norma españolla
UNE-HD D 60364-5-54
Mayo 2011 TÍTULO
Installaciones eléctricas de baja tensión Parte 5-54: Selección e instalación de los equip pos eléctricos Puestaa a tierra, conductores de protección y conductores de equipotencialidad
Low-voltaage electrical installations. Part 5-54: Selection and erection of electrical e equipment. Earthing arrangem ments, protective conductors and protective bonding conductors. Installatioons électriques à basse tension. Partie 5-54: Choix et mise en œuvre des matériels électriques. Mises à laa terre, conducteurs de protection et conducteurs d'équipotentialité dee protection.
CORRESPONDENCIA
Esta noorma es la versión oficial, en español, del Docum mento de Armonización HD 60364-5-54:2007, que a su vez adopta la Norma Internacionaal IEC 60364-5-54:2002, modificada.
OBSERVACIONES
Esta norrma anula y sustituye a la Norma UNE 20460-5-54:19900.
ANTECEDENTES
Esta noorma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/C CTN 202 Instalaciones eléctricaas cuya Secretaría desempeña AFME.
Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 21703:2011
LAS OBSE ERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:
© AENOR 2011 Reproducción prohibida
34 Páginas Génova, 6 28004 MADRID-Españña
[email protected] www.aenor.es
Tel.: 902 102 201 Fax: 913 104 032
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
Grupo 21
UNE-HD 60364-5-54
-2-
INTRODUCCIÓN NACIONAL Esta norma UNE constituye una revisión técnica de la Norma UNE 20460-5-54:1990. El cambio de código y título responde a la necesidad de alinear la codificación y título nacional con el de los correspondientes documentos de referencia europeo (HD 60364-5-54:2007) e internacional (IEC 60364-5-54:2002, modificada). Como consecuencia de este cambio de código, dentro de este documento podrían aparecer referencias a otras partes de la serie HD 60364 cuya edición en vigor mantiene aún la codificación UNE 20460 bajo el título general “Instalaciones eléctricas en edificios”. Dado que el Documento de Armonización HD 60364 ha variado la estructura de apartados con respecto al HD 384 (UNE 20460), está prevista la elaboración de un Informe UNE que recoja la correspondencia entre los apartados de las distintas partes de la serie UNE 20460 y de la serie UNE-HD 60364.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
DOCUMENTO DE ARMONIZACIÓN DOCUMENT D'HARMONISATION HARMONISIERUNGSDOKUMENT HARMONIZATION DOCUMENT
HD 60364-5-54 Febrero 2007
ICS 29.020; 91.140.50
Sustituye al HD 384.5.54 S1:1988
Versión en español
Instalaciones eléctricas de baja tensión Parte 5-54: Selección e instalación de los equipos eléctricos Puesta a tierra, conductores de protección y conductores de equipotencialidad (IEC 60364-5-54:2002, modificada)
Low-voltage electrical installations. Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment. Earthing arrangements, protective conductors and protective bonding conductors. (IEC 60364-5-54:2002, modified).
Installations électriques à basse tension. Partie 5-54: Choix et mise en œuvre des matériels électriques. Mises à la terre, conducteurs de protection et conducteurs d'équipotentialité de protection. (CEI 60364-5-54:2002, modifiée).
Errichten von Niederspannungsanlagen. Teil 5-54: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel. Erdungsanlagen, Schutzleiter und Schutzpotentialausgleichsleiter. (IEC 60364-5-54:2002, modifiziert).
Este Documento de Armonización ha sido adoptado por CENELEC el 2006-06-01. Los miembros de CENELEC están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones para la adopción de este Documento de Armonización a nivel nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en la Secretaría Central de CENELEC, o a través de sus miembros. Este Documento de Armonización existe en tres versiones oficiales (inglés, francés y alemán). Los miembros de CENELEC son los comités electrotécnicos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Bulgaria, Croacia, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Rumanía, Suecia y Suiza.
CENELEC COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN ELECTROTÉCNICA European Committee for Electrotechnical Standardization Comité Européen de Normalisation Electrotechnique Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung SECRETARÍA CENTRAL: Avenue Marnix, 17-1000 Bruxelles © 2007 CENELEC. Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CENELEC.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
-4-
PRÓLOGO El texto de la Norma IEC 60364-5-54:2002, preparado por el Comité Técnico TC 64, Instalaciones eléctricas y protección contra los choques eléctricos, de IEC, junto con las modificaciones comunes preparadas por el Subcomité SC 64A, Protección contra los choques eléctricos, del Comité Técnico TC 64, Instalaciones eléctricas y protección contra los choques eléctricos, de CENELEC, fue sometido a voto formal y fue aprobado por CENELEC como Documento de Armonización HD 60364-5-54 el 2006-06-01. Este documento de armonización sustituye al Documento de Armonización HD 384.5.54 S1:1988 + corrigendum de diciembre de 2005. Se fijaron las siguientes fechas: − Fecha límite en la que el documento de armonización debe anunciarse a nivel nacional
(doa)
2006-12-01
− Fecha límite en la que el documento de armonización debe adoptarse a nivel nacional por publicación de una norma nacional equivalente o por ratificación
(dop)
2007-09-01
− Fecha límite en la que deben retirarse las normas nacionales divergentes con este documento de armonización
(dow)
2009-06-01
Los anexos ZA, ZB, ZC y ZD han sido añadidos por CENELEC. Las modificaciones comunes se han incluido en el texto de esta norma indicándose con una línea vertical en el margen izquierdo del texto.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
-5-
HD 60364-5-54:2007
ÍNDICE Página INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 6 541 541.1 541.2 541.3
GENERALIDADES ............................................................................................................... 6 Objeto y campo de aplicación................................................................................................ 6 Normas para consulta ............................................................................................................ 6 Términos y definiciones ......................................................................................................... 6
542 542.1 542.2 542.3 542.4
DISPOSICIONES DE PUESTA A TIERRA ....................................................................... 8 Requisitos generales ............................................................................................................... 8 Tomas de tierra....................................................................................................................... 8 Conductores de tierra .......................................................................................................... 10 Borne principal de tierra ..................................................................................................... 11
543 543.1 543.2 543.3 543.4 543.5 543.6 543.7
CONDUCTORES DE PROTECCIÓN .............................................................................. 11 Secciones mínimas ................................................................................................................ 11 Tipos de conductores de protección .................................................................................... 13 Continuidad eléctrica de los conductores de protección ................................................... 14 Conductores PEN ................................................................................................................. 14 Puesta a tierra de protección y funcional combinadas ...................................................... 15 Disposición de los conductores de protección .................................................................... 15 Conductores de protección reforzados para corrientes de fuga superiores a 10 mA ..... 15
544 544.1 544.2
CONDUCTORES DE EQUIPOTENCIALIDAD ............................................................. 15 Conductores de equipotencialidad para la conexión al borne principal de tierra .......... 15 Conductores de equipotencialidad para protección suplementaria ................................. 16
ANEXO A (Normativo)
MÉTODO DE DETERMINACIÓN DEL FACTOR k EN EL APARTADO 543.1.2 (Véanse también las Normas IEC 60724 e IEC 60949) ........................................................................................... 17
ANEXO B (Informativo)
ILUSTRACIÓN DE UNA DISPOSICIÓN DE PUESTA A TIERRA, CONDUCTORES DE PROTECCIÓN Y CONDUCTORES DE EQUIPOTENCIALIDAD............................... 20
ANEXO ZA (Informativo) GUÍA DE MÉTODOS DE CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE LOS ELECTRODOS DE TIERRA ................... 22 ANEXO ZB (Informativo) INSTALACIÓN DE ELECTRODO DE TIERRA – ELECTRODOS DE TIERRA DE CIMENTACIÓN ......................... 27 ANEXO ZC (Normativo)
CONDICIONES NACIONALES ESPECIALES ............................... 28
ANEXO ZD (Informativo) DESVIACIONES TIPO A .................................................................... 32 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................... 34
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
-6-
INTRODUCCIÓN La numeración de los capítulos es secuencial precedida por el número de la parte (por ejemplo, 541). La numeración de las figuras y de las tablas consta del nº de la parte seguido de una cifra en orden secuencial, es decir, tabla 54.1, tabla 54.2, etc. La numeración de las tablas y las figuras en los anexos consta de la letra del anexo seguida por el número de la parte y la cifra secuencial correspondiente, por ejemplo, A.54.1, A.54.2, etc. 541 GENERALIDADES 541.1 Objeto y campo de aplicación Esta parte del Documento de Armonización HD 60364 se refiere a las puestas a tierra, conductores de protección y conductores de equipotencialidad con el fin de satisfacer la seguridad de la instalación eléctrica. 541.2 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 60702-1 Cables con aislamiento mineral de tensión asignada no superior a 750 V y sus conexiones. Parte 1: Cables. (IEC 60702-1). EN 61140 Protección contra los choques eléctricos. Aspectos comunes a las instalaciones y a los equipos. (IEC 61140). EN 61534-1 Sistemas de canalización eléctrica prefabricada. Parte 1: Requisitos generales. (IEC 61534-1). 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 384.4.442:1997 Instalaciones eléctricas en edificios. Parte 4: Protección para garantizar la seguridad. Capítulo 44: Protección contra las sobretensiones. Sección 442: Protección de las instalaciones de baja tensión contra los defectos a tierra en las instalaciones de alta tensión. (IEC 60364-4-442:1993 + A1:1995, relacionada). HD 384.5.51 S2:1996 Instalaciones eléctricas en edificios. Parte 5: Selección e instalación de los materiales eléctricos. Capítulo 51. Reglas comunes. (IEC 60364-5-51:1994, mod.) IEC 60050-195 Vocabulario Electrotécnico Internacional (VEI). Parte 195: Puesta a tierra y protección contra choques eléctricos. IEC 60050-826 Vocabulario Electrotécnico Internacional (VEI). Parte 826: Instalaciones eléctricas. IEC 60724 Límites de temperatura de cortocircuito en cables eléctricos de tensión asignada de 1 kV (Um = 1,2 kV) a 3 kV (Um =3,6 kV). IEC 60949 Cálculo de las intensidades de cortocircuito térmicamente admisibles, teniendo en cuenta los efectos del calentamiento no adiabático. R064-004:1999 Instalaciones eléctricas en edificios. Protection against electromagnetic interferences (EMI) in installations of buildings (IEC 60364-4-444:1996, mod.). 541.3 Términos y definiciones Para los fines de esta parte del Documento de Armonización HD 60364, se aplican los términos y definiciones incluidos en la Norma EN 61140 además de los siguientes, extraídas de las Normas IEC 60050-195 e IEC 60050-826.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
-7-
HD 60364-5-54:2007
Las definiciones utilizadas para las puestas a tierra, conductores de protección y conductores de equipotencialidad están representadas por las figuras del anexo B y referenciadas a continuación: 541.3.1 parte conductora accesible (masa): Parte conductora de un equipo susceptible de ser tocado y que no está normalmente en tensión, pero puede ponerse cuando falla el aislamiento principal. [VEI 195-06-10] 541.3.2 borne principal de tierra: Borne o barra que forma parte del dispositivo de puesta a tierra de una instalación, y que garantiza la conexión eléctrica de un cierto número de conductores para los fines de la puesta a tierra. [VEI 195-02-33] 541.3.3 toma (electrodo) de tierra: Parte conductora, que puede estar incorporada en un medio conductor particular, por ejemplo hormigón, en contacto eléctrico con la tierra. [VEI 195-02-01] 541.3.4 conductor de protección: Conductor previsto con fines de seguridad, por ejemplo protección contra choques eléctricos. [VEI 195-02-09] 541.3.5 conductor de equipotencialidad: Conductor de protección previsto para realizar una conexión equipotencial de protección. [VEI 195-02-10] 541.3.6 conductor de (puesta a) tierra: Conductor que asegura un camino conductor, o una parte del mismo, entre un punto dado de una red, de una instalación, o de un equipo y una toma de tierra. [VEI 195-02-03] NOTA En esta parte del Documento de Armonización HD 60364, el conductor de tierra realiza la conexión entre el electrodo de tierra y la conexión equipotencial principal, generalmente el borne principal de tierra.
541.3.7 parte conductora externa: Parte conductora que no forma parte de la instalación eléctrica y capaz de introducir un potencial eléctrico, generalmente el de una tierra local. [VEI 195-06-11] 541.3.8 electrodo de tierra de cimentación: Parte conductora enterrada en el terreno bajo los cimientos de un edificio o, preferentemente embebido en el hormigón de los cimientos del edificio, generalmente en forma de bucle cerrado. [VEI 826-13-08]
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
-8-
542 DISPOSICIONES DE PUESTA A TIERRA 542.1 Requisitos generales 542.1.1 Las disposiciones de puesta a tierra pueden ser utilizadas a la vez o separadamente por razones de protección y razones funcionales según las exigencias de la instalación eléctrica. Deben ser prioritarias siempre las prescripciones relativas a la protección. 542.1.2 Si están previstas las tomas de tierra, deberán estar conectadas al borne principal de tierra por medio de un conductor de tierra. 542.1.3 Cuando el suministro a una instalación es de alta tensión, la protección contra faltas entre el suministro de alta tensión y tierra deberá estar previsto de acuerdo con lo especificado en el Documento de Armonización HD 384.4.442. 542.1.4 Los requisitos que se refieren a las disposiciones de puesta a tierra están destinados a realizar una conexión a tierra: – segura y apropiada a las prescripciones de protección de la instalación; – que pueda evacuar las corrientes de falta a tierra y las corrientes en el conductor de protección a tierra sin riesgos de esfuerzos térmicos, termomecánicos ni electromecánicos peligrosos ni de choques eléctricos debidos a estas corrientes; – que proporcione robustez y protección mecánica y la apropiada robustez contra la corrosión con respecto a las influencias externas estimadas (véase el Documento de Armonización HD 384.5.51); – apropiada también a las prescripciones funcionales, cuando sea necesario. 542.2 Tomas de tierra 542.2.1 Los materiales y las dimensiones de las tomas de tierra deben ser elegidas de forma que resistan a la corrosión y presenten una resistencia mecánica apropiada. Para nuevos edificios, la instalación de un electrodo de tierra de cimentación es fuertemente recomendada. Cuando este electrodo está embebido en hormigón para evitar la corrosión, se recomienda también una cierta calidad del hormigón y mantener una distancia de 5 cm como mínimo entre el electrodo de tierra y la superficie de hormigón. Para los materiales comúnmente utilizados, las dimensiones mínimas habituales frente a la corrosión y la resistencia mecánica para electrodos de tierra enterrados directamente en el terreno vienen dadas en la tabla 54.1. NOTA Si está presente un sistema de protección frente al rayo, se aplicará lo especificado en la Norma EN 62305-1.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
-9-
HD 60364-5-54:2007
Tabla 54.1 – Dimensiones mínimas de las tomas de tierra de materiales corrientemente utilizados por su resistencia a la corrosión y su resistencia mecánica en el caso de enterramiento en el terreno Dimensiones mínimas Material
Superficie
Forma
Diámetro
Cobre
Galvanizado en caliente a o inoxidable a, b
Espesor
Valor individual
Valor medio
mm2
mm
μm
μm
c
90
3
63
70
Perfiles
90
3
63
70
63
70
mm Acero
Sección
Espesor del revestimiento/ recubrimiento
Banda
Pica redonda para electrodos profundos
16
Alambre redondo para electrodo de superficie g
10
Conducto
25
Envolvente de cobre
Pica redonda para electrodos profundos
15
2000
Con cobre depositado por electrolisis
Pica redonda para electrodos profundos
14
90
100
Desnudo a
Banda
1
5
20
40
25
1,8 para cada filamento
Conducto Revestido de estaño
Cordón
Revestido de zinc
Banda d
2
50
Alambre redondo para electrodo de superficie g Cordón
50e
55
2 f
25
20 1,8 para cada filamento
47
2 25
50
2
a
Puede también ser utilizado para las tomas de tierra destinadas para ser embebidas en el hormigón.
b
No se aplica revestimiento.
c
Arrollado en banda o hendido en banda con rebordes redondeados.
d
Banda con bordes redondeados.
e
En el caso de revestimientos continuos por baño, solamente es técnicamente realizable actualmente un espesor de 50 μm.
f
Cuando la experiencia muestra que el riesgo de corrosión y de daños mecánicos es muy pequeño, puede utilizarse una sección de 16 mm2.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 10 -
542.2.2 La eficacia de cualquier toma de tierra depende de las condiciones locales del terreno. Una o varias tomas de tierra deberán seleccionarse dependiendo de las condiciones del terreno y de la impedancia a tierra requerida. 542.2.3 Se reconocen los siguientes tipos de electrodos de tierra: – picas o tubos de tierra; – cintas (desnudas) o alambres de tierra; – placas de tierra; – estructuras subterráneas metálicas embebidas en los cimientos; – soldadura metálica reforzada en hormigón (excepto hormigón pretensado) embebido en tierra; – cubiertas metálicas u otros revestimientos metálicos según las condiciones o requisitos locales; – otras obras metálicas enterradas según las condiciones o requisitos locales. 542.2.4 Durante la elección del tipo de toma de tierra y de su profundidad de enterramiento, debe tenerse en cuenta las condiciones y los reglamentos locales con el fin de que la sequía y el hielo hagan improbable el aumento de la resistencia del electrodo de tierra por encima de un valor que no garantice las medidas de protección contra los choques eléctricos (véase el Documento de Armonización HD 60364-4-41). 542.2.5 Debe prestarse atención a la corrosión electrolítica cuando se utilicen materiales diferentes en una instalación de puesta a tierra. NOTA Se llama la atención sobre el hecho de que los electrodos de tierra de cimentación hechos con acero embebido en hormigón, tienen un potencial electroquímico como cobre en tierra.
542.2.6 Las canalizaciones metálicas de distribución de líquidos inflamables o de gas no deben ser utilizadas como tomas de tierra. NOTA Esta prescripción no excluye la unión equipotencial de protección de estos servicios conforme con lo especificado en el Documento de Armonización HD 60364-4-41.
542.2.7 Estructuras malladas subterráneas embebidas en cimentaciones y refuerzos metálicos en hormigón que se usan como electrodos de tierra, deben estar conectados de forma segura entre el punto de conexión del conductor de tierra y el fondo de la estructura mallada subterránea o refuerzo metálico. La conexión debe estar soldada o con adecuados conectores mecánicos. El punto de conexión del conductor de tierra debe ser accesible. 542.2.8 Un electrodo de tierra no debe consistir en un objeto metálico sumergido en agua. NOTA Electrodos de tierra directamente en agua pueden conducir a los siguientes riesgos: –
secado;
–
personas en contacto con el agua durante una falta eléctrica.
542.3 Conductores de tierra 542.3.1 Los conductores de tierra deben satisfacer las prescripciones del apartado 543.1 y siempre que estén enterrados, su sección debe elegirse de acuerdo con la tabla 54.2. En el esquema TN, si la corriente de falta que circula en la toma de tierra es pequeña, el conductor de tierra puede ser dimensionado conforme con lo especificado en el apartado 544.1.1.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 11 -
HD 60364-5-54:2007
Tabla 54.2 – Secciones mínimas de los conductores de tierra enterrados
Conductor enterrado
Sección mínima en mm2 Protegidas contra daños mecánicos
Sección mínima en mm2 No protegidas contra daños mecánicos
Cobre
Acero
Cobre
Acero
Protegido contra corrosión
2,5
10
16
16
No protegido contra corrosión
25
50
25
50
NOTA Cuando la protección mecánica contra impactos no resiste 5 J de energía de impacto o equivalente (por ejemplo un fuerte grado de protección para conductos de acuerdo con la Norma EN 61386-1), el conductor de tierra está considerado como mecánicamente desprotegido.
542.3.2 La unión de un conductor de tierra a una toma de tierra debe ser cuidadosamente realizada y eléctricamente satisfactoria. Esta conexión debe estar realizada por soldadura exotérmica, por conectores a presión, fijaciones u otros conectores mecánicos. Los conectores mecánicos deben ser instalados según las instrucciones del fabricante. Si se utiliza una fijación, ésta no debe dañar al electrodo de tierra o al conductor de tierra. NOTA Los dispositivos de conexión o de fijación que reposan sobre la propia soldadura no aportan una robustez mecánica apropiada.
542.4 Borne principal de tierra 542.4.1 En toda instalación donde está prevista una conexión equipotencial, debe estar previsto un borne principal de tierra con el fin de conectar los conductores siguientes: – los conductores de equipotencialidad; – los conductores de tierra; – los conductores de protección; – los conductores de puesta a tierra funcional eventuales. NOTA 1 No debe intentarse conectar cada conductor de protección individual al borne principal de tierra cuando están conectados a este borne por medio de otros conductores de protección. NOTA 2 El borne principal de tierra del edificio puede generalmente ser usado con propósitos de tierra funcional. Para información con fines tecnológicos es entonces considerado como el punto de conexión de los electrodos de malla a tierra.
542.4.2 Cada conductor conectado al borne principal de tierra debe poder ser desconectado individualmente. Esta conexión debe ser segura y desmontable solamente por medio de una herramienta. NOTA Este dispositivo de desconexión puede estar oportunamente combinado con el borne principal de tierra para permitir medir la resistencia de la toma de tierra.
543 CONDUCTORES DE PROTECCIÓN 543.1 Secciones mínimas 543.1.1 La sección de cada conductor de protección debe satisfacer las condiciones de corte automático de la alimentación especificada en el capítulo 411 del Documento de Armonización HD 60364-4-41 y ser capaz de soportar las corrientes de falta esperadas. La sección, o se calcula conforme a lo especificado en el apartado 543.1.2, o se elige conforme a la tabla 54.3. En los dos casos deben ser aplicadas las especificaciones del apartado 543.1.3.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 12 -
Los bornes para conductores de protección deben poder aceptar los conductores de dimensiones prescritas en este apartado. Tabla 54.3 – Sección mínima de los conductores de protección Sección mínima de los conductores de protección correspondientes mm2
Sección de los conductores de fase S mm2
Si el conductor de protección es del mismo material que el conductor de fase
Si el conductor de protección no es del mismo material que el conductor de fase
S ≤ 16
S
k1 ×S k2
16 < S ≤ 35
16 a
k1 × 16 k2
S > 35
Sa 2
k1 S × k2 2
donde k1 es el valor de k para el conductor de fase, derivado de la fórmula en anexo A o de la tabla 43A del Documento de Armonización HD 384.4.43 conforme con el material del conductor y su aislamiento; k2 es el valor de k del conductor de protección elegido según se especifica en las tablas A.54.2 a A.54.6. a
Para el conductor PEN, la reducción de la sección se permite solamente de acuerdo con las reglas del dimensionamiento del conductor neutro (véase lo especificado en el Documento de Armonización HD 384.5.52).
En el esquema TT la sección del conductor de protección puede ser limitada a: – 25 mm2 de cobre; – 35 mm2 de aluminio; procurando que los electrodos de tierra y el abastecimiento del neutro y de las partes conductoras expuestas sean eléctricamente independientes. 543.1.2 La sección de los conductores de protección debe ser como mínimo igual a la determinada:
– ya sea por la Norma IEC 60949; – o bien por medio de la fórmula siguiente que se aplica solamente para tiempos de corte no superiores a 5 s:
S=
I 2t k
donde
S
es la superficie de la sección en mm2;
I
es el calor eficaz de la corriente de falta esperada que puede atravesar el dispositivo de protección por un defecto de impedancia despreciable, en A (véase la Norma IEC 60949);
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 13 -
t
HD 60364-5-54:2007
es el tiempo de funcionamiento del dispositivo de protección por corte automático en s; NOTA 1 Se recomienda tener en cuenta los efectos de limitación de la corriente de las impedancias del circuito y la capacidad de limitación I2 t del dispositivo de protección.
k
el factor cuyo valor depende de la naturaleza del conductor de protección, del aislamiento y otras partes, y de las temperaturas inicial y final (para la determinación de k, véase el anexo A).
Si la aplicación de la fórmula conduce a secciones no normalizadas, deberá utilizarse el conductor que tenga la sección normalizada cercana más grande. NOTA 2 Para limitaciones de temperatura de instalaciones en atmósferas explosivas, véase la Norma IEC 60079-0. NOTA 3 Como las cubiertas metálicas de los cables con aislamiento mineral conformes con la Norma IEC 60702-1 tienen un aguante a las faltas superiores al de los conductores de fase, no es necesario calcular la sección de las cubiertas metálicas cuando se utilizan como conductores de protección.
543.1.3 La sección de todo conductor de protección que no forma parte de un cable o que no está colocado con los conductores de fase en una envolvente común debe tener una sección como mínimo de:
– 2,5 mm2 Cu o 16 mm2 Al si está prevista la protección contra daños mecánicos; – 4 mm2 Cu o 16 mm2 Al si no está prevista la protección contra daños mecánicos. 543.1.4 Si un conductor de protección es común a dos o más circuitos, su sección debe estar dimensionada como sigue:
– calculada conforme a lo especificado en el apartado 543.1.2, para la corriente de falta esperada y el tiempo de funcionamiento más desfavorable para el circuito considerado; o – escogida según lo indicado en la tabla 54.3 de forma que se haga corresponder a la sección del conductor de fase la más elevada de los circuitos. 543.2 Tipos de conductores de protección 543.2.1 Pueden ser utilizados como conductores de protección:
– los conductores en los cables multiconductores; – los conductores aislados o desnudos que pasan en una envolvente común con los conductores activos; – los conductores desnudos o aislados fijados en la instalación; – las cubiertas metálicas de los cables, de las pantallas de cables, de las armaduras de cables con hilos trenzados, de conductores concéntricos, de conductores metálicos, según las condiciones enunciadas en el apartado 543.2.2. a) y b). NOTA Véase el apartado 543.6 para sus disposiciones.
543.2.2 Cuando la instalación incluye equipos bajo envolventes metálicas tales como conjuntos de aparamenta de baja tensión o canalizaciones prefabricadas, estas envolventes metálicas o sus armazones pueden ser utilizadas como conductores de protección si satisfacen simultáneamente las tres condiciones siguientes:
a) su continuidad eléctrica debe ser realizada por construcción o por conexión apropiada, de forma que la protección contra los deterioros mecánicos, químicos ó electroquímicos esté garantizada; b) son conformes con las especificaciones del apartado 543.1; c) permiten la conexión de otros conductores de protección con toda derivación predeterminada.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 14 -
543.2.3 No se admite la utilización de los siguientes elementos metálicos como conductores de protección o de equipotencialidad de protección:
– canalizaciones metálicas de agua; – canalizaciones que contienen gases o líquidos inflamables; – partes que pertenecen a la construcción sometidas a esfuerzos mecánicos en servicio normal; – conductos metálicos flexibles o curvables, a menos que estén diseñados para tal propósito; – partes metálicas flexibles; – cables fiadores; – bandejas y escaleras de cables. 543.3 Continuidad eléctrica de los conductores de protección 543.3.1 Los conductores de protección deben estar convenientemente protegidos contra los deterioros mecánicos, químicos o electroquímicos y contra las fuerzas electrodinámicas y termodinámicas. 543.3.2 Las conexiones en los conductores de protección deben ser accesibles para inspección y ensayos, con excepción:
– de las conexiones con relleno de pasta aislante; – de las juntas empotradas; – conexiones en conductos metálicos y en sistemas de canalizaciones prefabricadas; – de las juntas que pertenecen al equipo y satisfacen las normas de los materiales. 543.3.3 Ninguna aparamenta debe estar insertada en el conductor de protección, pero sí pueden utilizarse conexiones que para los ensayos pueden ser desmontadas por medio de una herramienta. 543.3.4 Cuando se utiliza un dispositivo de control de continuidad de tierra, no deben estar insertados dispositivos especiales en serie en los conductores de protección (por ejemplo, sensores de maniobra, arrollamientos). 543.3.5 Las masas de los equipos no deben ser utilizadas para formar parte del circuito de protección de otro equipo, con excepción del caso indicado en el apartado 543.2.2. 543.4 Conductores PEN 543.4.1 Un conductor PEN no puede ser utilizado más que en las instalaciones fijas y, por razones mecánicas, debe tener una sección mínima igual a 10 mm2 de cobre o de 16 mm2 de aluminio. 543.4.2 El conductor PEN deberá estar aislado para la tensión nominal del sistema.
Las envolventes metálicas de canalizaciones no deben usarse como conductores PEN, excepto para canalizaciones eléctricas prefabricadas conforme a lo especificado en la Norma EN 61534-1. NOTA El uso de un conductor PEN aislado o no aislado dentro del equipo, por ejemplo interruptor, debería ser considerado por el correspondiente comité técnico, teniendo en cuenta la relevante influencia de la CEM que puede esperarse en la instalación eléctrica.
543.4.3 Si a partir de un punto cualquiera de la instalación, el conductor de protección y el conductor neutro están separados, no se permite unir el conductor neutro a tierra (por ejemplo, un conductor de protección que sale del conductor PEN). Sin embargo, se permite separar el conductor PEN en más de un conductor neutro y en más de un conductor de protección. Respecto a la separación, debe preverse bornes o barras separadas para los conductores de protección y neutro. En este caso, el conductor PEN debe estar unido al borne o a la barra prevista para el conductor de protección.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 15 -
HD 60364-5-54:2007
543.4.4 Las partes conductoras externas no deben ser utilizadas como conductores PEN. 543.5 Puesta a tierra de protección y funcional combinadas 543.5.1 Si se utiliza un conductor de puesta a tierra de protección y funcional combinados, éste debe satisfacer las prescripciones relativas al conductor de protección. Además, debe también satisfacer las prescripciones funcionales adecuadas (véase el Informe R064-004).
Un conductor de retorno en corriente continua PEL o PEM de una alimentación de protección de equipos de tratamiento de la información puede ser utilizado como conductor de puesta a tierra de protección y funcional combinadas. 543.5.2 Las partes conductoras externas no deben ser utilizadas como conductores PEL o PEM. 543.6 Disposición de los conductores de protección
Si se utilizan dispositivos de protección contra sobreintensidades para la protección contra choques eléctricos, el conductor de protección debe incorporarse en la misma canalización que contiene los conductores activos o debe estar situado en la proximidad inmediata. 543.7 Conductores de protección reforzados para corrientes de fuga superiores a 10 mA
Para los equipos de utilización destinados a ser conectados de forma permanente y con corriente de fuga superior a 10 mA, los conductores de protección reforzados deben estar diseñados como sigue: – el conductor de protección debe tener una sección como mínimo de 10 mm2 de cobre o de 16 mm2 de aluminio para el conjunto de su recorrido; NOTA 1 El conductor PEN conforme con lo especificado en el apartado 543.4 satisface esta prescripción.
– o un segundo conductor de protección de sección como mínimo igual a la requerida para la protección contra contactos indirectos debe ser instalado hasta el punto donde el conductor de protección presente una sección no inferior a 10 mm2 de cobre o 16 mm2 de aluminio. Ello supone que el aparato posee un borne separado para un segundo conductor de protección; NOTA 2 En el esquema TN-C con combinación del conductor neutro y del conductor de protección (conductor PEN) hasta los bornes de los equipos, la corriente en el conductor de protección puede ser considerada como una corriente de carga. NOTA 3 Los equipos de utilización que presentan normalmente corrientes elevadas en el conductor de protección pueden no ser compatibles con las instalaciones que incluyen dispositivos de protección con corriente diferencial residual.
544 CONDUCTORES DE EQUIPOTENCIALIDAD 544.1 Conductores de equipotencialidad para la conexión al borne principal de tierra 544.1.1 La sección de los conductores de equipotencialidad tales como los previstos en el apartado 411.3.1.2 del Documento de Armonización HD 60364-4-41 y que están conectados al borne principal de tierra según lo especificado en el apartado 542.4 no deben ser inferiores a:
– 6 mm2 de cobre; o – 16 mm2 de aluminio; o – 50 mm2 de acero.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 16 -
544.2 Conductores de equipotencialidad para p protección suplementaria 544.2.1 Un conductor de equipotencialidad que une dos masas debe tener una sección no inferior a la más pequeña de los conductores de protección unidos a estas masas (véase la figura 544A). Un conductor de equippotencialidad que no forma parte de un cable se considera que esttá mecánicamente protegido situándolo en un conductoo, canal, moldura o si está protegido de forma similar.
Leyenda M 1, M 2
Masa
SPE1, SPE2
Sección transversal del conductor de equippotencialidad
Sb
Sección transversal del conductor de equippotencial para protección suplementaria
Figura 544 A – Coonductores de equipotencialidad entre dos masas 544.2.2 Un conductor de equipotencialidaad que une una masa a una parte conductora externa debe tener una conductancia no inferior a la mitad de la correspondiente c a la sección del conductor de protecciión conectado a esta masa. Un conductor de equipotencialidad que no forma parte de un cable se considera que está mecánicamente protegido situándolo en un conducto, canal, moldura o si está protegido de forma similar.
(*) con un mínimo de: –
2,5 mm2 de Cu si los conductores están protegidos mecánicamente,
–
4 mm2 de Cu si los conductores no están mecánicam mente protegidos.
Leyenda M
Masa
SPE
Sección transversal del conductor de equipotenncialidad
Sb
Sección transversal del conductor de equipotenncialidad para protección suplementaria
Figura 544 B – Conductoress de equipotencialidad entre una masa M y una estru uctura 544.2.3 Para la sección mínima de los conductores de equipotencialidad para protección suplementaria estos conductores deben satisfacer lo especificadoo en el apartado 543.1.3.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 17 -
HD 60364-5-54:2007
ANEXO A (Normativo) MÉTODO DE DETERMINACIÓN DEL FACTOR k EN EL APARTADO 543.1.2 (Véanse también las Normas IEC 60724 e IEC 60949)
El factor k se determina por medio de la fórmula:
k=
Qc ( β + 20 º C )
ρ 20
θ − θi ln 1 + f β + θi
donde Qc
es la capacidad volumétrica del calor del material conductor (J/ºC mm3) a 20 ºC;
β
es la inversa del coeficiente de temperatura de la resistividad a 0 ºC del conductor, (ºC);
ρ20
es la resistividad eléctrica del material conductor a 20 ºC, (Ω mm);
θi
es la temperatura inicial del conductor, (ºC);
θf
la temperatura final del conductor, (ºC). Tabla A.54.1 – Valores de los parámetros para diversos materiales
Qc ( β + 20 º C ) Material
βa ºC
Qc b J/ºC mm3
ρ20 Ω mm
ρ20
A
( s)
mm 2
Cobre Aluminio Plomo Acero
234,5 228 230 202
a
Valores tomados de la tabla 1 de la Norma IEC 60287-1-1.
b
Valores tomados de la tabla E2 de la Norma IEC 60853-2.
3,45 × 10-3 2,5 × 10-3 1,45 × 10-3 3,8 × 10-3
17,241 × 10-6 28,264 × 10-6 214 × 10-6 138 × 10-6
226 148 41 78
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 18 -
Tabla A.54.2 – Valores de k para los conductores de protección aislados no incorporados a los cables y no agrupados con otros cables
Aislamiento del conductor
Inicial
70 ºC PVC 90 ºC PVC 90 ºC termoestable (XLPE, EPR) 60 ºC goma 85 ºC goma Goma-Silicona
Material del conductor
Temperatura ºC b
Cobre
Final
Acero
Valores de k a
160/140 160/140 a 250 200 220 350
30 30 30 30 30 30
Aluminio a
143/133 143/133 a 176 159 166 201
a
El valor más pequeño se aplica a los conductores aislados con PVC de sección superior a 300 mm2.
b
Los límites de temperatura para diversos tipos de aislamiento se dan en la Norma IEC 60724.
c
Para el cálculo de k, véase la fórmula al comienzo de este anexo.
c
95/88 a 95/88 a 116 105 110 133
52/49 a 52/49 a 64 58 60 73
Tabla A.54.3 – Valores de k para conductores de protección desnudos en contacto con la cubierta del cable pero no agrupado con otros cables
Cubierta del cable
PVC Polietileno CSP (goma resistente al aceite)
Material del conductor
Temperatura ºC a
Cobre
Inicial
Final
30 30 30
200 150 220
Aluminio
Acero
Valores de k
159 138 166
a
Los límites de temperatura para diversos tipos de aislamiento se dan en la Norma IEC 60724.
b
Para el cálculo de k, véase la fórmula al comienzo de este anexo.
b
58 50 60
105 91 110
Tabla A.54.4 – Valores de k para conductores de protección incorporados en un cable, o agrupados con otros cables o conductores aislados
Aislamiento del conductor
Inicial
70 ºC PVC 90 ºC PVC 90 ºC Termoestable (XLPE, EPR) 60 ºC goma 85 ºC goma Goma-Silicona
Material del conductor
Temperatura ºC
70 90 90 60 85 180
Cobre
Aluminio
Final
Valores de k a
160/140 160/140 a 250 200 220 350
a
115/103 100/86 a 143 141 134 132
a
El valor más pequeño se aplica a los conductores aislados con PVC de sección superior a 300 mm2.
b
Los límites de temperatura para los diversos tipos de aislamiento se dan en la Norma IEC 60724.
c
Para el cálculo de k, véase la fórmula al comienzo de este anexo.
76/68 a 66/57 a 94 93 89 87
Acero c
42/37 a 36/31 a 52 51 48 47
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 19 -
HD 60364-5-54:2007
Tabla A.54.5 – Valores de k para conductores de protección como una capa metálica de un cable, por ejemplo armadura, cubierta metálica, conductor concéntrico, etc. Material del conductor
Temperatura ºC a
Aislamiento del cable
Cobre
Inicial
Final
60 80 80 55 75 70 105
200 200 200 200 220 200 250
70 ºC PVC 90 ºC PVC 90 ºC Termoestable (XLPE, EPR) 60 ºC goma 85 ºC goma PVC con recubrimiento mineral b Mineral desnudo
Aluminio
Plomo
Valores de k
93 85 85 95 93 – –
141 128 128 144 140 135 135
Acero
c
26 23 23 26 26 – –
51 46 46 52 51 – –
a
Los límites de temperatura para los diversos tipos de aislamiento se dan en la Norma IEC 60724.
b
Este valor debe igualmente ser utilizado para los conductores desnudos que tocarían o estarían en contacto con un material combustible.
c
Para el cálculo de k, véase la fórmula al comienzo de este anexo.
Tabla A.54.6 – Valores de k para conductores desnudos que no corren riesgo de dañar los materiales próximos para las temperaturas indicadas Material del conductor Cobre
Aluminio
Acero
Condiciones
Temperatura inicial ºC
Valor de k
Temperatura Temperatura Temperatura Valor de Valor de máxima máxima máxima k k ºC ºC ºC
Visibles y en zonas restringidas
30
228
500
125
300
82
500
Condiciones normales
30
159
200
105
200
58
200
Riesgo de incendio
30
138
150
91
150
50
150
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 20 -
ANEXO B (Informativo) ILUSTRACIÓN DE UNA DISPOSICIÓ ÓN DE PUESTA A TIERRA, CONDUCTORES DE E PROTECCIÓN Y CONDU UCTORES DE EQUIPOTENCIALIDAD
NOTA El riesgo de corrosión electroquímica de un eleectrodo de tierra T2 debería ser tenido en cuenta eligiendo un materiall conveniente.
Figura B.54.1 – Puesta a tierra, cond ductores de protección y conexiones equipotenciales de protección
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 21 -
HD 60364-5-54:2007
Leyenda M
Parte conductora accesible (masa) Parte conductora de un equipo susceptible de ser tocado y que no está normalmente en tensión, pero puede ponerse cuando falla el aislamiento principal. [VEI 195-06-10]
C
Parte conductora externa Parte conductora que no forma parte de la instalación eléctrica y capaz de introducir un potencial eléctrico, generalmente el de una tierra local. [VEI 195-06-11]
C1
Canalización metálica de agua que provienen del exterior
C2
Canalización metálica de evacuación de aguas usadas que provienen del exterior
C3
Canalización metálica de gas con manguito aislante que proviene del exterior
C4
Aire acondicionado
C5
Sistema de calefacción
C6
Canalización metálica de agua, por ejemplo en un cuarto de baño
C7
Partes conductoras externas al alcance de masas
B
Borne principal de tierra Borne o barra que forma parte del dispositivo de puesta a tierra de una instalación, y que garantiza la conexión eléctrica de un cierto número de conductores para los fines de la puesta a tierra. [VEI 195-02-33]
T
Toma (electrodo) de tierra Parte conductora que puede estar incorporada en un medio conductor particular, por ejemplo hormigón, en contacto eléctrico con la tierra. [VEI 195-02-01]
T1
Cimentación del electrodo de tierra
T2
Electrodo de tierra para sistema de protección frente al rayo, si es necesario
LPS
Sistema de protección frente al rayo
PE
Junta de barra para conductor de protección
1
Conductor de protección Conductor previsto con fines de seguridad, por ejemplo protección contra choques eléctricos. [VEI 195-02-09]
2
Conductor de equipotencialidad Conductor de protección previsto para realizar una conexión equipotencial de protección. [VEI 195-02-10]
3
Conductor de equipotencialidad para protección suplementaria
4
Conductor de bajada de un sistema de protección frente al rayo
5
Conductor de (puesta a) tierra Conductor que asegura un camino conductor, o una parte del mismo, entre un punto dado de una red, de una instalación, o de un equipo y una toma de tierra. [VEI 195-02-03]
NOTA En esta parte del Documento de Armonización HD 60364, el conductor de tierra realiza la conexión entre el electrodo de tierra y la conexión equipotencial principal, generalmente el borne principal de tierra.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 22 -
ANEXO ZA (Informativo) GUÍA DE MÉTODOS DE CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE LOS ELECTRODOS DE TIERRA
ZA.1 Generalidades
La resistencia del electrodo de tierra depende de su dimensión, su forma y la resistividad del terreno en el cual está embebido. Esta resistividad es a menudo variable de un lugar a otro, y varia con la profundidad. Se recuerda que la resistividad de un terreno se expresa en Ω·m: numéricamente es la resistencia en Ω de un cilindro de 1 m2 de sección transversal y con 1 m de longitud. El aspecto de la superficie y vegetación puede dar algunas indicaciones sobre las más o menos favorables características de un terreno para la realización de una toma de tierra. Medidas sobre electrodos de tierra en terrenos similares proporcionan mejores indicaciones. La resistividad del terreno depende de su humedad y de su temperatura, variando ambos con las estaciones. La humedad misma está influenciada por la granulación del terreno y su porosidad. En la práctica aumenta la resistividad del terreno cuando la humedad decrece. Las capas de terreno donde las corrientes de agua discurren, porque se pueden encontrar próximas a los ríos, no pueden ser el lugar idóneo para la instalación de electrodos de tierra. Estas capas están de hecho compuestas de terreno pedregoso anegadas de agua y purificadas por la filtración natural resultando de una gran resistividad. Las picas profundas deberían estar embebidas para alcanzar los suelos más profundos con una mejor conductividad, si los hay. Los terrenos helados a muy bajas temperaturas incrementan su resistividad, que puede alcanzar varios miles de Ω·m en las capas heladas. El espesor de esta capa helada puede ser de hasta 1 m en algunas zonas. La sequedad también aumenta la resistividad del terreno. Los efectos de la sequía pueden alcanzar en algunas zonas más de 2 m de profundidad. Los valores alcanzados por la resistividad pueden ser del mismo orden que los alcanzados en las capas heladas. ZA.2 Resistividad del terreno
La tabla ZA.54A indica los valores de resistividad para diferentes tipos de terreno y la tabla ZA.54B indica que la resistividad puede variar en gran proporción para una misma naturaleza de terreno.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 23 -
HD 60364-5-54:2007
Tabla ZA.54A – Valores de resistividad del terreno Resistividad Ω·m
Naturaleza del terreno
De algunas unidades a 30 20 a 100 10 a 150 5 a 100
Terrenos pantanosos Aluvión Humus Turba húmeda Arcilla plástica Margas y arcillas compactas Margas del jurásico
50 100 a 200 30 a 40
Arena arcillosa Arena silícea Suelo pedregoso desnudo Suelo pedregoso cubierto de césped
50 a 500 200 a 3 000 1 500 a 3 000 300 a 500
Calizas blandas Calizas compactas Calizas agrietadas Pizarras Roca de mica y cuarzo
100 a 300 1 000 a 5 000 500 a 1 000 50 a 300 800
Granitos y gres Granitos y gres muy alterados
1 500 a 10 000 100 a 600
Para proporcionar una primera aproximación de la resistencia del electrodo de tierra pueden usarse los valores indicados en la tabla ZA.54B. El cálculo realizado con estos valores dará solo un resultado muy aproximado de la resistencia del electrodo de tierra. La medida de esta resistencia permite una estimación promedio del valor de la resistividad de las condiciones locales del terreno. Tabla ZA.54B – Valores medios de la resistividad del terreno Naturaleza del terreno
Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes compactos y húmedos Terrenos cultivables poco fértiles, grava, terraplenes agrestes Suelos pedregosos desnudos, arenas secas, rocas impermeables
Valor medio de la resistividad Ω·m
50 500 3 000
ZA.3 Electrodos de tierra especialmente instalados ZA.3.1 Partes principales
Electrodos de tierra especialmente implantados se realizan con elementos enterrados de acero correctamente galvanizados, de acero con un revestimiento de cobre con una perfecta adherencia, en cobre desnudo. Las juntas entre metales de diferente naturaleza no deben estar en contacto con el terreno. No se admiten metales ligeros, excepto si se han realizado estudios específicos.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 24 -
Los espesores y diámetros mínimos requeridos en la tabla 54.1 consideran los riesgos habituales de deterioros químicos y mecánicos. Sin embargo estas dimensiones pueden no ser suficientes, particularmente cuando existe riesgo de importante corrosión. Riesgos particularmente importantes de corrosión pueden encontrarse en terrenos donde circulan corrientes vagabundas, por ejemplo, las corrientes continuas de retorno de tracción o influencias electroquímicas desde grandes cimentaciones de hormigón armado. En tales casos debe tomarse precauciones especiales. Los electrodos de tierra deben estar embebidos hasta donde sea posible en las partes más húmedas del terreno. Deben implantarse lejos de basuras vertidas, donde pueden corroerles las filtraciones (estiércol, abonos líquidos, productos químicos, cok, etc.) e instalarse siempre que sea posible lejos de lugares muy frecuentados. ZA.3.2 Instalación de electrodos de tierra
a) Conductores enterrados horizontalmente. Estos conductores pueden ser: – conductores macizos de cobre; – placas de cobre; – placas de acero dulce galvanizado; – conductores de acero galvanizado. No se recomiendan los conductores con alambres delgados (trenzados). La resistencia R del electrodo de tierra realizado con conductores enterrados horizontalmente puede calcularse de forma aproximada con la fórmula:
R=2
ρ L
donde
ρ
es la resistividad del terreno (en Ω·m);
L
es la longitud de zanja ocupada por el conductor (en m).
Debe tenerse en cuenta que el tendido de un conductor con trayecto sinuoso en zanja no mejora de forma notable la resistencia del electrodo de tierra. En la práctica, estos conductores están tendidos de diferentes formas: – electrodo de tierra de cimentación del edificio: estos electrodos de tierra se realizan por medio de un anillo de cimentación alrededor de todo el perímetro del edificio. La longitud a considerar es el perímetro del edificio; – zanja horizontal: los conductores están enterrados en zanjas de aproximadamente 1 m de profundidad excavadas con este fin. Las zanjas no deben rellenarse con piedras, escorias o materiales similares, sino preferiblemente con tierra susceptible de guardar la humedad. b) Placas delgadas enterradas – En la práctica, se usan placas rectangulares de 0,5 m × 1 m, o placas cuadradas de 1m de lado, enterradas verticalmente de forma que su centro esté situado a aproximadamente 1 m de profundidad.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 25 -
HD 60364-5-54:2007
Las placas deben tener como mínimo 2 mm de espesor si son de cobre y como mínimo 3 mm de espesor sin son de acero galvanizado. Para tener el mejor contacto de las dos caras con el terreno, las placas deben instalarse preferentemente verticales. La resistencia del electrodo de tierra de placa enterrada a suficiente profundidad es aproximadamente igual a:
R = 0,8
ρ L
donde
ρ
es la resistividad del terreno (en Ω·m);
L
es el perímetro de la placa (en m).
c) Picas verticales – las picas verticales están hechas de: – tubos de acero galvanizado con 25 mm de diámetro exterior como mínimo; – piezas de acero galvanizado dulce con un mínimo de 60 mm de lado; – barras de acero o cobre con un mínimo de 15 mm de diámetro; en caso de picas de acero estas deben tener también un revestimiento de cobre de protección con un espesor adecuado o galvanizado. La resistencia R del electrodo de tierra en (Ω·m) realizado con una pica vertical es aproximadamente igual a:
R=
ρ L
donde
ρ
es la resistividad del terreno (en Ω·m);
L
es la longitud de la pica (en m).
Cuando existe riesgo de heladas o sequedad, la longitud de las picas debe incrementarse en 1 m o 2 m. Es posible reducir el valor de la resistencia del electrodo de tierra cuando se dispone de varias picas hincadas verticalmente conectadas en paralelo y a una distancia como mínimo de su longitud, en caso de dos picas y más si hay mas picas. Se llama la atención sobre el hecho de que, en el caso de gran longitud de picas, los terrenos son raramente homogéneos; las picas de gran longitud pueden alcanzar capas de terreno con pequeña resistividad, si las hay. ZA.4 Electrodos de tierra estructurales
Los pilares metálicos interconectados por medio de una estructura metálica enterrada a una cierta profundidad en el terreno, pueden ser usados como electrodos de tierra. La resistencia de un electrodo de tierra realizado por medio de pilares metálicos enterrados es igual a: R = 0,366
ρ L
log10
3L d
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 26 -
donde L
es la longitud enterrada del pilar (en m),
d
es el diámetro del cilindro circunscrito al pilar (en m),
ρ
es la resistividad del terreno (en Ω·m).
Una serie de pilares interconectados colocados alrededor de un edificio tienen una resistencia del mismo orden que la del electrodo de tierra colocado en una cimentación. El eventual empotramiento en hormigón no contradice el uso de pilares como electrodos de tierra y no modifica apreciablemente la resistencia del electrodo de tierra.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 27 -
HD 60364-5-54:2007
ANEXO ZB (Informativo) INSTALACIÓN DE ELECTRODO DE TIERRA – ELECTRODOS DE TIERRA DE CIMENTACIÓN
La instalación en un electrodo de tierra de cimentación o equivalente, tal como el uso de facto de electrodos de tierra hechos de barras metálicas de muros externos, debería recomendarse para cualquier edificio diseñado para lugar de trabajo y servicios comunes. Los electrodos de tierra de cimentación pueden hacerse con: – tiras de acero; o – alambres de acero; o – alambres de cobre. El acero desnudo o galvanizado en caliente puede ser usado para electrodos de tierra de cimentación empotrados en hormigón. Para conectar conductores de tierra a electrodos de tierra de cimentación se recomienda que penetren en el hormigón desde el interior del edificio y en caso de que entren en el hormigón desde fuera, esto sería adecuado por encima del nivel del terreno. La realización de un electrodo de tierra de cimentación durante la construcción de un edificio es la mejor solución para obtener un buen electrodo de tierra: – no necesita trabajos de excavación adicionales; – si está instalado a una profundidad que generalmente permite estar libre de esfuerzos que resulten de las condiciones estacionales a la intemperie; – proporciona un buen contacto con el terreno; – si realiza poco más o menos el máximo uso de las superficies del edificio y da el mínimo de resistencia del electrodo de tierra que puede obtenerse con esta superficie; – puede usarse desde el principio de la construcción del edificio como electrodo de tierra para la instalación del lugar de la edificación. Se recomienda interconectar el electrodo de tierra de cimentación y reforzar con estructuras de hormigón armado, excepto aquellos de hormigón pretensado. Estas conexiones permiten de un lado la disminución de la resistencia global del electrodo de tierra de las partes conductoras expuestas, y de otro lado garantizar la conexión equipotencial de todas las partes conductoras expuestas y de todas las partes conductoras simultáneamente accesibles.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 28 -
ANEXO ZC (Normativo) CONDICIONES NACIONALES ESPECIALES
Condición nacional especial: Característica o práctica nacional que no se puede cambiar ni siquiera transcurrido un largo periodo de tiempo, por ejemplo condiciones climáticas y condiciones eléctricas de puesta a tierra. NOTA Si afecta a la armonización, forma parte del documento de armonización HD.
Para los países en los cuales aplica la correspondiente condición nacional especial, estas disposiciones son normativas. Para otros países son informativas. Capítulo
Condición nacional especial Bélgica
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra.
542.2.3
Dinamarca 542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra.
542.2.4
Los electrodos de tierra deben estar empotrados a una profundidad de al menos 2 m.
542.3.1
Los cables enterrados entre 0,35 m y 0,7 m deben estar protegidos mecánicamente.
543.1.1
Se considera eléctricamente independiente estar a 10 m de otros sistemas de tierra.
543.2.1
Ciertas partes conductoras de la construcción pueden utilizarse como conductores de protección, como por ejemplo, grúas y ascensores. Finlandia
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra.
542.3.1 Tabla 54.2
La sección mínima para los conductores de tierra no protegidos frente a la corrosión es de 16 mm2 para el cobre y de 50 mm2 para el acero. Francia
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra.
543.3.2
En los sistemas de canales, los empalmes en los conductores de protección deben estar accesibles para inspección y ensayo. Alemania
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra. Existe la obligación de instalar en todos los edificios nuevos un electrodo de tierra de cimentación de acuerdo con la Norma DIN 18014.
543.4.2
Los sistemas de canalización conforme a la Norma EN 61534-1 se considera que deben pasar ensayos de tipo.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 29 -
Capítulo
HD 60364-5-54:2007
Condición nacional especial Irlanda
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra.
542.3.1
La sección mínima de los conductores de tierra es de 10 mm2 de cobre.
543.1.3
Para los circuitos de iluminación se permiten secciones de 1,5 mm2 de cobre con protección mecánica.
544.1.1
El tamaño mínimo para los conductores de equipotencialidad principales es de 10 mm2 de cobre. Italia
542.2.3
Se permite el uso de sistemas de tuberías de agua como electrodos de tierra, pero sólo con el consentimiento del distribuidor.
543.2.2
Las bandejas, escaleras para cables, canales, tubos y conductos pueden utilizarse como conductores de protección cuando se diseñan para tal fin. Países Bajos
542.2.1
Los sistemas de tierra y los conductores que acompañan deben instalarse a una profundidad de al menos 0,6 m. Los conductores de un sistema de puesta a tierra en bucle o anillo deben tenderse a una distancia de al menos 1 m. Una única interrupción en el sistema de puesta a tierra puede no dar lugar a una tensión de contacto en la instalación eléctrica (que está conectada a ese sistema de puesta a tierra) que no cumpla con el capítulo 411 del Documento de Armonización HD 60364-4-41:2007.
542.2.3
Se permite el uso de sistemas de tuberías de agua como electrodos de tierra, pero sólo con el consentimiento del distribuidor.
542.3.1
Los conductores de tierra en el terreno deben instalarse a una profundidad de al menos 0,6 m.
542.3.2
Cuando se utiliza el mismo sistema de puesta a tierra para más de una instalación, el conductor de tierra debe disponerse de forma que una sola rotura del conductor no impida su función de protección.
543.1.4
Una única interrupción en el conductor de protección previsto para más de una instalación puede no dar lugar a una tensión de contacto en la instalación eléctrica que no cumpla con el capítulo 411 del Documento de Armonización HD 60364-4-41:2007. Noruega
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra. Polonia
543.1.3
La sección mínima del conductor de protección es de 10 mm2 si es de aluminio y está protegido mecánicamente. Eslovenia
542.2.3
Se permite el uso de sistemas de tuberías de agua como electrodos de tierra, pero sólo con el consentimiento del distribuidor.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
Capítulo
- 30 -
Condición nacional especial España
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra. Suecia
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra. Suiza
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra.
543.2.3
Las tuberías metálicas de agua pueden utilizarse como conductores de equipotencialidad.
544.1.1
Si se utiliza conjuntamente con instalaciones de protección frente al rayo, la sección mínima del conductor de equipotencialidad principal debe ser al menos de 10 mm2 de cobre. Reino Unido
542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra
542.3.1
La sección mínima de un conductor de tierra debe: – cumplir con 543.1; y – no ser inferior al indicado en la tabla 54.2, cuando esté enterrado en el terreno; y – en los sistemas TN no ser inferior a 6 mm2 de cobre o a 16 mm2 de aluminio o a 50 mm2 de acero.
543.2.1
Aplica el siguiente texto para este apartado: Un conductor de protección puede constar de uno o más de los siguientes elementos: (i)
un cable unipolar;
(ii) un conductor en un cable; (iii) un conductor aislado o desnudo en una envolvente común con conductores activos aislados; (iv) un conductor fijo desnudo o aislado; (v) un recubrimiento metálico, por ejemplo, la cubierta, pantalla o armadura de un cable o un conductor concéntrico sujeto a los requisitos de 543.2.2 (a) y (b); (vi) un conducto metálico u otra envolvente o un sistema de apoyo de continuidad eléctrica para conductores. 543.2.2
Las bandejas, escaleras para cables, canales, tubos y conductos pueden utilizarse como conductores de protección cuando se diseñan para tal fin.
543.2.3
Las tuberías de agua pueden utilizarse como conductores de protección. Si los contadores están enlazados, el conductor equipotencial debería tener una sección adecuada a su uso.
543.6
Los conductores de los circuitos de c.a. instalados en envolventes ferromagnéticas deben disponerse de forma que todos los conductores de fase y el conductor neutro (si lo hay) y el conductor de protección adecuado de cada circuito estén contenidos en la misma envolvente.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 31 -
Capítulo
Condición nacional especial
543.7
Aplica el siguiente texto para este apartado:
HD 60364-5-54:2007
Los equipos conectados permanentemente con una intensidad en el conductor de protección superior a 10 mA deben conectarse a la alimentación por medio de uno de los siguientes métodos: – El conductor de protección debe tener una sección de al menos 10 mm2 de cobre o de 16 mm2 de aluminio a lo largo de toda su longitud. Este requisito aplica a los circuitos de distribución. – Debe proporcionarse dos conductores de protección individuales, cumpliendo ambos los requisitos para la protección frente al choque eléctrico, y recorriendo cada conductor desde el punto en el que el conductor de protección tiene una sección no inferior a 10 mm2 de cobre o de 16 mm2 de aluminio al equipo, que debe tener dos terminales separados para permitir la conexión de los dos conductores de protección. 544.1.1
La sección mínima de los conductores de equipotencialidad principales es de 10 mm2 de cobre o aluminio equivalente para los sistemas TN-C-S.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 32 -
ANEXO ZD (Informativo) DESVIACIONES TIPO A
Desviación tipo A: Desviación nacional debida a una incompatibilidad con la legislación, cuya alteración está, por el momento, fuera de la competencia del miembro de CENELEC.
Este documento de armonización no cae bajo ninguna Directiva. Las desviaciones tipo A en los países de la CENELEC son válidas en lugar de las provisiones de la norma europea en dicho país hasta que hayan sido eliminadas. Capítulo
Desviación Austria
De acuerdo con la norma nacional austriaca ÖVE/ÖNORM E 8001-1:2000-03-01, Artículo 16, que es un requisito legal para el decreto “Elektrotechnikverordnung 2002” BGBI. II Nr. 222/2002: 542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra. De acuerdo con la norma nacional austriaca ÖVE/ÖNORM E 8001-1/A1:2002-04-01, Artículo 20, que es un requisito legal para el decreto “Elektrotechnikverordnung 2002” BGBI. II Nr. 222/2002:
542.2.3
Existe la obligación legal de instalar un electrodo de tierra de cimentación para cada nuevo edificio construido con una cimentación de hormigón. Bélgica
De acuerdo con el Reglamento de instalación (Decreto Ministerial de 1981-10-06 en cumplimiento del artículo 69): 541.3.3
Para instalaciones domésticas, no se permiten los electrodos de tierra empotrados en hormigón.
542.2.3
Para instalaciones domésticas, no se permiten como electrodos de tierra los refuerzos metálicos soldados de hormigón empotrados en la tierra. Malta
De acuerdo con la Reglamentación de Suministro de Electricidad de Malta, 1939 y su modificación, Regla 14, aplica lo siguiente: 542.2.3
No se permiten las tuberías de gas y agua como electrodos de tierra. De acuerdo con la Reglamentación de Suministro de Electricidad de Malta, 1939 y su modificación, Regla 17, aplica lo siguiente:
543.2.3
No se permite el uso de las canalizaciones y conductos de acero ni como conductores de protección ni como conductores de equipotencialidad.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
- 33 -
Capítulo
HD 60364-5-54:2007
Desviación Noruega
De acuerdo con la ley noruega: 542.3.1
Los conductores de tierra deben cumplir con 543.1. Cuando se encuentren enterrados su sección debe ser de al menos 25 mm2 de cobre o 50 mm2 de hierro resistente a la corrosión. La conexión de un conductor de tierra a un electrodo de tierra debe realizarse sólidamente y ser satisfactoria desde el punto de vista eléctrico. España
De acuerdo con la ley española: 543.2.1
Sólo se permite el uso de cubiertas metálicas de cables, pantallas de cables, armaduras, alambres trenzados y similares, si su continuidad eléctrica es tal que no se vean afectados por deterioro mecánico, químico o electroquímico y su conductividad está de acuerdo con 543.1.1.
543.2.3
No está permitido el uso de partes metálicas de los sistemas de canales y conductos que cumplan con la serie de Normas EN 50085 como conductores de protección.
Reino Unido
De acuerdo con la Reglamentación 8 (4) (5) de la “Seguridad, Calidad y Continuidad Eléctrica (ESQCR)” aplica lo siguiente: 543.4
Se prohíbe el uso de sistemas TN-C en una instalación de consumidor.
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
HD 60364-5-54:2007
- 34 -
BIBLIOGRAFÍA
IEC 60028, International standard of resistance for copper. EN 60079-0, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres. Part 0: General requirements. (IEC 60079-0, mod.) IEC 60287-1-1, Electric cables. Calculation of the current rating. Part 1-1: Current rating equations (100% load factor) and calculation of losses. General. IEC 60853-2, Calculation of the cyclic and emergency current rating of cables. Part 2: Cyclic rating of cables greater than 18/30 (36) kV and emergency ratings for cables of all voltages. EN 60909-0, Short-circuit currents in three-phase a.c. systems. Part 0: Calculation of currents. (IEC 60909-0). EN 60950-1, Information technology equipment. Safety. Part 1: General requirements. (IEC 60950-1, mod.). IEC 61000-1-1, Electromagnetic compatibility (EMC). Part 1: General. Section 1: Application and interpretation of fundamental definitions and terms. EN 61386-1:2004, Conduit systems for cable management. General requirements. (IEC 61386-1:1996 + A1:2000). EN 62305-1, Protection against lightning. Part 1: General principles. (IEC 62305-1). HD 384.4.43 S2:2001, Electrical installations of buildings. Part 4: Protection for safety. Chapter 43: Protection against overcurrent. (IEC 60364-4-43:1977 + A1:1997, mod.). HD 384.5.52 S1:1995, Electrical installations of buildings. Part 5-52: Selection and erection of electrical equipment. Wiring systems. (IEC 60364-5-52:1993, mod.). National Standard DIN 18014:1994, Fundamenterder ("Foundation earth electrode" in English). National Standard ÖVE/ÖNORM E 8014, Part 1, Part 2 and Part 3:2005 (under consideration) Errichtung von Erdungsanlagen für elektrische Anlagen („Erection of earthing installations for electrical installations“ in English).
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
Génova, 6 28004 MADRID-España
[email protected] www.aenor.es
AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD POLITECNICA MADRID
Tel.: 902 102 201 Fax: 913 104 032
