OHMIOS/M De algunas unidades a 30 20 a 100 10 a 150 5 a 100 50 100 a 200 30 a 40 50 a 500 200 a 300 300 a 500 1500 a 3000 Sign up to voteaon300 this title 100 1000a Not 5000 useful Useful 500 a 1000 50 a 300
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Terrenos cultivables, fértiles, terraplenes compactos y húmedos. Terrenos cultivables poco fértiles terraplenes Suelos pedregosos desnudos, arena seca permeable Suelos rocosos fraccionados Suelos rocosos compactos
50 500 3000 6000 14000
T A B L A III FORMULAS PARA CALCULOS DE PUESTAS A TIERRA: 1) ELECTRODO O PICA VERTICAL. r R = Resistencia R = ---r = Resistividad L L = Longitud del electrodo 2) PLANCHA O PLACA VERTICAL U/O HORIZONTAL. R=
r ---P
x 0.8
R = Resistencia r = Resistividad P = Perímetro de la placa 0.8 = Factor
3) ANILLO O CABLE UNICO HORIZONTAL. R=
2r ---L
=
R = Resistencia r = Resistividad L = Longitud del anillo o cable
4) MALLA SIMPLE DE CABLE HORIZONTAL. R=
r ---- = L
Sign up to vote on this title R = Resistencia r = Resistividad Useful Not useful L = Longitud total de todo el cable que forma la malla.
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Las mediciones de resistividad o resistencia eléctrica específica de los terrenos en superfic valores del estrato geológico superficiales y no de aquellos que est n por debajo; para ello e fórmulas y factores correctivos que pueden determinar en teoría valores muy aproximados es mejor determinarlos en forma práctica y real, midiendo la resistividad o resistencia espe de cada estrato geológico y evitar los errores teóricos.
Si en la evaluación se obtuviesen dos o más estratos geológicos con los cuales vamos a tra en el diseño de puesta a tierra; ser conveniente promediar los valores de los mismos y con este promedio los cálculos del diseño.
FACTOR DE RIESGO EN LA MEDICION DE LA RESISTIVIDAD O RESISTENCIA ESPECIF
Los terrenos o estratos geológicos no son nunca homogéneos, pues estos varían en su esp en su contenido de partes o componentes, as¡ como, en su contenido de humedad y de naturales de un punto a otro; para poder asumir este factor de riesgo en las medicione necesario considerar un 25% m s de margen de error en las mediciones de cada e geológico antes de considerarse el promedio resultante de los distintos estratos.
3) LOS DISEÑOS DE PUESTAS A TIERRA. Los diseños de puestas a tierra, se harán después de haber realizado la evaluación del ter las mediciones, incluyéndose el factor de riesgo y el promedio de la resistividad o resis específica resultante. El diseño se hará tratando de aprovechar los estratos de menor resistividad o resis específica, considerándose que para los servicios de pararrayos y sistemas eléctricos de media tensión la profundidad mínima ser de 0.60 m y ello debido a la tensión de paso.
Los diseños de puestas a tierra de penetración profunda se harán cuando los estratos geoló profundos sean de menor resistividad eléctrica que los medios y los superficiales, la longit los electrodos ser n lo suficientes para poder alcanzar la capa freática del agua existente subsuelo. Los diseños de puestas a tierra de penetración media se harán cuando los estratos medios de menor resistividad eléctrica que los profundos, la longitud de los electrodos ser n igua espesor de los estratos aprovechables, evitando que ellos hagan contacto en los es profundos de mayor resistividad.
Sign uplos to vote on thissuperficiales title Los diseños de puestas a tierra superficiales se harán cuando estratos se menor resistividad eléctrica que los medios y los profundos, la longitud los electrodos useful Useful Not de iguales al espesor del estrato aprovechable, evitando que ellos hagan contacto en el e medio de mayor resistividad.
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son necesarios de 3 a 4 electrodos conectados en paralelo, siendo la distancia entre sus eje a 5 veces la longitud de los mismos; mismos; la distancia igualmente ser mayor cuando menor resistencia deseada a obtenerse.
Resistencias eléctricas del orden de 1 a 3 Ohm son mucho más difíciles de obtenerse dependiendo de la resistividad eléctrica del terreno; por lo general para llegar a estos valor necesarios el uso de 4 a 6 electrodos colocados e interconectadas a una malla de cable de desnudo formando cuadrados de 2 a 5 veces la longitud de los electrodos; electrodos; esta malla no conectado en paralelo los electrodos sino que también llenar las partes medias y centra todo el conjunto del rea de la puesta a tierra, la distancia entre entre electrodos y/o cables de la ser mayor cuando menor sea la resistencia deseada a obtenerse.
NOTA; Los cables de cobre desnudo que conectan en paralelo los electrodos o que form malla, ir n a la misma profundidad mínima de los electrodos y directo en conexión con la tie igual que los electrodos zarandeado y tratando la tierra químicamente. ELECTRODOS TIPOS- DIMENSIONES MINIMAS- CARACTERISTICAS TECNICAS.
En principio puede considerarse electrodo a cualquier objeto de alta conductibilidad íntima ligado con el terreno, siendo el problema base que se plantea la falta de presi¢n externa en dos elementos a unir (electrodo y tierra). Los electrodos pueden ser de distintos distintos tipos, placa-platina-pica-conductor; placa-platina-pica-conductor; en todo caso, cumplir las siguientes características técnicas: -
Resistencia a la corrosión por su enterramiento Fácil instalación para el tipo de terreno No causar corrosión galvánica con otros elementos de contacto (cobre fierro). No causar corrosiones descontroladas con el tratamiento electrolítico de la puesta usar preferentemente sales que contengan agentes reguladores de PH de los suelos
T A B L A IV
DIMENSIONES MINIMAS DE ELECTRODOS DE TIERRASign up to vote on this title Useful Not useful MATERIAL FORMA DIMENSIONES MIN. POSICION PROFUNDID
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A) Convencionales B) Ionizantes
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10 Ohms. 5 Ohms.
- Pararrayos Autovalvulas, servicio de inducciones y sobretensiones eléctricas. A) Alta y media tensión B) Baja tensión
20 Ohms. 15 Ohms.
2) ELECTRICOS:
Servicio de neutro de red, masas, elementos metálicos distintos de las masas y r protección 25 Ohms. 3) ELECTRONICOS:
Servicio de neutro de circuitos de equipos, electrónicos, masas masas y relés de producción 10
NOTA: Las resistencias dadas son las standard ellas podrán ser variadas segú especificaciones técnicas del fabricante de los equipos. 5) METODOS PARA LA REDUCCION DE LA RESISTENCIA ELECTRICA.
Existen distintos m‚todos para lograr la reducción de la resistencia eléctrica pero todos presentan un punto de saturación que es conveniente conocer para evitar di antieconómicos. Los m‚todos para la reducción son los siguientes; a) El aumento del número de electrodos en paralelo b) El aumento de la distancia entre ejes de los electrodos c) El aumento de la longitud de los electrodos d) El aumento del di metro de los electrodos e) El cambio del terreno existente por otro de menor resistividad Sign up to vote on this title f) El tratamiento químico electrolítico del terreno. Useful Not useful Las reducciones según m‚todos y sus puntos de saturación son:
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- Con el tercero se lograr una reducción del 55% - Con el cuarto se lograr una reducción del 67% - Con el quinto se lograr una reducción del 73% - Con el sexto sexto se lograr una reducción del 77%
A partir del séptimo ser de 78% y para el octavo ninguna, por lo que el punto de saturac saturac encuentra a m s de 6 electrodos.
b) El aumento de la distancia entre ejes de los electrodos.- Normalmente la distancia entre e los electrodos debe ser como mínimo el doble de la longitud longitud de los electrodos; pero en los donde se requiera obtener resistencias eléctricas muy bajas y haya disponibilidad de terreno, las distancias entre ejes de los electrodos, deber n ser lo máximo posible; pues a m distancia entre ejes de electrodos, mayor mayor ser la reducción de la resistencia a obtenerse; por el fenómeno de la resistencia reciproca entre electrodos.
c) El aumento de la longitud de los electrodos.- Aumentando la longitud de penetración efect el terreno es posible alcanzar capas m s profundas, que normalmente presentan una m s resistividad que las presentadas en las capas superficiales; esto se puede verificar en parte de los terrenos, debido al mayor porcentaje de humedad, en las capas profundas, don encuentran la capa freatica de agua. Lo contrario a esto ocurriría en el caso de que los te tuvieran capas inferiores compuestas por terrenos rocosos y pedregosos, ya que ellos tiene alta resistividad y además de no poder clavar los electrodos.
Los resultados de la reducción en estos casos, estar dada por la resistividad del profundo, el mismo que podrá ser comprado con el primer electrodo colocado en la penet profunda, a partir de ello el % de reducción de los demás demás electrodos en paralelo ser igu indicado anteriormente, incluyéndose el punto de saturación por encima de 6 electrodo como, por la separación entre ellos de acuerdo acuerdo a la longitud empleada e n los electrodos.
d) Aumentando el diámetro de los electrodos.- Al aumentar el diámetro de los electrodos de 3/4" se obtendrá una pequeña reducción del valor de la resistencia y esta ser como sigue; - Con el segundo electrodo se obtendrá una diferencia de 11% de reducción - Con el tercero tercero se obtendrá una diferencia de 18% de reducción - Con el cuarto se obtendrá una diferencia de 22% de reducción Sign up ser to vote - Para el quinto ya no habrá reducción por el diámetro, lo que suon this title punto de saturación Useful Not useful
e) Cambio del terreno existente por otro de menor resistividad.- Los terrenos puede
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La resistencia crítica de un electrodo se encuentra en un radio o contorno que va de 30 a 5 de este, por lo que se tendrá sumo cuidado con las dimensiones dimensiones de los pozos para los elec proyectados. La compactación del terreno terreno también es factor factor importante ya que el electrodo tendrá que bien adherido al terreno, evitando hacer un falso contacto que aumente la resistencia por su de adherencia.
La limpieza del electrodo también es factor importante, ya que el electrodo tiene siempre ad a el, grasa, aceite y a veces hasta pinturas, lacas o barniz, que o frecen resistencia al contac tierra, para suprimir todo ello es necesario lijarlos y lavarlos bien a fin de dejarlos totalm limpios.
Los % de reducción en este caso son difíciles de deducirlos, debido a los factores que interv como son resistividad del terreno natural, resistividad del terreno de reemplazo total o p adherencia por la compactación y limpieza del electrodo, pero daremos una idea porcentual menos en función al tipo de terreno y al cambio total o parcial.
- Para terrenos de alta resistividad donde se cambie el terreno de los pozos en forma to porcentaje puede estar entre 50 a 70 % de reducción de la resistividad natural del terreno.
- Para terrenos de media resistividad donde se cambie el terreno de los pozos en forma pa total, el porcentaje de reducción puede estar como sigue: * Cambio parcial de 20 a 40% de reducción de la resistividad natural del terreno. * Cambio total de 40 a 60% de reducción de la resistividad natural del terreno.
- Para terrenos de baja resistividad donde se cambiar cambiar el terreno de los pozos en forma par porcentaje de reducción puede estar entre 20 a 40% de reducción de la resistividad natu terreno. La saturación en este caso sería si cambiamos mayor volumen de tierra que la indicad resultados serán casi los mismos mismos y el costo ser mucho mayor, lo cual no lo justifica.
f) El tratamiento químico electrolítico del terreno de los pozos.- El tratamiento químico electr Sign up to vote on this title de las puestas a tierra es uno de los m‚todos mas prácticos y económicos para la reducción resistencia eléctrica de las puestas a tierra, este tipo de tratamiento consiste en incorporar a Not useful Useful o los pozos electrolitos que mejoren la conductibilidad de la tierra y ello para que reduzc resistencia eléctrica de las mismas.
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La técnica moderna ha desarrollado un componente químico denominado "THOR-GEL", es para el tratamiento químico electrolítico de las puestas a tierra, este componente viene usá ya mas de 10 años con muy buenos resultados, debido a que el compuesto químico electr posee sales sales concentradas de metales metales y aditivos que neutralizan neutralizan la corrosión corrosión de las incorporadas, como también aditivos para regular el PH de los suelos y la acidez de los suel
Este compuesto posee otra ventaja que al unirse en el terreno se forma un compuesto gela que le permite mantener una estabilidad, química y eléctrica por 4 años, además es higrosc absorbe la humedad y crece en su formación gelatinosa, enrraizándose en el terreno l facilita una potencialización adecuada de los electrodos electrodos y por ende una mejor rea de cont con de influencia en el terreno. La vida media de la puesta a tierra con el producto "THOR-GEL", será de 20 a 25 manteniéndola cada 4 años. TABLA DE RESULTADOS DE REDUCCION Los resultados de reducción de la resistencia resistencia eléctrica inicial de las puestas a tierra, han siguientes: RESISTENCIA INICIAL Ω 600 300 100 50 20 10
% REDUCCION 95 85 70 60 50 40
RESISTENCIA RESULTAN 30 45 30 20 10 6
Los resultados antes detallados, han sido obtenidos con la aplicación de una dosis de 5 reemplaza a 270 Kg. de productos productos convencionales ( sal y carbón). La saturación en el tratamiento tratamiento químico "THOR-GEL" se presenta en la tercera dosis. dosis.
Signlaupcantidad to vote onde thiselectrodos title Los resultados antes detallados reducen ostensiblemente nece as¡ como, el transporte de materiales, facilitando además el mantenimiento periódico. Useful Not useful
TABLA DE TIEMPO DE APLICACION Y REDUCCION
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CION - MESES 3 8 16 20 34 40 52 54 56
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DE LA RESISTENCIA Ω 0.75 0.81 0.74 0.79 0.80 0.75 0.98 1.47 2.65
---+8 -8 +6 +2 -6 +30 +50 +80
* PUNTO MAXIMO DE ESTABILIDAD 48 MESES.
NOTA; Las pequeñas fluctuaciones son climatológicas y el gran incremento de las resisten los 54 meses, es presentado por la disolución y precipitación del GEL. 6) MEDICIONES DE LA RESISTENCIA ELECTRICA DE LAS PUESTAS A TIERRA
Las mediciones de la resistencia eléctrica de las puestas a tierra deben ser realizada equipos de medición de resistencia de puesta a tierra de tres o cuatro sondas. Estos eq deberán estar provistos de estacas de pruebas o sondas de medición que son clavadas terreno a 5 y 10 m. o a 10 y 20 m. según sean las dimensiones del conjunto de puesta a tie entiende que estas medidas deben ser tomadas a partir del lado extremo del conjunto, modo que las sondas no est‚n paralelas al conjunto de tierra sino m s bien opuesta a siempre que se pueda las sondas estar n en un mismo eje, de no poderse, el ángulo no de menor de 120 grados.
Las sondas al clavarse en tierra deber n quedar ajustadas y no flojas de modo que hagan contacto y para ello deber n humedecer el terreno donde se clavo las las estacas; las esta sondas no deber n estar cercanas a tubos de metal enterrados de agua £ otro servicio, ese tubo podría estar pasando cercano a la puesta a tierra en medición y por ello tene lectura errónea.
Cuando una puesta a tierra quedar rodeada por piso de cemento cemento o en una zona paviment Signmencionadas up to vote on thisde title dejar n puntos de sondeo colocados en las medidas antes tal manera q pueda efectuar las mediciones de control en cualquier momento. Useful Not useful Estos puntos deber n tener un di metro de 2" a 3", que atraviesen el concreto o pavimento
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El mantenimiento periódico debe realizarse cada 4 años incorporando un nuevo tratamien "THOR-GEL" este tratamiento es preventivo y no correctivo ya que a partir de los 4 añ resistencia aumentar aumentar progresivamente hasta hasta perder su estabilidad química y por lo eléctrica; 5 años es considerado considerado un mantenimiento correctivo. correctivo.
NOTA: Para cualquier información adicional específica, consulte con nuestro Departa Técnico, que estar dispuesto a servirlos. VI) LAMINAS Y CATALOGOS ILUSTRATIVOS.
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