ESQUEMA 1 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 discu- sión pública. Las observaciones de- ben remitirse fundadas y por escri- to, al Instituto IRAM, Perú 552 / 556 - (C1068AAB) Buenos Aires antes del 2002-09-13 DOCUMENTO EN ESTUDIO DE NORMA IRAM 2281-8 Mayo de 2002 INSTITUTO ARGENTINO DE NORMALIZACIÓN
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ESQUEMA 1
2281-82002
Puesta a tierra de sistemas eléctricos
Parte 8: Puesta a tierra de columnas, de torres y de otrossistemas de alumbrado exterior
Código de Práctica
Earthing (grounding) of electrical systemsPart 8: Earthing (grounding) of columns, masts and another outdoor lighting systems.
Code of practice
Este esquema está sometido a discu-
sión pública. Las observaciones de-
ben remitirse fundadas y por escri-
to, al Instituto IRAM, Perú 552 / 556 -
(C1068AAB) Buenos Aires antes del
2002-09-13
DOCUMENTO EN ESTUDIO
DE NORMA IRAM 2281-8
Mayo de 2002
INSTITUTO ARGENTINO DE NORMALIZACIÓN
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Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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Prefacio
El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociacióncivil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácterde Organismo Argentino de Normalización, son establecer normastécnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además depropender al conocimiento y la aplicación de la normalizacióncomo base de la calidad, promoviendo las actividades decertificación de productos y de sistemas de la calidad en lasempresas para brindar seguridad al consumidor.
IRAM es el representante de la Argentina en la InternationalOrganization for Standardization (ISO), en la ComisiónPanamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en la AsociaciónMERCOSUR de Normalización (AMN).
Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre losdiversos sectores involucrados, los que a través de susrepresentantes han intervenido en los Organismos de Estudio deNormas correspondientes.
4 REGLAS GENERALES PARA LA PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOSINDIRECTOS (PERSONALES) EN LAS INSTALACIONES DEALUMBRADO PÚBLICO........................................................................................ 7
5 GUÍA PARA LA EJECUCIÓN DE LA PROTECCIÓN CONTRA LOSCONTACTOS INDIRECTOS E INSTALACIONES DE ALUMBRADOEXTERIOR ............................................................................................................. 8
6 SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA DE LAS INSTALACIONES DEALUMBRADO PÚBLICO AP ALIMENTADOS EN BT (BAJA TENSIÓN; Un ≤1 000 V) ................................................................................................................ 11
7 RECOMENDACIONES PARA LOS VALORES MÁXIMOS DE LASRESISTENCIAS DE DISPERSIÓN (O DE PUESTA A TIERRA) Rd DE LASCOLUMNAS DE ALUMBRADO EXTERIOR........................................................ 13
Anexo A (Normativo) Sistema TN-C Motivos por los que se desaconseja lautilización 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 Uc de contacto personal alrededor deuna columna metálica o de hormigón armado de alumbrado(CMHA)................. 17
Anexo C (Normativo) Recomendaciones para la medición de la resistenciade dispersión a tierra (Rd) de cada una de las CMHA del mismo circuito dealumbrado 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 sistemasde alumbrado exteriorCódigo de Práctica
INTRODUCCIÓN
En las normas IRAM de columnas para alumbra-do y en la norma IRAM-AADL de luminarias paravías públicas se indica que, tanto las columnascomo las luminarias, deben tener dispositivos pa-ra su puesta a tierra.
En esta norma se proponen unos lineamientosgenerales para la normalización argentina de lossistemas de puesta a tierra de las instalacionesde alumbrado exterior, particularmente, el alum-brado público.
Se han tomado las reglas generales y las guíasde ejecución para esos sistemas de puesta a tie-rra, de la norma francesa NF C 17-200 de 1997.Para el alumbrado público, en el capítulo 6 seproponen dos sistemas de puesta a tierra: TT yTN-S que se adoptaron de la IRAM 2379.
En el capítulo 7 se dan unas recomendacionesde los valores máximos de las resistencias depuesta a tierra necesarios en cada columna(metálica o de hormigón armado) para quepuedan actuar los dispositivos de interrupción decorriente de falla a tierra, en tiempos menoresque los indicados en la tabla 4 de laIRAM 2281-3. Si estos valores no se puedenlograr en un caso práctico, se aconseja lainstalación de interruptores diferenciales (verIRAM 2301) en el tablero de la luminaria,complementando a los fusibles o a losinterruptores termomagnéticos.
1 OBJETO Y ALCANCE
Especificar las características esenciales quedeben reunir las puestas a tierra de protecciónde las personas, animales y bienes, en las ins-
talaciones de alumbrado exterior de baja tensión,para prevenir los efectos patológicos en el cuer-po humano y en los animales y los daños quepueda provocar la corriente eléctrica.
Esta norma se aplica a las instalaciones dealumbrado exterior sobre columnas de acero uhormigón armado y también a las luminariassuspendidas por cables tensores u otros disposi-tivos metálicos de sujeción a paredes, muros,etc.
También se aplica a instalaciones de alumbradoexterior privado, por ejemplo: jardines, parques,proyectores o reflectores colocados sobre co-lumnas o sobre el piso.
2 NORMAS PARA CONSULTA
Los documentos normativos siguientes contie-nen disposiciones, las cuales, mediante su citaen el texto, se transforman en disposiciones váli-das para la presente norma IRAM. Las edicionesindicadas son las vigentes en el momento de supublicación. Todo documento es susceptible deser revisado y las partes que realicen acuerdosbasados en esta norma se deben esforzar parabuscar la posibilidad de aplicar sus edicionesmás recientes.
Los organismos internacionales de normaliza-ción y el IRAM mantienen registros actualizadosde sus normas.
IRAM 2281-1:1996 - Puesta a tierra de sistemaseléctricos. Consideraciones Generales. Códigode práctica.
IRAM 2281-2: en revisión - Código de prácticapara puesta a tierra de sistemas eléctricos. Guía
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de mediciones de magnitudes de puesta a tierra(resistencia, resistividades y gradientes).
IRAM 2281-3:1996 - Puesta a tierra de sistemaseléctricos. Instalaciones industriales y domicilia-rias (inmuebles) y redes de baja tensión. Códigode práctica.
IRAM 2301:1981 - Interruptores diferenciales.
IRAM 2309:2001 - Materiales para puesta a tie-rra. Jabalina cilíndricas de acero-cobre.
IRAM 2370:1984 - Aparatos eléctricos y electró-nicos. Clasificación por su protección contrachoques eléctricos.
IRAM 2379:1985 - Sistemas de distribucióneléctrica en corriente alterna. Clasificación segúnla conexión a tierra de las redes de alimentacióny de las masas de las instalaciones eléctricas.
IRAM 2619:1971 - Columnas para alumbrado.Características generales.
IRAM-AADL J 20-20:1972 - Luminarias para víaspúblicas. Características generales.
NF C 17-200:1997 - Instalaciones de alumbradopúblico. Reglas.
3 DEFINICIONES
3.1 masas. Partes metálicas accesibles de loselementos de la instalación y de los elementoseléctricos que están separadas de las partesbajo tensión solamente por una aislación básica,y que son susceptibles de ser puestas bajo ten-sión a consecuencia de una falla. Esta fallapuede resultar de un defecto básico de la aisla-ción básica, o de las disposiciones de fijación yprotección.
NOTA. Son masas las piezas metálicas que forman parte delas canalizaciones eléctricas, los soportes de los aparatoseléctricos con aislación básica y de las piezas colocadas encontacto con la envoltura exterior de estos aparatos. Porextensión, también puede ser necesario considerar comomasa a todo objeto metálico situado en la proximidad departes bajo tensión no aisladas y que presente un riesgoapreciable de encontrarse unido eléctricamente con esaspartes bajo tensión, a consecuencia de una falla de los ele-
mentos de fijación (por ejemplo: aflojamiento de unaconexión, rotura de un conductor, etc.)
3.2 puesta a tierra. Conjunto de todos los me-dios y disposiciones para conectar o "poner atierra".
3.3 instalación de puesta a tierra. Conjunto deelementos, unidos eléctricamente a la masa dela Tierra, con la finalidad de proteger personas,animales y bienes de los efectos dañinos de lacorriente eléctrica, o fijar un potencial de referen-cia o conducir a tierra las corrientes de rayos uotras descargas eléctricas atmosféricas.
Se compone de la totalidad de los electrodosdispersores, conductores de protección, con-ductores colectores y puentes (o placas)colectores.
3.4 conectar o "poner a tierra". Conectareléctricamente con la tierra conductora (suelo),mediante la instalación de puesta a tierra, unpunto del circuito de servicio o una parte no per-teneciente a él.
3.5 electrodos dispersores o de puesta a tie-rra o "tomas de tierra". Conductoresintroducidos en el suelo y conectados eléctrica-mente a éste mediante una unión íntima,conductora de corriente, tales como: placas,cintas, jabalinas, cables, alambres, etc. o con-ductores embutidos o embebidos en hormigónque están en contacto íntimo con el suelo en unasuperficie grande. Las partes desnudas (no ais-ladas) de las conexiones enterradas, seconsiderarán como partes integrantes del elec-trodo dispersor.
3.5.1 electrodos específicos (o artificiales).Son los preparados expresamente para la insta-lación de puesta a tierra.
3.5.2 electrodo de tierra natural. Pieza metáli-ca que está en contacto directo con la tierra o elagua, o bien a través de hormigón y cuyo objeti-vo principal no es la puesta a tierra, pero queactúa como un electrodo de tierra.
Por ejemplo: cañerías, armaduras de hormigón,piezas de acero de edificios, etc.
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3.6 conductores de protección (PE). Los queunen las masas con la toma de tierra directa-mente o a través del conductor colector.
NOTA. Para esta norma el conductor PE es desnudo para laconexión a los electrodos de puesta a tierra y es aislado(color verde-amarillo) cuando integran cables multipolaresde alimentación e interconexión de columnas.
3.7 conductor colector(CPE). Conductor alque se encuentran conectados varios conducto-res de protección.
3.8 puente o placa colectora. Placa o plan-chuela de bronce o cobre destinada a conectarlos conductores de protección y colectores, loselectrodos dispersores (específicos o naturales)y las masas.
3.9 tierra de referencia o suelo eléctricamen-te neutro. Zona del terreno, en particular de susuperficie, tan alejada del electrodo dispersorque no existen diferencias de potencial entre dis-tintos puntos en esta zona.
3.10 resistencia de puesta a tierra o de dis-persión. Cociente entre la tensión que alcanzaun punto de la instalación de puesta a tierra conrespecto a la tierra de referencia y la corrienteque circula por ella.
3.11 tensión de puesta a tierra Ue. Aquella quese produce entre una instalación de puesta a tie-rra y la tierra de referencia (suelo eléctricamenteneutro, ver 3.9).
3.12 tensión de contacto Uc. Diferencia depotencial (parte de la tensión de puesta a tierra)a la que puede quedar sometido el cuerpo hu-mano entre la mano y el pie o entre una mano yla otra (distancia horizontal de aproximadamente1 m entre partes afectadas).
3.13 tensión del paso Up.. Diferencia de poten-cial (parte de la tensión de puesta a tierra) queaparece entre dos puntos separados por unadistancia igual al paso normal humano (aproxi-madamente 1 m) sobre la superficie de apoyo delos pies (tierra, césped, suelo, vereda, pavimen-to, etc.).
3.14 contacto directo (personal). Contacto ac-cidental de una persona con partes activas (bajo
tensión) de aparatos, máquinas e instalacioneseléctricas.
3.15 contacto indirecto (personal). Contactode una persona con masas puestas accidental-mente bajo tensión.
3.16 choque eléctrico. Efecto fisiológico o pa-tológico debido al paso de la corriente eléctrica através del cuerpo humano.
3.17 tensión de seguridad. La que no produceefectos patológicos en una persona aún cuandoesté expuesta indefinidamente a esa tensión.
3.18 corriente efectiva de falla a tierra. Valoreficaz de la corriente de falla a tierra mínima ne-cesaria para que actúen las proteccioneseléctricas de sobrecorrientes (fusibles, interrupto-res termomagnéticos, interruptores diferenciales,etc.).
4 REGLAS GENERALES PARA LAPROTECCIÓN CONTRA CONTACTOSINDIRECTOS (PERSONALES) EN LASINSTALACIONES DE ALUMBRADOPÚBLICO
La protección contra contactos indirectos (perso-nales) se debe asegurar de la manera siguiente:
a) Luminarias y Equipamiento Auxiliar.
• Para los materiales eléctricos de laclase I (de acuerdo con laIRAM 2370): se requiere la protec-ción por el corte automático de lacorriente de la alimentación. El cortese realiza de la manera siguiente: seinstala un dispositivo interruptor quesepara automáticamente de la ali-mentación a la parte de la instalaciónque dicho dispositivo protege, demanera tal que, en esa parte prote-gida, no se pueda mantener unatensión de contacto de valor peligro-so (en valor [V] y duración [s]) en elcaso de una falla a tierra de la aisla-ción eléctrica.
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• Para los materiales eléctricos de laclase II (de acuerdo con laIRAM 2370): estos materiales estánfabricados y/o instalados con un nivelde seguridad eléctrica tal que es im-probable la aparición de cualquierfalla (defecto) de su aislación eléctri-ca a tierra.
b) Columnas metálicas o de hormigón arma-do (CMHA).
Cada columna debe estar provista, por diseño yconstrucción, de un dispositivo de conexión quepermita asegurar su puesta a tierra, lo que co-rresponde a todas las columnas que puedanelectrizarse por conducir electricidad a tierra.
Las columnas deben ponerse a tierra por algunode los métodos indicados en el capítulo 5 o suscombinaciones.
5 GUÍA PARA LA EJECUCIÓN DE LAPROTECCIÓN CONTRA LOSCONTACTOS INDIRECTOS EINSTALACIONES DE ALUMBRADOEXTERIOR
5.1 Largos y secciones mínimas de los con-ductores PE enterrados
a) Largos de los cables PE en una CMHA:
En todos los casos se recomienda que laparte del conductor (cable) PE que asegu-ra la puesta a tierra de la CMHA y que estásituada debajo del nivel del suelo, tenga unlargo suficiente para que no se corra elriesgo de que se pueda romper en el casode una caída accidental de la CMHA alsuelo (ver figura 1).
b) Secciones nominales de los conductoresPE en un cable aislado subterráneo (o aé-reo) de alimentación:
La sección nominal recomendada (mm2)de los conductores aislados de protecciónPE integrantes del cable, se calcula por losmétodos indicados en la IRAM 2281-3.
5.2 Tomas de tierra individuales para cadaCMHA
En general, las tomas (puestas) a tierra (TDT)individuales (ver figura 1) están constituidas poruno (o varios) de los tres sistemas típicos si-guientes:
a) Una jabalina redonda lisa de acero-cobreL1415 × 1500; según IRAM 2309 de1,50 m de largo mínimo, enterrada verti-calmente. La cabeza (parte superior) de lajabalina debe estar enterrada a 0,50 m delnivel del suelo local, como mínimo (ver fi-gura 1A). El cable de conexión debe ser decobre (de acuerdo con la tabla 5 de laIRAM 2281-3) o de acero-cobre de 35 mm2
de sección mínima. Las uniones cable-jabalina deben realizarse con soldaduracuproaluminotérmica cuando estén ente-rradas (ver 4.6.4 de IRAM 2281-1).
b) Un cable de acero-cobre de 35 mm2
(7 × 2,5 mm de ∅), dispuesto en el fondodel pozo de la base de fundación de laCMHA, siguiendo el contorno del hormigo-nado (ver figura 1B).
c) Un conductor de acero-cobre de 35 mm2
(7 × 2,5 mm de ∅) de 5 m de largo mínimocolocado en una zanja de 3 m de largo yde 0,50 m a 0,80 m de profundidad (comomedidas recomendadas).
5.3 Toma de tierra mediante un conductorcolector CPE (ver figura 2A)
El conductor colector CPE sirve simultánea-mente de toma de tierra y de unión (conexión)equipotencial entre varias CMHA consecutivas.
En este caso, el conductor CPE no se debe cor-tar en cada CMHA. Se recomienda asegurar laconexión a tierra de cada CMHA conectando unconductor de derivación PE en paralelo con elCPE mediante una soldadura cuproaluminotér-mica (IRAM 2315) del modelo PT ó PC para launión soldada paralela de dos conductores o delmodelo TA para la unión en T, según dicha nor-ma.
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Las secciones mínimas recomendadas son de35 mm2 para el cable de cobre desnudo. Para elcable de acero-cobre (de idéntica resistencia a lacorrosión) corresponde la sección de 35 mm2
(7 × 2,5 mm de ∅, según la norma IRAM 2467).
5.4 Toma de tierra común (o colectiva) (verfigura 2B)
La interconexión de las tomas de tierra de lasCMHA se asegura mediante un conductor deprotección PE aislado de tierra (con aislaciónverde-amarilla PEVA)
Si este conductor PEVA se cortara después de sucolocación, su continuidad se debe restablecerde manera tal que no pueda volver a interrumpir-se durante toda la "vida útil" de la instalación.
Este conductor PEVA se incorpora al mismo cable(multipolar) o se coloca en el mismo conductor (ocaño) que los conductores activos (de las fases ydel neutro) del circuito de alumbrado correspon-diente, tanto en recorridos aéreos comosubterráneos.
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A) B) C)
Figura 1: Ejemplos de tomas de tierra individuales para los CMHA (columnasmetálicas o de hormigón armado)a) Mediante jabalinas de acero-cobreb) Mediante cable de acero-cobrec) 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
A) B)
Figura 2: Ejemplos de tomas de tierra de columnas metálicas de alumbradoexterior (CMHA)a) Mediante un conductor colector CPEb) 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
SCAT
JABALINA
1,50 m
0,50 m
S ≥ 35 mm2
S ≥ 35 mm2
S ≥ 35 mm2
S ≥ 35 mm2
L = ≥ 5 m
0,50 m a0,80 m
CPE
S ≥ 35 mm2
CPESCAT
PE
PE
S ≥ 35 mm2 S ≥ 35 mm2
PE
S ≥ 35 mm2
PE
PEVA
JV JV
PEVA
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6 SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA DELAS INSTALACIONES DE ALUMBRADOPÚBLICO AP ALIMENTADOS EN BT(BAJA TENSIÓN; Un ≤≤ 1 000 V)
En las figuras 3 y 4 se dan dos ejemplos de ins-talaciones de alumbrado público en baja tensiónque se han adoptado considerando los dos sis-temas 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 or-denados según las figuras 3 y 4. Las siglasindicadas en las figuras están tabuladas por or-den alfabético en la tabla 2.
Tabla 1 - Ejemplos de sistemas de puesta a tierra de instalacionesde alumbrado público (AP) en baja tensión (BT)
NOTA - Para las siglas ver la tabla 2
Puesta a tierra de:
Ejemplode lafigura
Sistema depuesta a tierra(IRAM 2379)
Laalimentaciónde energía en
BT a lainstalación de
AP
Las masas(partes
metálicasaccesibles) de
la instalación deAP
Condicionesparticularesque tienenque cumplir
lasinstalacionesde puesta a
tierra
Comentarios
3 TT
El neutro Nestá puesto a
tierra en lasubestación de
distribuciónpública (SE-
DP)(TDT-SE)
Cada una de lascolumnas de APse conecta conlos conductoresPE a las TDTindividuales obien colectivas
(ver fig. 1)
Según la fila 3de la tabla 3de la norma
IRAM 2281-3
Este es elsistema máscomún en laArgentina
para laalimentación
por unaSE-DP
4 TN-S
El neutro Nestá puesto a
tierra en lasubestación de
distribuciónpública SE-DP
(TDT-SE)
Cada una de lascolumnas de APestá conectadacon el conductor
PE. Elconductor PE yel conductor N
seránindependientes
dentro de lainstalación deAP y se uniránal neutro en el
punto deacometida o
fuera del puntode acometida
de la instalaciónde AP
Según la fila 2de la tabla 3de la norma
IRAM 2281-3
Este sistemadebe
utilizarsecuando la
alimentaciónse realiza por
unasubestación
MT/BTprivada oexclusivapara el AP
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En el anexo A de dan los motivos por los cualeses absolutamente desaconsejable la utilizaciónpráctica del sistema TN-C en las instalaciones de
alumbrado exterior y particularmente en las dealumbrado público.
Tabla 2 - Significado de las siglas de las figuras 3 y 4
Siglas Significado
AP Alumbrado Público
D Dispositivo interruptor automático
DP Distribución pública de energía eléctrica en BT
LEP Conexión (unión) equipotencial principal
L1, L2, L3 Fases de la red trifásica de BT
ME Medición de energía
N Neutro de la red de BT
PE Conductor de protección
SE-DP Subestación de distribución pública
TDT Toma (electrodo) de tierra
TN-STT Esquemas de puestas a tierra según IRAM 2379
N L1 L2 L3
DP → TT
SE - DP
AP → TT
AP
ME D
PE
D
TDT - AP
LEP
N N
L3
L2
L1
N
L LN N
PE PE
TDTTDT
PE PE
TDT - SE
Figura 3 - Ejemplo de una instalación dealumbrado público alimentada en BT con unsistema TT de puesta a tierra (IRAM 2379)
*
* Eventual TDT de "refuerzo" del Nde la SD-DP
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Figura 4 - Ejemplo de una instalación de alumbrado públicoalimentado en BT con un sistema TN-S de puesta a tierra (IRAM 2379)
7 RECOMENDACIONES PARA LOSVALORES MÁXIMOS DE LASRESISTENCIAS DE DISPERSIÓN (O DEPUESTA A TIERRA) Rd DE LASCOLUMNAS DE ALUMBRADOEXTERIOR
Tal como se analiza en el anexo B, si en unaCMHA se instalan para la luminaria fusibles"gG" o un interruptor termomagnético de B, esconveniente que las resistencias Rd (resultan-tes del paralelo de la resistencia natural de lafundación de la columna y de la específicaagregada (jabalina, cable LP, etc.)) tengan va-lores que no excedan de los valores de lastablas 3 y 4.
Al electrodo dispersor natural formado por labase de la fundación de la CMHA siempre hayque instalarle otro electrodo específico de losanalizados en el capítulo 5, por las dos razonessiguientes:
1.- Para lograr el valor de Rd necesario paraque actúe el dispositivo de interrupción entiempos menores que 5 s según las tablas 3y 4.
2.- Para estabilizar el valor de Rd durante to-do el año, considerando las variacionesestacionales de la resistividad del suelo(humedad, temperatura, deslizamiento delsuelo, etc.) que puedan afectar la base de lafundación de la CMHA.
SE - DP
DP → TT
N L1 L2 L3
AP
AP → TN-S
MED
NN
TDT - SE TDT - AP
PEPE D
L3
L2
L1
N
LN
PE
TDT TDTPE
PE
LN
PE
LEP
PE PE
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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 automáticade las corrientes nominales In
Dispositivo deinterrupción In = 2 A In = 4 A In = 6 A In = 10 A
NOTAS - 1.- ITN: Interruptor termomagnético normalizado (según IEC 60898 o IRAM 2169) cuya In ytipo de curva se deberá elegir considerando la corriente de arranque de la luminaria.
2.- Los valores de Rd se estimaron tomando el promedio de las curvas de disparo.
Tabla 4 - Valores máximos admisibles de resistencias de dispersión Rd en cada CMHA para laactuación de los dispositivos de corriente diferencial residual, según los valores de las
corrientes nominales diferenciales I∆∆n
Interruptor diferencialsegún norma
IRAM 2301 o normaIEC 61008/9
I∆n = 500 mA I∆n = 300 mA I∆n = 100 mA I∆n = 30 mA
Estos valores de las resistencias Rd son sim-plemente indicativos. Por lo tanto, cuando nose puedan obtener los valores de resistenciasde la tabla 3, se deberán colocar interruptoresdiferenciales preferiblemente de 500 mA o300 mA (riesgo de contacto indirecto) según latabla 4.
Los interruptores diferenciales de 100 mA pue-den producir disparos espurios por corrientescapacitivas en los transitorios de conexión ocuando protegen circuitos de lámparas que ge-neren armónicos de corriente.
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Anexo A(Normativo)
Sistema TN-CMotivos 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 Instalaciónde 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 entradade la Instalación (de acuerdo con la Reglamentación para instalaciones eléctricas de la AEA (Aso-ciación Electrotécnica Argentina)) no se debe realizar en este esquema de puesta a tierra delneutro, porque no se debe interrumpir el conductor PEN.
2.- La protección contra contactos personales indirectos con disparos por protección diferencial, esineficaz porque casi toda la corriente de falla retorna por el PEN, no produciéndose desequilibriosde corrientes en el interruptor diferencial.
L1L2L3
PEN
Alimentaciónenergética en
BTU
V
W
N
"Arranque" u "origen" de la ins-talación de alumbrado exterior
Corte tetrapolar "prohibido"por razones de seguridadeléctrica (humana y animal)
Figura A.1 - Esquema de un corte tetrapolar en un sistema TNC
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3.- Las corrientes de retorno del neutro N a través del PEN se pueden derivar por caminos en pa-ralelo entre columnas y la tierra, que pueden producir corrosiones galvánicas.
Falla a tierra
L1L2L3
PEN
Corriente de falla a tierra
Alimenta-ción
energéticaen BT
"Arranque" u "origen" de lainstalación de alumbradoexterior
U
V
W
N
Figura A2 - Esquema de corrientes en el sistema TNC ante unafalla a tierra en una CMHA
PEN
L1
Corriente de retorno por el conductor PEN (In - Ig)
Corriente galvánica derivadapor las estructuras a la tierra Ig
Ig
InIn
Figura A3 - Esquema de corrientes galvánicas en el PEN y las tierrasde las CMHA
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Anexo B(Informativo)
Estimación de la resistencia de dispersión Rd correspondiente a la tensiónpresunta 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 tocacon una mano a la columna, estando de pie a la distancia radial b = 1 m del eje de la base decimentación.
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 VB
que es eléctricamente equivalente a una semiesfera de radio a del mismo volumen geométrico que labase.
es el radio de la semiesfera conductora que es el "modelo electrogeométrico de la base de la fundaciónde la CMHA".
La resistencia de dispersión o de difusión a tierra de la base Rd será:
siendo ρ la resistividad del suelo donde está enterrada la base (al que se supone homogéneo eisótropo).
Si en la columna ocurre una falla de aislación a tierra y circula por la base una corriente I, se produciráalrededor de la columna un campo eléctrico cuya distribución de potencial absoluto (es decir, contra elSEN, suelo eléctricamente neutro definido en la IRAM 2281-1), está dado por la expresión:
Siendo x la distancia radial al eje de un punto genérico X alrededor de la CMHA. El potencial absoluto Ux
en porciento de Ua (ver figura B.2) es:
33 78,02
3BB V Va :Entonces ≅
×=
π
3
204,0
Bd
V
a 2
Rρ
πρ
≅=
a 2I
Ua πρ
=
x 2I
Ux πρ
=
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La tensión de contacto Uc para una persona de pie a la distancia b del eje de la columna está dada porla ecuación:
Expresando a Uc referida a Ua resulta la fórmula siguiente:
Esta fórmula para b = 1 m queda:
De donde hallamos:
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 radioelectrogeométrico a por la que pasa la corriente de falla o de cortocircuito a tierra Id tenga una tensión decontacto personal Uc para b = 1 m.
Así resulta:
xa
100UU
100%Ua
xx ==
==
b a
a-b
2
I U-UU bac π
ρ
=
ba-b
UU
a
c
a-1UU
a
c =
a-1U
U ca =
( ) d
cd I a-1
UR =
Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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B.3 VALOR DEL RADIO "a" PARA PONDERAR LA TENSIÓN DE CONTACTO EN RELACIÓNCON 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:
Adoptando según la IRAM 2281-3, tabla 4, para Uc = 50 V, 50 Hz, t ≤ 5 s,resulta Rd = 175 V/Id
d
cd I
UR 45,3≤
Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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Figura B.1 - Modeloelectrogeométrico deldispersor natural de la basede una fundación de unacolumna metálica o dehormigón armado (CMHA)para alumbrado público oexterior
Figura B.2 - Distribución teóricadel potencial absoluto Ux %alrededor de la CMHA de la figuraB.1, cuando dispersa al suelo unacorriente de falla o decortocircuito a tierra
Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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Figura B.3 - Volumen VB (m3) y radio a (m) de la semiesfera equivalente auna base de fundación de una CMHA de altura libre HL (m)
Referencias: Valores calculados según las informaciones técnicas aportadas porOBRELEC S.R.L.
Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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Anexo C(Normativo)
Recomendaciones para la medición de la resistencia de dispersión a tierra (Rd) decada una de las CMHA del mismo circuito de alumbrado exterior
C1 Resistencias de puesta a tierra a medir:
La resistencia de dispersión a tierra (Rd) de una CMHA es la resultante de la interconexión geoeléc-trica (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 Ra puede ser la resultante del conjunto de las resistencias de varias CMHA, cuando estuvieraninterconectadas 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) Rj que tuviera la CMHA, conectadas al mismo "bloquete" depuesta 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 laCMHA y al conjunto mecánico de tornillería roscado a ese espárrago (arandelas, tuercas, contratuercas, ... etc.) quese 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 com-ponentes Ra y Rj
C.2.1 El "vector" de medición telurimétrica XPC se define por las posiciones geométricas de lospuntos X (a medir), P (ubicación de la sonda de potencial P) y C (ubicación del electrodo de corrienteC) consideradas con respecto al eje vertical de la CMHA a medir y perpendiculares al eje imaginariohorizontal que une los ejes verticales de la CMHA a medir y a las CMHA situadas "a la izquierda" y "ala derecha" de la CMHA a medir. Estas tres CMHA pertenecen a un mismo circuito de alumbradoexterior.
NOTA. Para tres CMHA consecutivas, el eje del vector XPC se puede definir como el versor radial del radio de la circunfe-rencia que pasa por los tres puntos de ubicación horizontal Xizq, X, Xder.
C.2.2 Según la figura C1, se mide Rd en el "bloquete X" de la CMHA a medir considerando el vectorXPC, definido en C.2.1.
C.2.3 El "bloquete X" (ver figura C.2 a)) se "desenrosca" para que se puedan medir Ra (mediante Xa)y Rj (mediante Xj) 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 Rd según C.2.2.
C.2.5 Informe de las mediciones realizadas para cada cmhaSe recomienda completar el MODELO de INFORME del Anexo B de la IRAM 2281-2, con los datossiguientes:
a) Resistencias de puesta a tierra Rd de la CMHA medidas antes y después de "abrir" el "bloquete":
c) Resistencia de puesta a tierra (Ra) propia de la base de fundación de la CMHA (ver NOTA delC.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 Rd medidos antes y de después de "abrir" el bloquete deben estar dentro dela 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 apre-ciar mediante la fórmula siguiente:
[ ][ ]Ω
Ω=
)CMAHladeR(
)teórica(R100%E
d
p
siendo Rp (teórica) = ja
ja
RR
R.R
+
NOTA. La Rp (teórica) se calcula considerando que la base de la fundación de la CMHA tiene una resistencia propia Ra quees eléctricamente independiente de la(s) resistencia(s) de puesta a tierra Rj de la(s) jabalina(s) interconectada(s) con laCMHA.En la práctica se puede considerar como "suficiente" una efectividad E % > 50 %.
Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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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
exterior, estando, Xizq, X, Xder en el mismo eje Xr
convencional para ubicar
al vector XPC .
XPC
Xizq. Xde
X
Vista desde arribaPlano horizontal:
(Xiiq, X, Xder)
Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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Figura C2 - Medición de las resistencias de dispersión de una CMHA:
(a) resistencia Rd de la CMHA siendo X el punto de medición (origen del vector de mediciónXPC del telurímetro).
(b) resistencias Ra en Xa y Rj en Xj
(c) idem (a) siendo X' el X rearmado.
Piso o suelo
CMHA
X
Al telurímetro
(a)
Piso o suelo
CMHA
Al telurímetro
Xa
Xj
(b)
Piso o suelo
CMHA
X'
Al telurímetro
(c)
Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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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 NORMALIZACIÓNIRAM 2370:1984 - Aparatos eléctricos y electrónicos. Clasificación por su protección contrachoques eléctricos.IRAM 2379:1985 - Sistemas de distribución en corriente alterna. Clasificación según la co-nexión 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 do-miciliarias (inmuebles) y redes de baja tensión. Código de práctica.IRAM 2309:2001 - Materiales para puesta a tierra. Jabalina cilíndrica de acero cobre y susaccesorios.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 FRANCESASNF C 17-2000:1997 - Installations d'eclairage public - Regles.
UTE - UNION TECHNIQUE DE'L ELECTRICITEUTE C 17-205:1992 - Eclairage public. Guide practique. Détermination des caractéristiquesdes installation d'e eclairage public.
BS - BRITISH STANDARDBS 7430:1991 - Code of practice for earthing.
Datos aportados por los integrantes del Subcomité.
Esquema 1 IRAM 2281-8:2002
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Anexo E(Informativo)
El estudio de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la formasiguiente:
Subcomité de Procedimientos para Puesta a Tierra
Integrante Representa a:
Ing. Juan Carlos ARCIONI INVITADO ESPECIALISTASr. Guillermo BIASI F.A.C.B. S.A.Sr. Guillermo J. CACABELLOS EUCA S.R.L.Tco. Eduardo CÓRDOBA COPIMETco. Guillermo DÍAZ OITECIng. L.A. GARCÍA INTIIng. Jorge F. GIMÉNEZ CITEFAIng. Ricardo O. GRUNAUER INSTELECIng. Eduardo MARIANI DATAWAVESTco. Diego MINUTA LANDTEC S.R.L.Ing. Enrique NIESZ NASA (NUCLEOELÉCTRICA ARGENTINA S.A.)Ing. Daniel PEPE TOTAL AUSTRAL S.A.Ing. Héctor J. RUIZ SCHNEIDER ELECTRIC ARGENTINA S.A.Ing. Guillermo VATTUONE GEMAX S.R.L.Ing. Salvador D. CARMONA IRAM
El esquema A fue estudiado por el Subcomité de Procedimientos para Puesta a Tierra en sus sesionesde 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 aDiscusión 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).
FIRMADOIng. Salvador D. CarmonaCoordinador del Subcomité
FIRMADOIng. Juan Carlos ArcioniSecretario del Subcomité
