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Uso de Equipo Resistente a las Fallas de Arco para cumplir con Estándares de Seguridad contra Arcos Eléctricos Copyright © 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. Agenda 1. Estándares Relacionados con Arcos Eléctricos 2. Característica/Dinámica del Arco Eléctrico 3. Implementación en Campo de Equipo Resistente a Fallas de Arco 4. Minimizando la exposición al riesgo de las fallas de arco eléctrico Agenda 1. Estándares Relacionados con Arcos Eléctricos 2. Características/Dinámica del Arco Eléctrico 3. Implementación en Campo de Equipo Resistente a Fallas de Arco 4. Minimizando la exposición al riesgo de las fallas de arco eléctrico Códigos de Instalaciones Eléctricas y Estándares • “National Electrical Code 2008 - NFPA 70” • “Canadian Electrical Code 2009 – C22.1” • Códigos Eléctricos (NEC/CEC) y otros códigos de seguridad • Históricamente, hemos estado primariamente preocupados con la protección contra el fuego, electrocución y riesgo de choque eléctrico Los peligros de fallas de arco eléctrico no fueron atendidos de manera directa. ¡Como veremos más adelante esto ha cambiado drásticamente! Cambios al NEC • En el 2002, la NEC agregó el artículo 110.16 y reforzó el etiquetado de equipos en términos de la protección contra arco eléctrico: – 110.16 Protección contra Arco: “Paneles de control, tableros y centros de control de motores que son permanentes y que probablemente requieran examinación, ajustes, servicios y mantenimiento mientras se encuentren energizados deberán estar marcados en campo para advertir a personas calificadas sobre los riesgos potenciales de fallas de arco eléctrico. Las marcas deberán estar localizadas de tal forma que sean claramente visibles por personas calificadas antes de la examinación, ajuste, servicio o mantenimiento del equipo. – El etiquetado para la protección contra fallas de arco es un requerimiento de campo que debe ser aplicado por el usuario para cada aplicación específica. • Los usuarios deben establecer una filosofía de etiquetado consistente de tal forma que ayuden a desarrollar un programa de seguridad eléctrica Regulaciones Estatales y Federales • OSHA 1910 Sub-capítulo S – Acto de Salud y Seguridad Ocupacional – EUA • Salud y Seguridad Ocupacional – Provincias Canadienses Estas agencias regulatorias usualmente buscan guías industriales reconocidas para ayudar a los empleados a crear un ambiente de trabajo seguro. Estándares de Seguridad Eléctrica – NFPA 70E • NFPA 70E, el Estándar para la Seguridad Eléctrica del Lugar de Trabajo – 2009 – La seguridad eléctrica incluyendo fallas de arco eléctrico son el enfoque de todos los usuarios – NFPA-70E no es un estándar para el diseño, instalación, modificación y/o construcción de sistemas eléctricos – Su intención es proteger a los empleados de los riesgos eléctricos del lugar de trabajo – Los usuarios buscan que más características de seguridad se integren en su equipo • Enfoque incrementado en programas de seguridad eléctrica Estándares de Seguridad Eléctrica - CSA Z462 (Canadá) • Asociación de Estándares Canadienses (CSA) - Z462 – El CSA-Z462 fue desarrollado en paralelo con la edición 2009 de la NFPA 70E – Se referencia directamente con el Código Eléctrico Canadiense y es consistente con la información que aparece en OSHA – El CSA-Z462 se encuentra harmonizado NFPA 70E Estándares de Seguridad Eléctrica– IEEE C37.20.7-2007 • El IEEE C37.20.7-2007 “IEEE guide for testing metal-enclosed switchgear rated up to 38 kV for internal arcing faults” – El alcance fue expandido para incluir equipo de desconexión y protección en baja tensión – Define el nivel de accesibilidad del equipo y detalla los niveles de protección contra fallas de arco – Define los criterios de prueba y evaluación – Los niveles de accesibilidad definidos marcan la pauta para el desempeño de los equipos en el evento de una falla de arco. • El IEEE C37.20.7-2007 es un estándar industrial reconocido que aplica a equipo de Baja y Media Tensión Agenda 1. Estándares Relacionados con Arcos Eléctricos 2. Características/Dinámica del Arco Eléctrico 3. Implementación en Campo de Equipo Resistente a Fallas de Arco 4. Minimizando la exposición al riesgo de las fallas de arco eléctrico Dinámica de la Falla de Arco Eléctrico Falla de Arco/Explosión 19,450° C Metal Fundido Luz Intensa Ondas de Sonido y Presión El Cobre se Evapora (Razón de Expansión 67,000 veces) Calor Intenso Causas de Fallas de Arco Eléctrico • Factores Humanos – Toques Accidentales – Partes que se caen o herramientas mal acomodadas – Prácticas de instalación inapropiadas • Mecánicas – Cerrar Líneas con Fallas – Conexiones Flojas Causas de Fallas de Arco Eléctrico • Ambientales – – – – Polvo Filtración de Líquido y Humedad Impurezas Corrosión en las Superficies de Contacto – Fallas en Materiales Aislantes – Cuarteo de Cables debido a fuerzas anormales-humanas, roedores o pájaros Importancia de la Seguridad en Fallas de Arco • Previene pérdidas potenciales en las organizaciones de fuerza laboral capacitada, gastos por litigación, costos de seguros altos y pérdida de moral. • Incrementa el tiempo de producción mediante la reducción de accidentes. • La Administración de Salud y Seguridad Organizacional (OSHA) requiere mantener a los trabajadores seguros alrededor del equipo eléctrico sin citar ningún estándar específico • La NFPA 70E provee guías en la seguridad eléctrica del empleado • Para centros de control de motores en baja tensión, la UL 845 “Standard for Motor Control Centers” no menciona nada sobre protección en caso de fallas de arco eléctrico − Criterios de desempeño durante fallas se refieren casi de manera única a fallas de corto circuito Agenda 1. Estándares Relacionados con Arcos Eléctricos 2. Características/Dinámica del Arco Eléctrico 3. Implementación en Campo de Equipo Resistente a Fallas de Arco 4. Minimizando la exposición al riesgo de las fallas de arco eléctrico Consideraciones para Equipo Resistente a Fallas • Una forma fundamental de protección contra arco eléctrico debe incluir a todo el personal, ya esté calificado eléctricamente o no. • La IEEE C37.20.7-2007 está intencionada para fallas de arco que puedan ocurrir durante la operación “normal” del equipo. – Las fallas de arco pueden ocurrir durante la operación normal sin acción humana especifica y puede afectar a personas que simplemente se preocupan por sus propios asuntos – Causa: contaminación, falla del equipo, prácticas de mantenimiento inadecuado, etc. • Víctimas Potenciales: cualquier persona, calificada eléctricamente o no – Simplemente por caminar al lado del equipo o por limpiar basura alrededor de él – En el lugar equivocado en el tiempo equivocado • El equipo resistente a fallas previene los riesgos del arco eléctrico en el momento adecuado Consideraciones para Equipo Resistente a Fallas • El equipo resistente a fallas de arco debera ser probado mediante una guía de pruebas relevante o un estándar • Una carta de certificación debera estar disponible para corroborar los resultados • Las guías de pruebas y estándares contra arco eléctrico globales incluyen: – – – – IEEE C37.20.7-2007 IEC 62271-200 (Anexo A) EEMAC G14-1 IEC 61641 Consideraciones para Equipo Resistente a Fallas • El nivel de accesibilidad del equipo determina la protección contra fallas de arco eléctrico • De acuerdo al IEEE C37.20.7-2007 – Tipo 1 (Solamente Frontal) – Tipo 2 (Frontal, Lateral y Trasera) • Tipo 2B (incluye aislamiento entre el panel de baja tensión y la celda de fuerza dentro de la unidad-vendrá incluido en la próxima revisión del estándar) – Tipo 1C o 2C • Incluye aislamiento entre unidades/compartimientos/estructuras adyacentes • El nivel de accesibilidad determina el desempeño esperado del equipo en el evento de una falla de arco eléctrico Consideraciones para Equipo Resistente a Fallas • Pasar la prueba IEEE C37.20.7-2007 significa: – Las puertas y las cubiertas no se abren (se permiten dobleces) – No salen volando partes del equipo – El arco no crea hoyos en el exterior de la estructura de prueba (en los planos aplicables del nivel de accesibilidad) – Indicadores de prueba de algodón de 150 g/m2 (ropa industrial típica) no deben incendiarse ni perforarse – Las conexiones de tierras permanecen efectivas Resumen • Equipo resistente al arco ofrece un nivel más alto de seguridad al personal • Asegúrese que el equipo resistente al arco ha sido probado en todas las condiciones y estándares relevantes • El equipo resistente al arco requiere algunos pasos de ingeniería adicionales para implementar de manera exitosa • El equipo resistente al arco requiere mayor diligencia para una instalación apropiada • Cuando se instala de acuerdo a las instrucciones del fabricante, el desempeño del equipo resistente al arco se optimiza • El Equipo resistente al arco eléctrico puede ser vital en un programa comprensivo para mejorar la seguridad del personal Agenda 1. Estándares Relacionados con Arcos Eléctricos 2. Características/Dinámica del Arco Eléctrico 3. Implementación en Campo de Equipo Resistente a Fallas de Arco 4. Minimizando la exposición al riesgo de las fallas de arco eléctrico Standard LV MCC Safety Features CENTERLINE 2100 & 2500 • Door interlocks • Stab opening protection • Non-conductive, lockable switch handles • Two side sheets • Rigid structure • Bus isolation • Dedicated ground bus • Phase isolation in stab assembly • Two-bolt bus connections (Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 23 LV MCC Arc Resistant Enhancements • Arc-Containment Latches – Allow pressure relief, to help keep the doors from detaching from the structure during an arcing fault • Insulated horizontal bus access covers • Baffles for vented doors With certain service restrictions and commonly available options these are the only enhancements needed for an arc resistant NEMA LV MCC meeting Type 2 accessibility per IEEE C37.20.7 (Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 24 Standard Arc Shield Requirements • Service restrictions – – – – 65kA 600 volts 1200A horizontal bus Specific fuses or CBs required • Optional equipment required – Solid copper vertical plug-in ground bus and stab – Shutters (manual or automatic) • Standard on 2500 For more demanding customers, we have developed a new version of CENTERLINE 2100 with ArcShield that will withstand a fault up to 100 milliseconds in duration. (Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 25 CENTERLINE 2100 w/ArcShield – 100mSec Enhancements • Pressure relief system like MV • Reinforced door hinges • Reinforced back plates • Reinforced sides on end of lineup • Bolted unit support pan • Baffles on vertical wireway The key to providing Type 2 Accessibility is handling the pressure. Strengthen some parts and provide a safe outlet. (Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 26 CENTERLINE 2100 MCC with ArcShield 100 ms Arc Resistant Rating Pressure Relief System Manual or Automatic Shutters Insulating Covers on Horizontal Bus Closing Plates Arc-Resistant Latches on All Doors Arc Resistant Rating Label Horizontal Ground Bus at Top and Bottom Reinforced Back plates Bolted Down Unit Support Pans Copper Vertical Ground Bus and Heavy Duty Ground Stab on Plug-in Unit Copper Unit Load Ground Bus and Unit Connectors Vertical wireway baffle Reinforced door hinges Vertical angles at each end of MCC Polycarbonate Baffles at each end of lineup 20” Deep Sections Required (Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 27 100mS Arc Shield Restrictions • Service restrictions – 480 volts maximum – No vents w/baffles • Design restrictions – – – – – 20” deep enclosure required Minimum 1.0 SF units Horizontal ground bus required in top AND bottom No pullbox Maximum section 35” wide • No restriction on horizontal bus (Confidential – For Internal Use Only) Copyright © 2010 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 28 CCM CENTERLINE 2100 con ArcShield Sistemas de Liberación de Presión (para fallas de arco de 100ms) Ventanas Manuales o Automáticas Coberturas Aislantes en los paneles de Cobertura de los Buses Horizontales Tornillos de ¼ de vuelta resistentes al arco Bus de Tierras Vertical de Cobre con Zapatas de Uso Rudo para las Silletas Escapes de Aire Resistentes al Arco Otras Características de Seguridad Disponibles para los CCM CENTERLINE Ventanas de Visualización Coberturas y Barreras Conexiones de Redes Industriales a Través de las Puertas Detección de Voltaje Montada en Puerta Programador DeviceNet 193-DNCT Escaner de Laser SafeZone™ Ventanas Infrarrojas para Inspección Visual Puertas Amarrillas de Alta Visibilidad para la Acometida Sistema de Detección de Arco por Fibra Óptica Minimice riesgos de Arco Eléctrico con Tecnología ArcShield y InteliCENTER Monitoree, configure y solucione problemas sin abrir puertas • Puertos DeviceNet en las compuertas exteriores permite conectarse a la red del dispositivo sin tener que abrir las puertas de las unidades • El software IntelliCENTER permite el monitoreo, configuración y solución de problemas de todas las unidades en la red Monitoree, Configure y Resuelva Problemas sin Abrir Compuertas de las Unidades IntelliCENTER Localización de Personal Comentario IntelliCENTER Detección de Sobrecarga Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Estado en Vista de Elevación Cambiar Configuración del Relevador (FLA Y Tipo de Disparo) Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Vía Parámetros en Monitoreo Medir Corrientes de Fase Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Tendencia o Medición en Monitoreo Medir Corriente del Motor Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Tendencias y Salvar Información Detección de Falla a Tierra Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Vista de Monitoreo o Elevación Monitoreo de Termistor Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Tendencia o Medición en Monitoreo Tiempo a Disparo, Tiempo a Reestablecer Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Tendencia o Medición en Monitoreo Reestablecer Relevador de Sobrecarga Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Vista de Monitoreo Historia de Eventos Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Vista de Eventos Verificar Voltaje de Control Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Vista de Monitoreo Operación Arrancador Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Vista de Monitoreo o Elevación Documentación de Unidades Puerta Cerrada Fuera de la Zona de Arco Vista de Documentación Cerrada Fuera de la Zona de Arco Vista Monitoreo / Refacciones/ El MantenimientoPuerta remoto aleja al personal de posibles Manualesriesgos por fallas de corto circuito Identificación de Componentes Resumen Rockwell Automation le provee con productos y soluciones que lo ayudan a obtener un mayor grado de seguridad