Descripción: Seguridad Eléctrica Puesta a Tierra y Circuito de Retorno...
norma españolla
UNE E-EN 50122-1
Noviembre 2011 TÍTULO
Aplicaaciones ferroviarias Installaciones fijas Segurridad eléctrica, puesta a tierra y circuito de retorno Parte 1: Medidas de protección contra los chooques eléctricos
Railway applications. Fixed installations. Electrical safety, earthing andd the return circuit. Part 1: Protectivee provisions against electric shock. Applicatioons ferroviaires. Installations fixes. Sécurité électrique, mise à la terree et circuit de retour. Partie 1: Mesures de d protection contre les chocs électriques.
CORRESPONDENCIA
Esta norrma es la versión oficial, en español, de la Norma Europpea EN 50122-1:2011.
OBSERVACIONES
Esta norma n anulará y sustituirá a las Normas UNE E-EN 50122-1:1999 y UNE-EN N 50122-1:1999 Corr:2008 antes de 2013-11-16.
ANTECEDENTES
Esta noorma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/C CTN 203 Equipamiento eléctricoo y sistemas automáticos para la industria cuya Secretaría desempeña SERCO OBE.
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Grupo 49
ÍNDICE Página 1
OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ............................................................................. 9
2
NORMAS PARA CONSULTA ............................................................................................. 9
3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9
TÉRMINOS Y DEFINICIONES ........................................................................................ 10 Seguridad y peligros eléctricos ............................................................................................ 11 Puesta a tierra y conexiones equipotenciales...................................................................... 13 Circuito de retorno ............................................................................................................... 14 Sistema de tracción eléctrica ............................................................................................... 15 Línea de contacto .................................................................................................................. 16 Corrosión y protección contra la corrosión ....................................................................... 18 Toma de corriente ................................................................................................................ 18 Dispositivos de (corte) diferencial ....................................................................................... 19 Términos generales .............................................................................................................. 19
4
ZONA DE LA LÍNEA DE CONTACTO Y ZONA DE CAPTACIÓN DE CORRIENTE ................................................................................................................. 19 Sistemas de líneas aéreas de contacto ................................................................................. 19 Sistemas con carriles de contacto ........................................................................................ 22 Sistemas de trolebuses .......................................................................................................... 22
4.1 4.2 4.3 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6
6 6.1 6.2 6.3 6.4 7 7.1 7.2 7.3 7.4 8 8.1 8.2
MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA EL CONTACTO DIRECTO ....................... 23 Generalidades ....................................................................................................................... 23 Protección mediante distancia de aislamiento ................................................................... 24 Protección mediante obstáculos .......................................................................................... 26 Medidas de protección para zonas de trabajo en tensión ................................................. 36 Medidas de protección específicas contra el choque eléctrico en sistemas con carriles de contacto.................................................................................... 39 Medidas de protección específicas contra los choques eléctricos en sistemas en los que no se utilizan las ruedas de los vehículos ferroviarios para el circuito de retorno ................................................................................................... 43 MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA EL CONTACTO INDIRECTO Y POTENCIALES DEL CARRIL INADMISIBLES ........................................................... 44 Medidas de protección contra el contacto indirecto .......................................................... 44 Medidas de protección para partes conductoras accesibles en la zona de la línea de contacto o en la zona de captación de corriente.......................................... 45 Medidas de protección para estructuras total o parcialmente conductoras.................... 46 Limitación de los potenciales del carril .............................................................................. 48 MEDIDAS DE PROTECCIÓN PARA EL SUMINISTRO DE CORRIENTE DE BAJA TENSIÓN NO DESTINADA A LA TRACCIÓN ............................................ 49 Generalidades ....................................................................................................................... 49 Medidas de protección a aplicar ......................................................................................... 49 Medidas de protección para instalaciones eléctricas en la zona de la línea aérea de contacto o en la zona de captación de corriente ............................... 50 Medidas de protección para instalaciones puestas en peligro por el circuito de retorno del sistema de suministro de corriente de tracción ......................................... 50 MEDIDAS DE PROTECCIÓN PARA VÍAS QUE SE UTILICEN PARA TRANSPORTAR CORRIENTE DE RETORNO DE TRACCIÓN, Y/O SISTEMAS DE LÍNEAS DE CONTACTO QUE PASEN POR ZONAS PELIGROSAS .................. 57 Generalidades ....................................................................................................................... 57 Conexión equipotencial ........................................................................................................ 58
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8.3 8.4 8.5 8.6
Tuberías paralelas ................................................................................................................ 58 Juntas aislantes ..................................................................................................................... 59 Pararrayos ............................................................................................................................ 59 Línea de contacto de las vías apartadero para carga ........................................................ 59
9 9.1 9.2 9.3
LÍMITES PARA LA TENSIÓN DE CONTACTO Y PROTECCIÓN CONTRA EL PELIGRO DEL POTENCIAL DEL CARRIL ......................................... 60 Generalidades ....................................................................................................................... 60 Sistemas de tracción de corriente alterna........................................................................... 61 Sistemas de tracción de corriente continua ........................................................................ 64
10 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5
MEDIDAS DE PROTECCIÓN ADICIONALES.............................................................. 66 Subestaciones y puestos de seccionamiento de tracción .................................................... 66 Cables .................................................................................................................................... 66 Conexiones del circuito de retorno y de los conductores de puesta a tierra .................... 67 Retirada de líneas aéreas de contacto fuera de servicio .................................................... 68 Medidas para garantizar el aislamiento seguro entre secciones....................................... 68
ANEXO A (Informativo) OBSTÁCULOS TÍPICOS ....................................................................... 69 ANEXO B (Normativo)
SEÑAL DE ADVERTENCIA ................................................................. 71
ANEXO C (Informativo) VALORES ORIENTATIVOS PARA EL GRADIENTE DEL POTENCIAL DEL CARRIL ......................................................... 72 C.1 Sistemas de tracción de corriente alterna........................................................................... 72 C.2 Sistemas de tracción de corriente continua ........................................................................ 73 ANEXO D (Informativo) TENSIÓN DE CONTACTO EFECTIVA Y TENSIÓN A TRAVÉS DEL CUERPO EN FUNCIÓN DE LA CORRIENTE A TRAVÉS DEL CUERPO ............................................ 74 D.1 Condiciones previas para el cálculo .................................................................................... 74 D.2 Impedancias .......................................................................................................................... 74 D.3 Corriente a través del cuerpo y tensión a través del cuerpo relacionada ........................ 77 ANEXO E (Normativo)
MÉTODOS DE MEDICIÓN DE LA TENSIÓN DE CONTACTO EFECTIVA ....................................................................... 80
ANEXO F (Normativo) USO DE DISPOSITIVOS LIMITADORES DE TENSIÓN ................. 81 F.1 Generalidades ....................................................................................................................... 81 F.2 Tipos ...................................................................................................................................... 81 F.3 Requisitos técnicos................................................................................................................ 81 ANEXO G (Normativo)
CONDICIONES NACIONALES ESPECIALES .................................. 83
ANEXO H (Normativo)
DESVIACIONES TIPO A ....................................................................... 85
ANEXO ZZ (Informativo) COBERTURA DE LOS REQUISITOS ESENCIALES DE LAS DIRECTIVAS DE LA COMISIÓN EUROPEA .................... 86 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................... 87 Figuras Figura 1 – Zona de la línea aérea de contacto y zona de captación de corriente ............................. 21 Figura 2 – Zona de la línea aérea de contacto y zona de captación de corriente para sistemas de trolebuses .................................................................................................................. 23
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Figura 3 – Distancias de aislamiento mínimas a partes activas que se encuentran accesibles en el exterior de vehículos así como a partes activas de los sistemas de líneas aéreas de contacto desde zonas de paso accesibles a personas para bajas tensiones ............ 24 Figura 4 – Distancias de aislamiento mínimas a partes activas que se encuentran accesibles en el exterior de vehículos así como a partes activas de los sistemas de líneas aéreas de contacto desde zonas de paso accesibles a personas para altas tensiones ............. 25 Figura 5 – Zona de paso para personas que permiten el acceso a partes activas que se encuentran en el exterior de los vehículos ferroviarios y a sistemas de líneas aéreas de contacto ....................................................................................................................... 27 Figura 6 – Zona de paso para personas que permiten el acceso a partes activas que se encuentran en el exterior de los vehículos ferroviarios y a sistemas con carriles de contacto......................................................................................................................... 27 Figura 7 – Ejemplos de obstáculos para zonas de paso en áreas públicas para la protección contra el contacto directo con partes activas contiguas que se encuentran en el exterior de vehículos o partes activas adyacentes de un sistema de línea de contacto ............ 29 Figura 8 – Ejemplos de obstáculos para zonas de paso en áreas restringidas, para la protección contra el contacto directo con partes activas contiguas que se encuentren en el exterior de vehículos, o partes activas contiguas de un sistema de línea de contacto en baja tensión.......................................................................................................... 32 Figura 9 – Ejemplos de obstáculos para zonas de paso en áreas restringidas para la protección contra el contacto directo con partes activas contiguas que se encuentran en el exterior de vehículos o partes activas adyacentes de un sistema de línea de contacto ............ 33 Figura 10 – Ejemplos de obstáculos para zonas de paso en áreas restringidas, para la protección contra el contacto directo, cuando dichas zonas están situadas por encima de partes activas que se encuentran en el exterior de vehículos o encima de partes activas de un sistema de línea de contacto en baja tensión .................................................... 35 Figura 11 – Ejemplos de obstáculos para zonas de paso en áreas restringidas, para la protección contra el contacto directo cuando dichas zonas están situadas por encima de partes activas que se encuentran en el exterior de vehículos o encima de partes activas de un sistema de línea de contacto en alta tensión...................................................... 36 Figura 12 – Ejemplo de un obstáculo aislado situado bajo una estructura ...................................... 37 Figura 13 – Ejemplo de un obstáculo aislado para un sistema de trolebús no puesto a tierra situado bajo una estructura ................................................................................... 38 Figura 14 – Ejemplo de un obstáculo aislado bajo una estructura para un sistema de trolebús en el que el hilo de contacto negativo está puesto a tierra o conectado al circuito de retorno de un sistema tranviario ................................................................................... 39 Figura 15 – Paso a nivel público, paso a nivel privado....................................................................... 40 Figura 16 – Estructuras junto a la vía ................................................................................................. 41 Figura 17 – Poste de señales con telefonía ........................................................................................... 42 Figura 18 – Camino lateral autorizado ............................................................................................... 42 Figura 19 – Paso a nivel controlado por una empresa ferroviaria (depósito, estación de carga, paso a nivel en estación) ....................................................................... 43 Figura 20 – Sistema TT para ferrocarriles en corriente alterna ....................................................... 53 Figura 21 – Sistema TN para ferrocarriles en corriente alterna ....................................................... 54 Figura 22 – Sistema TT para ferrocarriles en corriente continua .................................................... 56 Figura 23 – Sistema TN para ferrocarriles en corriente continua .................................................... 57 Figura 24 – Disposición de las conexiones transversales carril-a-carril y vía-a-vía (ejemplo de doble vía) y conexión de la línea de contacto en caso de que la vía apartadero para carga disponga de una línea de contacto ................................................................ 58 Figura 25 – Ubicación de un pararrayos que se encuentra fuera de la zona de la línea aérea de contacto de una vía apartadero para carga, si hay posibilidad de que se produzcan contorneamientos de las partes aislantes causadas por impactos de rayos ...................................... 59 Figura 26 – Diseño de un circuito de retorno, teniendo en cuenta la tensión de contacto efectiva admisible, mediante la comprobación del potencial del carril o de la tensión de contacto efectiva ............................................................................................................................... 63
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Figura A.1 – Ejemplos de obstáculos en los laterales de las zonas de paso en áreas públicas para la protección contra el contacto directo, cuando dichas zonas están situadas or encima de partes activas que se encuentran en el exterior de vehículos ferroviarios o encima de partes activas de un sistema de una línea aérea de contacto para baja tensión (véase 5.3.2.2) ......................................................................................................................................... 69 Figura A.2 – Ejemplos de obstáculos en los laterales de las zonas de paso en áreas públicas para la protección contra el contacto directo cuando dichas zonas están situadas por encima de partes activas que se encuentran en el exterior de vehículos o encima de partes activas de un sistema de una línea aérea de contacto para alta tensión (véase 5.3.2.2)................................ 70 Figura B.1 – Señal de advertencia ....................................................................................................... 71 Figura C.1 – Valores orientativos para el gradiente del potencial del carril medido en el poste perpendicularmente a la vía en un sistema de tracción de corriente alterna ................ 72 Figura D.1 – Circuito equivalente para el cálculo de la tensión de contacto admisible .................. 76 Tablas Tabla 1 – Dimensiones máximas para partes conductoras de pequeñas dimensiones .................... 47 Tabla 2 – Tipos de sistemas de alimentación auxiliares ..................................................................... 51 Tabla 3 – Tensiones a través del cuerpo máximas admisibles Ub, máx. en sistemas de tracción de corriente alterna en función del tiempo ...................................................................... 61 Tabla 4 – Tensiones de contacto efectivas máximas admisibles Ute, máx. en sistemas de tracción de corriente alterna en función del tiempo ...................................................................... 62 Tabla 5 – Tensiones a través del cuerpo máximas admisibles Ub, máx. en sistemas de tracción de corriente continua en función del tiempo ................................................................... 64 Tabla 6 – Tensiones de contacto efectivas máximas admisibles Ute, máx. en sistemas de tracción de corriente continua en función del tiempo ................................................................... 65 Tabla C.1 – Valores orientativos para el gradiente del potencial del carril (véase la figura C.1) .. 73 Tabla D.1 – Impedancia del cuerpo Zb y corriente a través del cuerpo Ib ...................................... 75 Tabla D.2 – Ejemplo de tensión de contacto prevista máxima admisible para ferrocarriles en corriente alterna para condiciones de corta duración y Ra = 1 150 Ω .................. 77 Tabla D.3 – Corrientes a través del cuerpo, tensiones a través del cuerpo y tensiones de contacto en función del tiempo en sistemas de tracción de corriente alterna ............. 78 Tabla D.4 – Corrientes a través del cuerpo, tensiones a través del cuerpo y tensiones de contacto en función del tiempo en sistemas de tracción de corriente continua .......... 79 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma europea especifica los requisitos para las medidas de protección relativas a la seguridad eléctrica en instalaciones fijas asociadas con sistemas de tracción de corriente alterna y/o corriente continua y para cualquier instalación a la que el sistema de suministro de corriente de tracción pueda poner en peligro. También es aplicable a todos los aspectos de instalaciones fijas necesarios para asegurar la seguridad eléctrica durante las labores de mantenimiento de los sistemas de tracción eléctrica. Esta norma europea es aplicable a todas las líneas de nueva construcción y a las revisiones importantes de las líneas existentes para los siguientes sistemas de tracción eléctrica: a) ferrocarriles; b) sistemas guiados de transporte de pasajeros, como por ejemplo 1) tranvías, 2) ferrocarriles elevados y subterráneos,
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3) ferrocarriles de montaña, 4) sistemas de trolebuses, y 5) sistemas de levitación magnética, que utilicen un sistema de línea de contacto; c) sistemas para el transporte de mercancías. Esta norma europea no es aplicable a: d) sistemas de tracción mineros en minas subterráneas; e) grúas, plataformas transportables y equipos de transporte similares sobre carriles, estructuras temporales (por ejemplo, estructuras para exposiciones), siempre que no se alimenten directamente o mediante transformadores del sistema de línea de contacto y siempre que el sistema de suministro de corriente de tracción no les suponga un peligro; f) teleféricos suspendidos; g) funiculares. Esta norma europea no especifica normas de trabajo para el mantenimiento. 2 NORMAS PARA CONSULTA Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). EN 50119:2009 Aplicaciones ferroviarias. Instalaciones fijas. Líneas aéreas de contacto para tracción eléctrica. EN 50122-2 Aplicaciones ferroviarias. Instalaciones fijas. Seguridad eléctrica, puesta a tierra y circuito de retorno. Parte 2: Medidas de protección contra los efectos de las corrientes vagabundas producidas por los sistemas de tracción de corriente continua. EN 50124-1:2001 + A1:2003 + A2:2005 Aplicaciones ferroviarias. Coordinación de aislamiento. Parte 1: Requisitos fundamentales. Distancias en el aire y líneas de fuga para cualquier equipo eléctrico y electrónico. EN 50153:2002 Aplicaciones ferroviarias. Material rodante. Medidas de protección relativas a riesgos eléctricos. EN 50163 Aplicaciones ferroviarias. Tensiones de alimentación de las redes de tracción. EN 60529:1991 + A1:2000 Grados de protección proporcionados por las envolventes (Código IP). (IEC 60529:1989 + A1:1999). EN 60898-1:2003 + A11:2005 Accesorios eléctricos. Interruptores automáticos para instalaciones domésticas y análogas para la protección contra sobreintensidades. Parte 1: Interruptores automáticos para funcionamiento en corriente alterna. (IEC 60898-1:2002, mod.). EN 61140:2002 + A1:2006 Protección contra los choques eléctricos. Aspectos comunes a las instalaciones y a los equipos. (IEC 61140:2001 + A1:2004, mod.). HD 60364-4-41:2007 Instalaciones eléctricas de baja tensión. Parte 4-41: Protección para garantizar la seguridad. Protección contra los choques eléctricos. (IEC 60364-4-41:2005, mod.). HD 637 S1:1999 Instalaciones eléctricas de tensión nominal superior a 1 kV en corriente alterna.
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IEC 60050-101 Vocabulario electrotécnico internacional. Parte 101: Matemáticas. IEC 60050-111 Vocabulario electrotécnico internacional. Parte 111: Física y química. IEC 60050-191 Vocabulario electrotécnico internacional. Parte 191: Confiabilidad y calidad de servicio. IEC 60050-195 Vocabulario electrotécnico internacional. Parte 195: Puesta a tierra y protección contra choques eléctricos. IEC 60050-442 Vocabulario electrotécnico internacional. Parte 442: Pequeña aparamenta. IEC 60050-811 Vocabulario electrotécnico internacional. Parte 811: Tracción eléctrica. IEC 60050-821 Vocabulario electrotécnico internacional. Parte 821: Señalización y aparatos de seguridad para ferrocarriles. IEC 60050-826 Vocabulario electrotécnico internacional. Parte 826: Instalaciones eléctricas IEC/TS 60479-1:2005 Efectos de la corriente sobre el hombre y los animales domésticos. Parte 1: Aspectos generales. ISO 3864-1:2002 Símbolos gráficos. Colores de seguridad y señalización de seguridad. Parte 1: Principios de diseño de la señalización de seguridad para su uso en centros de trabajo y áreas públicas. ISO 7010-2003 + A1:2006 Símbolos gráficos. Colores de seguridad y señalización de seguridad. Señalización de seguridad usada en centros de trabajo y áreas públicas.
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