IRAM 2281-8 (2002) - PAT en Sistema de Alumbrado Exterior

INSTITUTO ARGENTINO DE NORMALIZACIÓN

ESQUEMA 1 DE NORMA IRAM 2281-8 2281-8 2002

Puesta a tierra de sistemas eléctricos Parte 8: Puesta a tierra de columnas, de torres y de otros sistemas de alumbrado exterior Código de Práctica Earthing (grounding) of electrical systems Part 8: Earthing (grounding) of columns, masts and another outdoor lighting systems. Code of practice

Este esquema está sometido a discusión pública. Las observaciones deben remitirse fundadas y por escrito, al Instituto IRAM, Perú 552 / 556 (C1068AAB) Buenos Aires antes del 2002-09-13

DOCUMENTO EN ESTUDIO

Mayo de 2002

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Esquema 1 IRAM 2281-8:2002

Prefacio El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociación civil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácter de Organismo Argentino de Normalización, son establecer normas técnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además de propender al conocimiento y la aplicación de la normalización como base de la calidad, promoviendo las actividades de certificación de productos y de sistemas de la calidad en las empresas para brindar seguridad al consumidor. IRAM es el representante de la Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en la Asociación MERCOSUR de Normalización (AMN). Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre los diversos sectores involucrados, los que a través de sus representantes han intervenido en los Organismos de Estudio de Normas correspondientes.

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Índice Página

INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 5 1 OBJETO Y ALCANCE........................................................................................ 5 2 NORMAS PARA CONSULTA............................................................................ 5 3 DEFINICIONES.................................................................................................. 6 4 REGLAS GENERALES PARA LA PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS (PERSONALES) EN LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO PÚBLICO........................................................................................ 7 5 GUÍA PARA LA EJECUCIÓN DE LA PROTECCIÓN CONTRA LOS CONTACTOS INDIRECTOS E INSTALACIONES DE ALUMBRADO EXTERIOR ............................................................................................................. 8 6 SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO PÚBLICO AP ALIMENTADOS EN BT (BAJA TENSIÓN; Un ≤ 1 000 V) ................................................................................................................ 11 7 RECOMENDACIONES PARA LOS VALORES MÁXIMOS DE LAS RESISTENCIAS DE DISPERSIÓN (O DE PUESTA A TIERRA) R d DE LAS COLUMNAS DE ALUMBRADO EXTERIOR........................................................ 13 Anexo A (Normativo) Sistema TN-C Motivos por los que se desaconseja la utilización del sistema TN-C en sistemas de alumbrado exterior........................ 15 Anexo B (Informativo) Estimación de la resistencia de dispersión Rd correspondiente a la tensión presunta U c de contacto personal alrededor de una columna metálica o de hormigón armado de alumbrado(CMHA)................. 17 Anexo C (Normativo) Recomendaciones para la medición de la resistencia de dispersión a tierra (R d) de cada una de las CMHA del mismo circuito de alumbrado exterior ............................................................................................... 22 Anexo D (Informativo) Bibliografía ....................................................................... 26 Anexo E (Informativo) Integrantes del organismo de estudio.............................. 27

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Puesta a tierra de sistemas eléctricos Parte 8: Puesta a tierra de columnas, de torres y de otros sistemas de alumbrado exterior Código de Práctica INTRODUCCIÓN En las normas IRAM de columnas para alumbrado y en la norma IRAM-AADL de luminarias para vías públicas se indica que, tanto las columnas como las luminarias, deben tener dispositivos para su puesta a tierra. En esta norma se proponen unos lineamientos generales para la normalización argentina de los sistemas de puesta a tierra de las instalaciones de alumbrado exterior, particularmente, el alumbrado público. Se han tomado las reglas generales y las guías de ejecución para esos sistemas de puesta a tierra, de la norma francesa NF C 17-200 de 1997. Para el alumbrado público, en el capítulo 6 se proponen dos sistemas de puesta a tierra: TT y TN-S que se adoptaron de la IRAM 2379. En el capítulo 7 se dan unas recomendaciones de los valores máximos de las resistencias de puesta a tierra necesarios en cada columna (metálica o de hormigón armado) para que puedan actuar los dispositivos de interrupción de corriente de falla a tierra, en tiempos menores que los indicados en la tabla 4 de la IRAM 2281-3. Si estos valores no se pueden lograr en un caso práctico, se aconseja la instalación de interruptores diferenciales (ver IRAM 2301) en el tablero de la luminaria, complementando a los fusibles o a los interruptores termomagnéticos.

1 OBJETO Y ALCANCE Especificar las características esenciales que deben reunir las puestas a tierra de protección de las personas, animales y bienes, en las ins-

talaciones de alumbrado exterior de baja tensión, para prevenir los efectos patológicos en el cuerpo humano y en los animales y los daños que pueda provocar la corriente eléctrica. Esta norma se aplica a las instalaciones de alumbrado exterior sobre columnas de acero u hormigón armado y también a las luminarias suspendidas por cables tensores u otros dispositivos metálicos de sujeción a paredes, muros, etc. También se aplica a instalaciones de alumbrado exterior privado, por ejemplo: jardines, parques, proyectores o reflectores colocados sobre columnas o sobre el piso.

2 NORMAS PARA CONSULTA Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones, las cuales, mediante su cita en el texto, se transforman en disposiciones válidas para la presente norma IRAM. Las ediciones indicadas son las vigentes en el momento de su publicación. Todo documento es susceptible de ser revisado y las partes que realicen acuerdos basados en esta norma se deben esforzar para buscar la posibilidad de aplicar sus ediciones más recientes. Los organismos internacionales de normalización y el IRAM mantienen registros actualizados de sus normas. IRAM 2281-1:1996 - Puesta a tierra de sistemas eléctricos. Consideraciones Generales. Código de práctica. IRAM 2281-2: en revisión - Código de práctica para puesta a tierra de sistemas eléctricos. Guía

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de mediciones de magnitudes de puesta a tierra (resistencia, resistividades y gradientes).

mentos de fijación (por ejemplo: aflojamiento de una conexión, rotura de un conductor, etc.)

IRAM 2281-3:1996 - Puesta a tierra de sistemas eléctricos. Instalaciones industriales y domiciliarias (inmuebles) y redes de baja tensión. Código de práctica.

3.2 puesta a tierra. Conjunto de todos los medios y disposiciones para conectar o "poner a tierra".

IRAM 2301:1981 - Interruptores diferenciales. IRAM 2309:2001 - Materiales para puesta a tierra. Jabalina cilíndricas de acero-cobre. IRAM 2370:1984 - Aparatos eléctricos y electrónicos. Clasificación por su protección contra choques eléctricos. IRAM 2379:1985 - Sistemas de distribución eléctrica en corriente alterna. Clasificación según la conexión a tierra de las redes de alimentación y de las masas de las instalaciones eléctricas. IRAM 2619:1971 - Columnas para alumbrado. Características generales. IRAM-AADL J 20-20:1972 - Luminarias para vías públicas. Características generales. NF C 17-200:1997 - Instalaciones de alumbrado público. Reglas.

3 DEFINICIONES 3.1 masas. Partes metálicas accesibles de los elementos de la instalación y de los elementos eléctricos que están separadas de las partes bajo tensión solamente por una aislación básica, y que son susceptibles de ser puestas bajo tensión a consecuencia de una falla. Esta falla puede resultar de un defecto básico de la aislación básica, o de las disposiciones de fijación y protección. NOTA. Son masas las piezas metálicas que forman parte de las canalizaciones eléctricas, los soportes de los aparatos eléctricos con aislación básica y de las piezas colocadas en contacto con la envoltura exterior de estos aparatos. Por extensión, también puede ser necesario considerar como masa a todo objeto metálico situado en la proximidad de partes bajo tensión no aisladas y que presente un riesgo apreciable de encontrarse unido eléctricamente con esas partes bajo tensión, a consecuencia de una falla de los ele-

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3.3 instalación de puesta a tierra. Conjunto de elementos, unidos eléctricamente a la masa de la Tierra, con la finalidad de proteger personas, animales y bienes de los efectos dañinos de la corriente eléctrica, o fijar un potencial de referencia o conducir a tierra las corrientes de rayos u otras descargas eléctricas atmosféricas. Se compone de la totalidad de los electrodos dispersores, conductores de protección, conductores colectores y puentes (o placas) colectores.

3.4 conectar o "poner a tierra". Conectar eléctricamente con la tierra conductora (suelo), mediante la instalación de puesta a tierra, un punto del circuito de servicio o una parte no perteneciente a él. 3.5 electrodos dispersores o de puesta a tierra o "tomas de tierra". Conductores introducidos en el suelo y conectados eléctricamente a éste mediante una unión íntima, conductora de corriente, tales como: placas, cintas, jabalinas, cables, alambres, etc. o conductores embutidos o embebidos en hormigón que están en contacto íntimo con el suelo en una superficie grande. Las partes desnudas (no aisladas) de las conexiones enterradas, se considerarán como partes integrantes del electrodo dispersor. 3.5.1 electrodos específicos (o artificiales). Son los preparados expresamente para la instalación de puesta a tierra. 3.5.2 electrodo de tierra natural. Pieza metálica que está en contacto directo con la tierra o el agua, o bien a través de hormigón y cuyo objetivo principal no es la puesta a tierra, pero que actúa como un electrodo de tierra. Por ejemplo: cañerías, armaduras de hormigón, piezas de acero de edificios, etc.


3.6 conductores de protección (PE). Los que unen las masas con la toma de tierra directamente o a través del conductor colector. NOTA. Para esta norma el conductor PE es desnudo para la conexión a los electrodos de puesta a tierra y es aislado (color verde-amarillo) cuando integran cables multipolares de alimentación e interconexión de columnas.

3.7 conductor colector(CPE). Conductor al que se encuentran conectados varios conductores de protección. 3.8 puente o placa colectora. Placa o planchuela de bronce o cobre destinada a conectar los conductores de protección y colectores, los electrodos dispersores (específicos o naturales) y las masas. 3.9 tierra de referencia o suelo eléctricamente neutro. Zona del terreno, en particular de su superficie, tan alejada del electrodo dispersor que no existen diferencias de potencial entre distintos puntos en esta zona. 3.10 resistencia de puesta a tierra o de dispersión. Cociente entre la tensión que alcanza un punto de la instalación de puesta a tierra con respecto a la tierra de referencia y la corriente que circula por ella.

tensión) de aparatos, máquinas e instalaciones eléctricas.

3.15 contacto indirecto (personal). Contacto de una persona con masas puestas accidentalmente bajo tensión. 3.16 choque eléctrico. Efecto fisiológico o patológico debido al paso de la corriente eléctrica a través del cuerpo humano. 3.17 tensión de seguridad. La que no produce efectos patológicos en una persona aún cuando esté expuesta indefinidamente a esa tensión. 3.18 corriente efectiva de falla a tierra. Valor eficaz de la corriente de falla a tierra mínima necesaria para que actúen las protecciones eléctricas de sobrecorrientes (fusibles, interruptores termomagnéticos, interruptores diferenciales, etc.).

4 REGLAS GENERALES PARA LA PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS (PERSONALES) EN LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO PÚBLICO

3.11 tensión de puesta a tierra Ue. Aquella que se produce entre una instalación de puesta a tierra y la tierra de referencia (suelo eléctricamente neutro, ver 3.9).

La protección contra contactos indirectos (personales) se debe asegurar de la manera siguiente:

3.12 tensión de contacto Uc. Diferencia de potencial (parte de la tensión de puesta a tierra) a la que puede quedar sometido el cuerpo humano entre la mano y el pie o entre una mano y la otra (distancia horizontal de aproximadamente 1 m entre partes afectadas).

• Para los materiales eléctricos de la

3.13 tensión del paso Up.. Diferencia de potencial (parte de la tensión de puesta a tierra) que aparece entre dos puntos separados por una distancia igual al paso normal humano (aproximadamente 1 m) sobre la superficie de apoyo de los pies (tierra, césped, suelo, vereda, pavimento, etc.). 3.14 contacto directo (personal). Contacto accidental de una persona con partes activas (bajo

a) Luminarias y Equipamiento Auxiliar. clase I (de acuerdo con la IRAM 2370): se requiere la protección por el corte automático de la corriente de la alimentación. El corte se realiza de la manera siguiente: se instala un dispositivo interruptor que separa automáticamente de la alimentación a la parte de la instalación que dicho dispositivo protege, de manera tal que, en esa parte protegida, no se pueda mantener una tensión de contacto de valor peligroso (en valor [V] y duración [s]) en el caso de una falla a tierra de la aislación eléctrica.

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• Para los materiales eléctricos de la

clase II (de acuerdo con la IRAM 2370): estos materiales están fabricados y/o instalados con un nivel de seguridad eléctrica tal que es improbable la aparición de cualquier falla (defecto) de su aislación eléctrica a tierra.

b) Columnas metálicas o de hormigón armado (CMHA). Cada columna debe estar provista, por diseño y construcción, de un dispositivo de conexión que permita asegurar su puesta a tierra, lo que corresponde a todas las columnas que puedan electrizarse por conducir electricidad a tierra. Las columnas deben ponerse a tierra por alguno de los métodos indicados en el capítulo 5 o sus combinaciones.

5 GUÍA PARA LA EJECUCIÓN DE LA PROTECCIÓN CONTRA LOS CONTACTOS INDIRECTOS E INSTALACIONES DE ALUMBRADO EXTERIOR 5.1 Largos y secciones mínimas de los conductores PE enterrados a) Largos de los cables PE en una CMHA: En todos los casos se recomienda que la parte del conductor (cable) PE que asegura la puesta a tierra de la CMHA y que está situada debajo del nivel del suelo, tenga un largo suficiente para que no se corra el riesgo de que se pueda romper en el caso de una caída accidental de la CMHA al suelo (ver figura 1). b) Secciones nominales de los conductores PE en un cable aislado subterráneo (o aéreo) de alimentación: La sección nominal recomendada (mm 2) de los conductores aislados de protección PE integrantes del cable, se calcula por los métodos indicados en la IRAM 2281-3.

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5.2 Tomas de tierra individuales para cada CMHA En general, las tomas (puestas) a tierra (TDT) individuales (ver figura 1) están constituidas por uno (o varios) de los tres sistemas típicos siguientes: a) Una jabalina redonda lisa de acero-cobre L1415 × 1500; según IRAM 2309 de 1,50 m de largo mínimo, enterrada verticalmente. La cabeza (parte superior) de la jabalina debe estar enterrada a 0,50 m del nivel del suelo local, como mínimo (ver figura 1A). El cable de conexión debe ser de cobre (de acuerdo con la tabla 5 de la IRAM 2281-3) o de acero-cobre de 35 mm 2 de sección mínima. Las uniones cable jabalina deben realizarse con soldadura cuproaluminotérmica cuando estén enterradas (ver 4.6.4 de IRAM 2281-1). b) Un cable de acero-cobre de 35 mm 2 (7 × 2,5 mm de ∅), dispuesto en el fondo del pozo de la base de fundación de la CMHA, siguiendo el contorno del hormigonado (ver figura 1B). c) Un conductor de acero-cobre de 35 mm 2 (7 × 2,5 mm de ∅) de 5 m de largo mínimo colocado en una zanja de 3 m de largo y de 0,50 m a 0,80 m de profundidad (como medidas recomendadas).

5.3 Toma de tierra mediante un conductor colector CPE (ver figura 2A) El conductor colector CPE sirve simultáneamente de toma de tierra y de unión (conexión) equipotencial entre varias CMHA consecutivas. En este caso, el conductor CPE no se debe cortar en cada CMHA. Se recomienda asegurar la conexión a tierra de cada CMHA conectando un conductor de derivación PE en paralelo con el CPE mediante una soldadura cuproaluminotérmica (IRAM 2315) del modelo PT ó PC para la unión soldada paralela de dos conductores o del modelo TA para la unión en T, según dicha norma.


Las secciones mínimas recomendadas son de 35 mm2 para el cable de cobre desnudo. Para el cable de acero-cobre (de idéntica resistencia a la corrosión) corresponde la sección de 35 mm 2 (7 × 2,5 mm de ∅, según la norma IRAM 2467).

5.4 Toma de tierra común (o colectiva) (ver figura 2B) La interconexión de las tomas de tierra de las CMHA se asegura mediante un conductor de protección PE aislado de tierra (con aislación verde-amarilla PEVA)

Si este conductor PEVA se cortara después de su colocación, su continuidad se debe restablecer de manera tal que no pueda volver a interrumpirse durante toda la "vida útil" de la instalación. Este conductor PEVA se incorpora al mismo cable (multipolar) o se coloca en el mismo conductor (o caño) que los conductores activos (de las fases y del neutro) del circuito de alumbrado correspondiente, tanto en recorridos aéreos como subterráneos.

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S ≥ 35 mm2

S ≥ 35 mm2 L = ≥ 5 m 0,50 m a 0,80 m

0,50 m

S ≥ 35 mm2

S ≥ 35 mm2

SCAT 1,50 m JABALINA

A)

B)

C)

Figura 1: Ejemplos de tomas de tierra individuales para los CMHA (columnas metálicas o de hormigón armado) a) Mediante jabalinas de acero-cobre b) Mediante cable de acero-cobre c) Mediante cable de cobre o acero-cobre en zanja Leyendas: SCAT: Soldadura cuproaluminotérmica (unión soldada paralela) JV: Jabalina vertical de acero-cobre de 3 m de largo

PEVA S ≥ 35 mm

PE

S ≥ 35 mm2

PE

PE

JV

PE CPE

PEVA

S ≥ 35 mm2

2

SCAT

JV

CPE 2

S ≥ 35 mm

A)

B)

Figura 2: Ejemplos de tomas de tierra de columnas metálicas de alumbrado exterior (CMHA) a) Mediante un conductor colector CPE b) Mediante tomas de tierra común o colectiva Leyendas: SCAT: Soldadura cuproaluminotérmica (unión soldada paralela) JV: Jabalina vertical de acero-cobre de 3 m de largo

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6 SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO PÚBLICO AP ALIMENTADOS EN BT (BAJA TENSIÓN; Un ≤ 1 000 V) En las figuras 3 y 4 se dan dos ejemplos de instalaciones de alumbrado público en baja tensión que se han adoptado considerando los dos sistemas de puesta a tierra más difundidos en el

país TT y TN-S de la IRAM 2379 (en revisión) que se aplican en la práctica. En la tabla 1 se muestran estos dos ejemplos ordenados según las figuras 3 y 4. Las siglas indicadas en las figuras están tabuladas por orden alfabético en la tabla 2.

Tabla 1 - Ejemplos de sistemas de puesta a tierra de instalaciones de alumbrado público (AP) en baja tensión (BT) NOTA - Para las siglas ver la tabla 2

Puesta a tierra de: La Ejemplo Sistema de alimentación de la puesta a tierra de energía en figura (IRAM 2379) BT a la instalación de AP El neutro N está puesto a tierra en la subestación de 3 TT distribución pública (SEDP) (TDT-SE)

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TN-S

Las masas (partes metálicas accesibles) de la instalación de AP Cada una de las columnas de AP se conecta con los conductores PE a las TDT individuales o bien colectivas (ver fig. 1) Cada una de las columnas de AP está conectada con el conductor PE. El conductor PE y El neutro N el conductor N está puesto a serán tierra en la independientes subestación de dentro de la distribución instalación de pública SE-DP AP y se unirán (TDT-SE) al neutro en el punto de acometida o fuera del punto de acometida de la instalación de AP

Condiciones particulares que tienen que cumplir las instalaciones de puesta a tierra

Comentarios

Este es el sistema más Según la fila 3 común en la de la tabla 3 Argentina de la norma para la IRAM 2281-3 alimentación por una SE-DP

Este sistema debe utilizarse cuando la Según la fila 2 alimentación de la tabla 3 se realiza por de la norma una IRAM 2281-3 subestación MT/BT privada o exclusiva para el AP

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En el anexo A de dan los motivos por los cuales es absolutamente desaconsejable la utilización práctica del sistema TN-C en las instalaciones de

alumbrado exterior y particularmente en las de alumbrado público.

Tabla 2 - Significado de las siglas de las figuras 3 y 4 Siglas

Significado

AP

Alumbrado Público

D DP LEP L1, L2, L3 ME

Dispositivo interruptor automático Distribución pública de energía eléctrica en BT Conexión (unión) equipotencial principal Fases de la red trifásica de BT Medición de energía

N PE SE-DP TDT TN-S TT

Neutro de la red de BT Conductor de protección Subestación de distribución pública Toma (electrodo) de tierra Esquemas de puestas a tierra según IRAM 2379 SE - DP

AP

DP → TT

AP → TT

N L1 L2 L3

ME

N

D L3 L2 L1 N

N D

LEP

PE PE TDT - SE

*

TDT - AP

* Eventual TDT de "refuerzo" del N de la SD-DP

L N

L N PE

Figura 3 - Ejemplo de una instalación de alumbrado público alimentada en BT con un sistema TT de puesta a tierra (IRAM 2379)

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PE

TDT

PE TDT


AP

SE - DP DP → TT

AP → TN-S

N L1 L2 L3

ME

N

D L3 L2 L1 N

N

LEP

D

PE

PE PE

TDT - SE

PE

TDT - AP L N PE

L N PE TDT

PE PE TDT

Figura 4 - Ejemplo de una instalación de alumbrado público alimentado en BT con un sistema TN-S de puesta a tierra (IRAM 2379)

7 RECOMENDACIONES PARA LOS VALORES MÁXIMOS DE LAS RESISTENCIAS DE DISPERSIÓN (O DE PUESTA A TIERRA) Rd DE LAS COLUMNAS DE ALUMBRADO EXTERIOR Tal como se analiza en el anexo B, si en una CMHA se instalan para la luminaria fusibles "gG" o un interruptor termomagnético de B, es conveniente que las resistencias R d (resultantes del paralelo de la resistencia natural de la fundación de la columna y de la específica agregada (jabalina, cable LP, etc.)) tengan valores que no excedan de los valores de las tablas 3 y 4.

Al electrodo dispersor natural formado por la base de la fundación de la CMHA s iempre hay que instalarle otro electrodo específico de los analizados en el capítulo 5, por las dos razones siguientes: 1.- Para lograr el valor de R d necesario para que actúe el dispositivo de interrupción en tiempos menores que 5 s según las tablas 3 y 4. 2.- Para estabilizar el valor de R d durante todo el año, considerando las variaciones estacionales de la resistividad del suelo (humedad, temperatura, deslizamiento del suelo, etc.) que puedan afectar la base de la fundación de la CMHA.

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Tabla 3 - Valores máximos admisibles de resistencias de dispersión Rd en cada CMHA para la actuación de los dispositivos de interrupción automática de las corrientes nominales In Dispositivo de interrupción Fusibles "gG" según norma IEC 60269-3-1 ITN Curva "B" t < 100 ms ITN Curva "C" t < 100 ms

In = 2 A

In = 4 A

In = 6 A

In = 10 A

Rd ≤ 29 Ω

Rd ≤ 14 Ω

Rd ≤ 10 Ω

Rd ≤ 5 Ω

Rd ≤ 22 Ω

Rd ≤ 11 Ω

Rd ≤ 7 Ω

Rd ≤ 4 Ω

Rd ≤ 17 Ω

Rd ≤ 9 Ω

Rd ≤ 6 Ω

Rd ≤ 3 Ω

NOTAS - 1.- ITN: Interruptor termomagnético normalizado (según IEC 60898 o IRAM 2169) cuya I n y tipo de curva se deberá elegir considerando la corriente de arranque de la luminaria. 2.- Los valores de R d se estimaron tomando el promedio de las curvas de disparo.

Tabla 4 - Valores máximos admisibles de resistencias de dispersión Rd en cada CMHA para la actuación de los dispositivos de corriente diferencial residual, según los valores de las corrientes nominales diferenciales I∆n Interruptor diferencial según norma IRAM 2301 o norma IEC 61008/9 Tipo "AC" t < 200 ms

I∆n = 500 mA

Rd ≤ 300 Ω

Estos valores de las resistencias R d son simplemente indicativos. Por lo tanto, cuando no se puedan obtener los valores de resistencias de la tabla 3, se deberán colocar interruptores diferenciales preferiblemente de 500 mA o 300 mA (riesgo de contacto indirecto) según la tabla 4.

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I∆n = 300 mA I∆n = 100 mA

Rd ≤ 500 Ω

Rd ≤ 1500 Ω

I∆n = 30 mA

Rd ≤ 4500 Ω

Los interruptores diferenciales de 100 mA pueden producir disparos espurios por corrientes capacitivas en los transitorios de conexión o cuando protegen circuitos de lámparas que generen armónicos de corriente.


Anexo A (Normativo)

Sistema TN-C Motivos por los que se desaconseja la utilización del sistema TN-C en sistemas de alumbrado exterior A.1 El sistema TN-C de puesta a tierra del neutro N considerado a partir del origen de la Instalación de alumbrado exterior, está totalmente desaconsejado por las razones técnicas siguientes: 1.- El corte tetrapolar simultáneo en el elemento de seccionamiento y/o protección de la entrada de la Instalación (de acuerdo con la Reglamentación para instalaciones eléctricas de la AEA (Asociación Electrotécnica Argentina)) no se debe realizar en este esquema de puesta a tierra del neutro, porque no se debe interrumpir el conductor PEN.

Alimentación energética en BT

"Arranque" u "origen" de la instalación de alumbrado exterior U

L1 L2 L3

V W

PEN

N

Corte tetrapolar "prohibido" por razones de seguridad eléctrica (humana y animal)

Figura A.1 - Esquema de un corte tetrapolar en un sistema TNC

2.- La protección contra contactos personales indirectos con disparos por protección diferencial, es ineficaz porque casi toda la corriente de falla retorna por el PEN, no produciéndose desequilibrios de corrientes en el interruptor diferencial.

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Alimentación energética en BT

"Arranque" u "origen" de la instalación de alumbrado exterior U

L1 L2 L3

V W

PEN

N

Corriente de falla a tierra

Falla a tierra

Figura A2 - Esquema de corrientes en el sistema TNC ante una falla a tierra en una CMHA 3.- Las corrientes de retorno del neutro N a través del PEN se pueden derivar por caminos en paralelo entre columnas y la tierra, que pueden producir corrosiones galvánicas.

Corriente galvánica derivada por las estructuras a la tierra I g

Ig

PEN

In

In

L1

Corriente de retorno por el conductor PEN (I n - Ig)

Figura A3 - Esquema de corrientes galvánicas en el PEN y las tierras de las CMHA 16


Anexo B (Informativo)

Estimación de la resistencia de dispersión Rd correspondiente a la tensión presunta Uc de contacto personal alrededor de una columna metálica o de hormigón armado de alumbrado(CMHA) B.1 ANÁLISIS ELECTROGEOMÉTRICO En la figura B.1 se representa, en la escala indicada abajo, a una persona de estatura normal que toca con una mano a la columna, estando de pie a la distancia radial b = 1 m del eje de la base de cimentación. La base de hormigón tiene propiedades físicas y químicas que la hacen un conductor eléctrico de "segunda especie" (conducción electrolítica, es decir por vía húmeda mediante iones y electrones). Se supone que el macizo de la base, de forma cilíndrica o prismática rectangular, tiene un volumen V B que es eléctricamente equivalente a una semiesfera de radio a del mismo volumen geométrico que la base.

Entonces : a =

3

3

2

×π

VB ≅

0,78

3

VB

es el radio de la semiesfera conductora que es el "modelo electrogeométrico de la base de la fundación de la CMHA". La resistencia de dispersión o de difusión a tierra de la base R d será:

Rd =

ρ

2π a

≅

0, 204 ρ 3

VB

siendo ρ la resistividad del suelo donde está enterrada la base (al que se supone homogéneo e isótropo). Si en la columna ocurre una falla de aislación a tierra y circula por la base una corriente I, se producirá alrededor de la columna un campo eléctrico cuya distribución de potencial absoluto (es decir, contra el SEN, suelo eléctricamente neutro definido en la IRAM 2281-1), está dado por la expresión:

Ua =

I 2π a

Ux =

I 2 π x

ρ

ρ

Siendo x la distancia radial al eje de un punto genérico X alrededor de la CMHA. El potencial absoluto U en porciento de U a (ver figura B.2) es:

x

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Ux % = 100

Ux a = 100 Ua x

La tensión de contacto U c para una persona de pie a la distancia b del eje de la columna está dada por la ecuación:

Uc = Ua - Ub =

I  b - a    2 π  a b  ρ

Expresando a Uc referida a Ua resulta la fórmula siguiente:

Uc b - a  =    Ua  b  Esta fórmula para b = 1 m queda:

Uc = 1- a Ua De donde hallamos:

Ua =

Uc 1- a

B.2 RESISTENCIA DE DISPERSIÓN Rd CORRESPONDIENTE A Uc Siendo Ua = Rd . Id podemos obtener el valor de Rd necesario para que una columna de radio electrogeométrico a por la que pasa la corriente de falla o de cortocircuito a tierra Id tenga una tensión de contacto personal Uc para b = 1 m. Así resulta:

Rd =

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Uc (1 - a ) Id


B.3 VALOR DEL RADIO "a" PARA PONDERAR LA TENSIÓN DE CONTACTO EN RELACIÓN CON LA TENSIÓN ENTRE LA ESTRUCTURA Y LA TIERRA LEJANA De las curvas de la figura B.3 se calculó el valor promedio más probable que es: a ≈ 0,71m.

Así resulta:

Rd ≤

3,45

Uc Id

Adoptando según la IRAM 2281-3, tabla 4, para Uc = 50 V, 50 Hz, t ≤ 5 s, resulta Rd = 175 V/Id

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Figura B.1 - Modelo electrogeométrico del dispersor natural de la base de una fundación de una columna metálica o de hormigón armado (CMHA) para alumbrado público o exterior

Figura B.2 - Distribución teórica del potencial absoluto Ux % alrededor de la CMHA de la figura B.1, cuando dispersa al suelo una corriente de falla o de cortocircuito a tierra

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Figura B.3 - Volumen VB (m3) y radio a (m) de la semiesfera equivalente a una base de fundación de una CMHA de altura libre HL (m) Referencias: Valores calculados según las informaciones técnicas aportadas por OBRELEC S.R.L.

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Anexo C (Normativo)

Recomendaciones para la medición de la resistencia de dispersión a tierra (R d) de cada una de las CMHA del mismo circuito de alumbrado exterior C1 Resistencias de puesta a tierra a medir: La resistencia de dispersión a tierra (R d) de una CMHA es la resultante de la interconexión geoeléctrica (virtualmente en paralelo) de las resistencias de puesta a tierra a) y b) siguientes: a) la resistencia Ra propia de la base de fundación de la CMHA. NOTA. Esta resistencia R a puede ser la resultante del conjunto de las resistencias de varias CMHA, cuando estuvieran interconectadas con una puesta a tierra "colectiva" (fig. C2 a) y b)) o "en guirnalda" (fig. 2 a) y b)).

b) la resistencia de la(s) jabalina(s) R j que tuviera la CMHA, conectadas al mismo "bloquete" de puesta a tierra de esa CMHA. NOTA. Aquí se llama "Bloquete" al espárrago soldado al tubo estructural de acero (o a la armadura de HºAº) de la CMHA y al conjunto mecánico de tornillería roscado a ese espárrago (arandelas, tuercas, contratuercas, ... etc.) que se necesiten para asegurar la conexión eléctrica a tierra de la CMHA.

C2 Medición telurimétrica de las resistencias de puesta a tierra Rd de la CMHA y de sus componentes Ra y R j C.2.1 El "vector" de medición telurimétrica XPC se define por las posiciones geométricas de los puntos X (a medir), P (ubicación de la sonda de potencial P) y C (ubicación del electrodo de corriente C) consideradas con respecto al eje vertical de la CMHA a medir y perpendiculares al eje imaginario horizontal que une los ejes verticales de la CMHA a medir y a las CMHA situadas "a la izquierda" y "a la derecha" de la CMHA a medir. Estas tres CMHA pertenecen a un mismo circuito de alumbrado exterior. NOTA. Para tres CMHA consecutivas, el eje del vector XPC se puede definir como el versor radial del radio de la circunferencia que pasa por los tres puntos de ubicación horizontal X izq, X, Xder .

C.2.2 Según la figura C1, se mide R d en el "bloquete X" de la CMHA a medir considerando el vector XPC, definido en C.2.1. C.2.3 El "bloquete X" (ver figura C.2 a)) se "desenrosca" para que se puedan medir R a (mediante Xa) y R j (mediante X j) según la figura C.2 b). C.2.4 Se recolocan los componentes del bloquete X de la CMHA a medir. Se repite la medición de R d según C.2.2. C.2.5 Informe de las mediciones realizadas para cada cmha Se recomienda completar el MODELO de INFORME del Anexo B de la IRAM 2281-2, con los datos siguientes: a) Resistencias de puesta a tierra Rd de la CMHA medidas antes y después de "abrir" el "bloquete": Rd (antes) = .............................Ω Rd (después) = ........................Ω

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b) Resistencias de puesta a tierra de la(s) jabalina(s) de la CMHA: R j1 = .............................. Ω R j2 = ............................... Ω ............................................ c) Resistencia de puesta a tierra (Ra) propia de la base de fundación de la CMHA (ver NOTA del C.1 a)). Ra = ................................... Ω

C.2.6 "Efectividad" del sistema de puestas a tierra (SPAT) de una CMHA C.2.6.1 Los valores de R d medidos antes y de después de "abrir" el bloquete deben estar dentro de la incertidumbre de la medición telurimétrica. C.2.6.2 La "efectividad" E % de la(s) jabalina(s) previstas para conectar a la CMHA, se puede apreciar mediante la fórmula siguiente: E % = 100

siendo Rp (teórica) =

R p ( teórica) [Ω] (R d de la CMAH) [Ω]

R a . R j R a + R j

NOTA. La Rp (teórica) se calcula considerando que la base de la fundación de la CMHA tiene una resistencia propia Ra que es eléctricamente independiente de la(s) resistencia(s) de puesta a tierra R j de la(s) jabalina(s) interconectada(s) con la CMHA. En la práctica se puede considerar como "suficiente" una efectividad E % > 50 %.

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Vista desde arriba Plano horizontal: (Xiiq, X, Xder )

Xizq.

Xde X

XPC

Figura C1 -

Vector de mediciones telurimétricas XPC para medir las resistencias de puesta a tierra de la CMHA "X" ubicada entre Xizq y Xder del mismo circuito de alumbrado r

exterior, estando, Xizq, X, Xder en el mismo eje X convencional para ubicar al vector XPC .

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CMHA

Piso o suelo

X Al telurímetro

(a)

CMHA Xa Al telurímetro

Piso o suelo X j

(b)

CMHA

Piso o suelo

X' Al telurímetro

(c)

Figura C2 - Medición de las resistencias de dispersión de una CMHA: (a) (b)

resistencia Rd de la CMHA siendo X el punto de medición (origen del vector de medición XPC del telurímetro). resistencias Ra en Xa y R j en X j

(c)

idem (a) siendo X' el X rearmado.

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Anexo D (Informativo)

Bibliografía En el estudio de esta norma se ha tenido en cuenta el antecedente siguiente:

IRAM - INSTITUTO ARGENTINO DE NORMALIZACIÓN IRAM 2370:1984 - Aparatos eléctricos y electrónicos. Clasificación por su protección contra choques eléctricos. IRAM 2379:1985 - Sistemas de distribución en corriente alterna. Clasificación según la conexión a tierra de las redes de alimentación y de las masas de las instalaciones eléctricas. IRAM 2281-3:1996 - Puesta a tierra de sistemas eléctricos. Instalaciones industriales y domiciliarias (inmuebles) y redes de baja tensión. Código de práctica. IRAM 2309:2001 - Materiales para puesta a tierra. Jabalina cilíndrica de acero cobre y sus accesorios. IRAM 2315:1999 - Materiales para puesta a tierra. Soldadura cuproaluminotérmica. IRAM 2619:1971 - Columnas para alumbrado. Características generales. IRAM-AADL J 20-20:1972 - Luminarias para vías públicas. Características de diseño. NF -

NORMAS FRANCESAS NF C 17-2000:1997 - Installations d'eclairage public - Regles.

UTE - UNION TECHNIQUE DE'L ELECTRICITE UTE C 17-205:1992 - Eclairage public. Guide practique. Détermination des caractéristiques des installation d'e eclairage public. BS -

BRITISH STANDARD BS 7430:1991 - Code of practice for earthing.

Datos aportados por los integrantes del Subcomité.

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Anexo E (Informativo) El estudio de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la forma siguiente:

Subcomité de Procedimientos para Puesta a Tierra Integrante

Representa a:

Ing. Sr. Sr. Tco. Tco. Ing. Ing. Ing. Ing. Tco. Ing. Ing. Ing. Ing. Ing.

INVITADO ESPECIALISTA F.A.C.B. S.A. EUCA S.R.L. COPIME OITEC INTI CITEFA INSTELEC DATAWAVES LANDTEC S.R.L. NASA (NUCLEOELÉCTRICA ARGENTINA S.A.) TOTAL AUSTRAL S.A. SCHNEIDER ELECTRIC ARGENTINA S.A. GEMAX S.R.L. IRAM

Juan Carlos ARCIONI Guillermo BIASI Guillermo J. CACABELLOS Eduardo CÓRDOBA Guillermo DÍAZ L.A. GARCÍA Jorge F. GIMÉNEZ Ricardo O. GRUNAUER Eduardo MARIANI Diego MINUTA Enrique NIESZ Daniel PEPE Héctor J. RUIZ Guillermo VATTUONE Salvador D. CARMONA

El esquema A fue estudiado por el Subcomité de Procedimientos para Puesta a Tierra en sus sesiones de los días 01/05/23 (Acta 2-2001), 01/06/20 (Acta 3-2001), 01/08/22 (Acta 4-2001), 01/09/19 (Acta 5-2001), 01/10/17 (Acta 6-2001), 01/11/21 (Acta 7-2001), 02/04/02 (Acta 1-2002) y 02/05/22 (Acta 2-2002), en la última de las cuales se aprobó como Esquema 1 disponiéndose su envío a Discusión Pública por el término de 45 días. ***************************** APROBADO SU ENVÍO A DISCUSIÓN PÚBLICA POR EL SUBCOMITÉ DE PROCEDIMIENTOS PARA PUESTA A TIERRA EN SU SESIÓN DEL 02/05/22 (Acta 2-2002).

FIRMADO Ing. Salvador D. Carmona Coordinador del Subcomité

FIRMADO Ing. Juan Carlos Arcioni Secretario del Subcomité FIRMADO Ing. Osvaldo D. Petroni Vº Bº Equipo A

GS.

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IRAM 2281-8 (2002) - PAT en Sistema de Alumbrado Exterior

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