Requisitos de OSHA y NFPA consolidados consolidados en el NFPA 70E
Dr. Manuel Rodríguez Perazza Ingeniero Licencia 7060 Puerto Rico (787) 833-1566, (787) 312-1533
NFPA 70E Stan Standa dard rd for for Elec Electr tric ical al Safe Safety ty Requ Requir irem emen ents ts for for Empl Employ oyee ee Workplaces Requisitos de Seguridad Eléctrica Estandarizados para el Taller de Trabajo
El nuevo estándar consolidado de reglas de OSHA y del NEC cubre: •
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Conductores y equipos eléctricos instalados en edificios y otras estructuras, incluidas las casas rodantes, vehículos de recreación, patios, terrenos de carnaval, estacionamientos y otros solares, así como en subestaciones eléctricas industriales. Conductores que van desde la fuente de electricidad hasta los equipos antes mencionados. Otros conductores en el exterior de las facilidades antes mencionadas.
Este nuevo estándar no cubre: •
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Instalaciones o equipos eléctricos en embarcaciones, en equipo rodante de ferrocarril o en otros automóviles que no sean casas rodantes o vehículos de recreación. Instalaciones subterráneas de minería. Instalaciones de ferrocarril para la generación, transformación, transmisión, o distribución de potencia para uso exclusivo de equipo rodante o sus instalaciones de uso exclusivo para señales o comunicación. La instalación de equipo de comunicaciones bajo el control exclusivo de utilidades de comunicaciones localizadas en el exterior o en espacios interiores usados exclusivamente por esas instalaciones. Instalaciones bajo el control exclusivo de utilidades de generación de potencia para uso en comunicaciones, o medición; o para la generación, control, transformación, transmisión, y distribución de potencia eléctrica ubicados en edificios usados exclusivamente por utilidades para esos propósitos o localizadas en el exterior en propiedad poseída o alquilada por esa utilidad o en carreteras, calles y demás vías, públicas o en propiedad privada donde haya servidumbres de paso.
Las nuevas reglas consolidadas aparecen en cuatro clasificaciones: •
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Parte I: Requisitos de seguridad en instalaciones. Parte II: Prácticas en el trabajo relacionadas a seguridad Parte III: Requisitos de mantenimiento asociado a seguridad Parte IV: Requisitos de seguridad en equipos es ecializados.
NFPA 70E - Parte I, Sec. 1-3.1 NEC no requiere por regla la certificación de equipos eléctricos por laboratorios terceros independientes. OSHA requiere la certificación de laboratorios para la seguridad del personal usando esos equipos. NFPA 70E acoge la versión de OSHA.
Al juzgar y evaluar los equipos eléctricos instalados en el Taller de Trabajo el Ingeniero está requerido a seguir este procedimiento: •Evaluar el alambrado contra el NFPA 70E. Evaluar el equipo por adecuacidad a ser instalado de acuerdo a placa e instrucciones. Listar cada estándar apropiado para el equipo. (Corresponde a la Autoridad con Jurisdicción decidir y determinar la adecuacidad de cualquier equipo no evaluado o certificado por un laboratorio de comprobación reconocido nacionalmente o cualificado). •La fortaleza y durabilidad de todos los componentes mecánicos y alambrado debe ser adecuada para la protección de todos los elementos incluidos. •La aislación debe ser acorde con la Tabla 310-13 del NEC y su carga en amperios de acuerdo a la Tabla 310-16 del NEC, para sistemas a voltajes de 2000 voltios o menos. La aislación debe ser probada con un medidor de resistencia adecuado. •El equipo y la aislación deben ser capaces de operar bajo las condiciones normales o anormales que puedan confrontar [NEC 310-10, 110-14(c )(1) y (c ) (2)]
Procedimiento requerido … … ... •Los equipos capaces de generar arcos tendrán escudos, etc, adecuados para reprimir sus efectos y limitar su capacidad para inducir quemaduras (NEC 110-18). •Todo componente capaz de emitir chispas, arcos, flamas o metal derretido estará contenido y separado de manera eficaz de materiales combustibles (NEC 110-19). •Los equipos y sus componentes estarán clasificados por tipo, tamaño, voltaje, capacidad de corriente y uso específico. Se verificará que el tipo, tamaño, voltaje y carga a que se expone el equipo no excede los criterios de diseño (NEC 90-7 y 110-3(b ) y OSHA 1910.399). •Las partes vivas del equipo, operando a 50 voltios o más estarán protegidas contra contacto por guardas aprobadas y otros efectos que contribuyan a la seguridad de las personas que usen o pudieran entrar en contacto con el equipo (NEC 110-27).
Relación de OSHA con equipos eléctricos OSHA 1910.7; 1910.303(a );1910.399(a ); NEC110-2; Artículo 100 (Defs. de aprobación) Todo equipo diseñado, instalado e inspeccionado después del 15 de marzo de 1972 y todo reemplazo, modificación, reparación, o rehabilitación mayor, realizados tras esa fecha, aunque sean de antes de esa fecha, tienen que satisfacer estas reglas. Hay reglas eléctricas de OSHA no retroactivas que aplican después del 16 de abril de 1981 - Tabla 2 Reglas Simplificadas.
Ejemplos del NFPA70E • Integridad de la aislación: Parte I, Sec 1-3.3 : Todo alambrado estará libre de cortocircuitos, fallas a tierra, corrientes de tierra o corrientes de fuga. … … … Los conductores del mismo circuito en el mismo ducto estarán todos aislados con el mismo material. … … … La resistencia de la aislación será medida con un metro de resistencia. •Capacidad Interruptiva: Parte I, Sec 1-3.4: Los equipos deben ser capaces de tolerar sin daño las corrientes de falla disponibles en su punto eléctrico y no solo las nominales de uso. •Impedancia y Otras Características de Circuitos: Parte I, Sec 13.5: Los relevadores y fusibles operarán instantáneos bajo condiciones de falla a fin de proteger los conductores, componentes y equipos sin daño.
Ejemplo 1-3 Determine la corriente de falla máxima (CFM) Transformador Primario Delta 3Fases 13.8kV 200kVA 1.5Z Línea secundaria 100 pies 4#250KCMIL THWN Cu. Panel Secundario 480/277V Cómputos: Corriente Carga Completa =200kVA x 1000 / 480V x √3 = 241A CFM para transformador = CCC/Z = 241A/0.015 (1.5%)=16,067A Resistencia 100’#250KCMIL = 0.054 x 100’ / 1000’=0.0054 ohmios Resistencia transf = VF-N/CFM=277/16,067=0.01724 ohmios Resistencia total = 0.0054 +0.01724 = 0.02264 ohmios CFM en equipo de servicio = VF-N/Res total = 277/0.226=12,235A
Identificación de Medios de Desconexión: Parte I, Sec. 1-7 Todos los directorios de los Paneles de Distribución tiene que ser llenados de manera precisa y completa indicando las cargas servidas y su localización. Los interruptores, relevadores y fusibles estarán identificados igual a la identificación de los equipos a los que sirven energía. El marcado tiene que ser en letras de molde pintadas y no se aceptan pegadizos, crayolas, tinta, o tiza, o cualquier medio poco permanente para estas identificaciones. Esta regla es retroactiva además de requerirse en todo sistema nuevo o modificado.
Parte I, Sec. 1-8: Espacio de Trabajo frente o alrededor de Equipos Eléctricos
Esta sección define múltiples requisitos que afectan el espacio alrededor de los equipos, incluyendo al frente, arriba, a los lados, detrás, salientes entre equipos, uso para almacenamiento, número de salidas, iluminación, espacios dedicados a equipos, plafones colgantes, espacios exteriores, guardas, protección por altura, verjas de alambre eslabonado, prevención daños, advertencias, etc.
Capítulo 2: Diseño y Protección de Alambrados
• Identificación de conductores por colores: NFPA 70E Parte I, Sec. 2-1.1 = OSHA 1910.304(a)(1) • Polaridad de conexiones: NFPA 70E 2-1.2=OSHA 1910.304(a)(2) • Identificación de Fases y Voltajes por colores: Sec. 22.1 • Receptáculos y conexiones por cordón eléctrico: Sec. 22.2 reglas específicas durante operación y uso, Ej; aterramiento, reemplazos, GFCI, etc.
Protección contra sobrecorrientes: Voltaje igual o menor a 600V. Parte I, Sec. 2-5.1: Ejemplo; Halle protección para ramal con carga continua de 68A con terminales de 75 C Cómputos: NEC 210-19(a) 68A x 125%=85A NEC 110-14(c )(2)(b) 85A puede ser terminado a 75 C NEC 310-10(2), Tabla 310-16 85A requieren #4 Cu NEC 240-3(b); 240-6(a) #4 Cu = 85 A, 85A requieren un elemento de protección de 90A Los conductores serán No.4 THWN cobre con protección de 90A.
Conductores para motores y sus circuitos de control NEC 240-3(g) Ejemplo: ¿Qué fusibles sin retardo de tiempo se necesitan para arrancar y operar un motor de 40HP, a tres fases 460 voltios, diseño tipo “B”? Corriente de carga completa: NEC 430-6(a)(1); Tabla430150: para 40HP la corriente = 52A Porcentaje aplicable: NEC 430-52(c )(1); Tabla 430-152 =300%; Tamaño mínimo = 52A x 300%= 156A Tamaño que sigue: Ej.1; 156A requiere protección de 175A Selección de fusible sin retardo: tamaño mínimo 150A y recomiendo el que sigue 175A, pues no excede 400%.
Parte II, Sec 2 Requisitos Generales para Realizar Trabajos Eléctricos Esta sección establece los requisitos para trabajar en las inmediaciones de circuitos eléctricos energizados o desenergizados que requieren etiquetado o tranque de seguridad antes del servicio. Indica requisitos de equipos o ropa de protección a ciertos niveles de voltaje, así como normas de mantenimiento adecuadas. Vea tablas y listados pág 51+ NFPA70E Establece cuando se acepta el requerimiento de trabajar con energía en contraste a quitándola.
Consideraciones para seguridad
•Desenergice y tranque o etiquete, o ambas cosas, el medio de desconexión del equipo cuando de otra manera el trabajador tendría que actuar a riesgo de choques eléctricos o quemaduras por arqueo de electricidad. •Para que se permita el trabajo en componentes energizados el patrono tendrá que demostrar que no se puede desenergizar por: 1. No se puede por razones de diseño u operación 2. Se introducirían riesgos mayores
Excepciones para la desenergización Sec. 2-1.1.1 Los equipos operando a 50 o menos voltios de tensión no serán inactivados a menos que medien riesgos de exposición a arcos o explosión 2.1.1.1, Nota1: Incremento de riesgos
• Interrupción de equipos para sostener vida •Desactivación de sistemas de alarma esenciales •Desconexión de equipos de ventilación esenciales •Inactivación de iluminación necesaria •Incremento a posibilidad de accidentes
Parte II, Sec. 2-1.1.1.3 Para determinar condición segura
•Identifique toda fuente potencial de energía en diagramas o rotulados •Tras cortar el flujo de electricidad desconecte todas las fuentes •Verifique visualmente, si posible, que los medios de desconexión hayan operado como es debido •Aplique tranques o etiquetas, según establecido en el Cap. 5 del NFPA70E •Use un voltímetro adecuado a los niveles de tensión posibles para verificar inactivación •Si hay potencial de voltajes inducidos conecte todo a tierra
Estimado de fronteras de seguridad contra radiación de arcos eléctricos a 600V o menos: Ejemplo para ParteII, Sec. 2-1.3.3.2 Esta es 4 pies de distancia basado en corrientes de falla de 50kA y no más de 6 ciclos o 0.1 segundos de duración (5000 A-seg). Si no es así, bajo la supervisión de un Ingeniero el Código establece: D(c )=[2.65xMVA(bf)xt]exp1/2=[53xMVAxt]exp1/2 D(f)=[1.96xMVA(bf)xt]exp1/2=[39xMVAxt]exp1/2 D(c ) es distancia de arco para quemadura curable D(f) distancia para quemadura fatal MVA(bf) MVA en falla firme en el punto MVA es nominal del transformador que sirve el punto, para menor de 0.75MVA multiplique por 1.25 wl MVA “t” es el tiempo de exposición en segundos
Parte III: Requisitos de Mantenimiento en Equipos Todo mantenimiento a equipos eléctricos tiene que ser provisto por personas cualificadas: “Una familoiarizada con la construcción y operación del equipo y los riesgos asociados al mismo”: Parte I- 2.1 Establece requisitos de espacio de trabajo, aterramiento, ligaduras eléctricas, uso de equipos de seguridad, espacios, rotulaciones de componentes y circuitos y advertencias para los distintos equipos a ser mentenidos. También establece condiciones para reemplazo de equipos en condiciones normales o peligrosas y precauciones
Parte IV: Seguridad en Equipos Especializados
•Celdas Electrolíticas: Riesgos con arcos, temperaturas, voltajes altos, explosión, intoxicación, perturbaciones electromagnéticas, etc •Bóvedas de Baterías: Riesgos de explosión, arcos, intoxicación, cortocircuitos, voltajes altos, derrames, etc •Lásers: Riesgos a daños a la visión, quemaduras, sonidos, explosiones de capacitores, radiación ionizante, reactivos •Equipos de Electrónica de Potencia: Riesgos a exposición a altos voltajes, radiación “RF”, “X”, quemaduras inducidas o por contacto, voltajes inducidos, etc
