Download Sistema Parrrayos

R
S y st e m
1 . Síntesis de la tecnología Faragauss
1.1
Descripción del sistema Faragauss:
Xo - Neutro
Barra de unión
BU-CG03 25 kA 900 mS.
Barra de unión
BU-CG03 25 kA 900 mS.
Cuba -180° trafo.
Tierras - Acero-Tuberías
Vp= 0
Cuba +180° trafo.
Tierras - Acero -Tuberías
Bobina LCR
Cátodo
(-)
Electrodo magnetoactivo Faragauss.
(Arista orientada al polo
norte geomagnético)
Ic
Tierra Mezclada con acondicionador de base orgánica FG-MIX-01A
compactadaIcen capas de 10 cm.
3.25 m
Trayectoria de disipación.
Trayectoria de disipación.
Ánodo
(+ )
Ic
Ic
1.80 m
Referencias:
DIN-VDE-0141
DIN-VDE-0151
IEC-60364-5-54
prEN-50179
Figura 1.
Objetivos:
La tecnología electromagnética de puesta a tierra Faragauss se enfoca a los siguientes objetivos en instalaciones de
potencia:
1.
Proveer un sistema de seguridad para seres humanos en proximidad con instalaciones eléctricas en situaciones de
descargas eléctricas en condiciones de falla.
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Esta conexión tiene como uso efectivo, cuando se requiere aterrizar varios chasis o masas (carcasas) que por razones de
seguridad es indispensable, Figura 13.
Figura 13.
SAC
EF
SAC
EF
SAC
EF
1.4.8 Tierra de protección para descargas atmosféricas (Rayos).
La conducción de las descargas atmosféricas resulta importante y vital para cualquier instalación eléctrica, ya que el daño que
origina la presencia de un impulso electromagnético de magnitudes variables e impredecibles, pueden causar destrucciones muy
costosas.
Se deben cumplir requisitos, que dependen de la superficie en m2 a proteger y de la trayectoria de interconexión entre sus
componentes. (ver fig. 14 a la 21)
Considerando que el medio de orientación o incidencia de una descarga atmosférica se representa por la punta pararrayo, es
importante considerar lo siguiente:
a)
La punta pararrayo se deberá instalar en la parte de mayor nivel que se tenga, ya sea edificios, estructuras o equipos
(seleccionando la semiesfera de protección de los tres modelos disponibles Faragauss). (ver fig. 22 A, B y C)
b) La trayectoria del cable aislado entre la punta pararrayo y el Coplagauss deberá ser lo más aproximado a una línea recta
(no se aceptan cambios de dirección mayor de 45°).
c)
Se deberá respetar el modelo Faragauss recomendado (FG-800A como mínimo), los dos modelos de Coplagauss, el
calibre y tipo de conductor aislado y las longitudes máximas y mínimas permitidas.
d) El eje vertical superior del Coplagauss se debe conectar únicamente a la punta pararrayos, ya que este sistema por su
diseño propio y seguridad de operación, no acepta derivaciones en su eje vertical para conexión a otro que no sea
exclusivamente para descargas atmosféricas (destino único Coplagauss) trayectoria efectiva a tierra, NEC-250-51.
1.5
Sistema de pararrayos Faragauss
De acuerdo a estadísticas internacionales de centros de investigación, se ha establecido en forma aproximada que las descargas
atmosféricas tienen una polaridad altamente negativa en la parte inferior de las nubes en un porcentaje del orden del 95%. Para
tal efecto, se requiere un elemento en tierra que actúe como repulsor con una polaridad igual y constante catódica (-) negativa.
Asimismo se debe tener un camino de muy baja impedancia para los parámetros definidos como campo “E” (campo eléctrico)
y campo “H” (campo magnético).
Tomando en cuenta los factores de riesgo y seguridad en instalaciones que alojen seres humanos y equipos delicados; no debe
considerarse como camino preferente de disipación a tierra, la estructura del edificio, partes metálicas de la instalación y/o
equipos, ya que podría llegar a disiparse a través de ellos ocasionando su destrucción y afectando a seres humanos.
FARAGAUSS desarrolló una tecnología que logra repeler el porcentaje estadístico antes indicado (Disminuir un 95% el riesgo
de la caída de un rayo).
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Considerando que el 95% (promedio) de las descargas atmosféricas totales son originadas por nubes catódicas (-) y el 5%
(promedio) por nubes anódicas (+), se disminuye la probabilidad de que ocurra una descarga atmosférica cerca o sobre el
sistema Faragauss (de acuerdo a la semiesfera de protección).
Para esta pequeña probabilidad, el sistema Faragauss mantiene en su área de disipación una efectiva y permanente baja
impedancia unidireccional preponderante a tierra.
La polarización catódica generada por el Faragauss es conducida a la antena pararrayos Faragauss mediante un cable de
aluminio oxigenado de 38 hilos aislado a 1000 V Calibre 250 MCM.
Asimismo, por medio de su acoplador equipotencial amortiguador, el sistema se interconecta al edificio y tuberías de agua, para
incrementar la seguridad por la vía del control de la energía (Ley de Lenz).
Nuestra tecnología está diseñada para drenar el 97% de descargas atmosféricas positivas de una magnitud promedio de 50
millones de voltios y una capacidad máxima de disipación de corriente de 150 kA en 500 ms así como un rango frecuencial de
10 KHz a 10 GHz.
Nuestra esfera de protección tiene una cobertura de 300 m de diámetro y una altura teórica de 150 metros, de acuerdo a las
gráficas de diseño anexas (modelo de máxima cobertura).
La tecnología del pararrayos Faragauss es:
1.
El único sistema pararrayos de polaridad catódica (-) permanente.
2.
Equipotencialidad electromagnética, debida a su exclusivo acoplador de admitancias Coplagauss, que permite la
disminución importante de los peligrosos gradientes de potencial (Bucles).
El Sistema Faragauss se compone de:
a)
Equipo de antena pararrayos electromagnética Faragauss.
b) Sincronizador de admitancias Coplagauss (SAC).
c)
Electrodo Faragauss (EF).
d) Cable Faragauss de Aluminio Oxigenado.
Figura 14.
a = (PPF) Punta pararrayos y
guía de ondas.
b = Coplagauss (SAC)
c = Electrodo
Faragauss (EF)
Modelo 800A.
d = Cable de aluminio de 38 hilos calibre 250 MCM
con forro de 1 KV/mm
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Especificaciones de Fabricación del Sistema Pararrayos Faragauss:
Frecuencia
Central
Margen de
frecuencia
10 kHz
100 kHz
1 Mhz
3 Mhz
10 Mhz
30 Mhz
100 Mhz
300 Mhz
1 GHz
3 GHz
10 GHz
1-32 kHz
32 - 320 kHz
0.32 - 1.7 Mhz
1.7 - 5.8 Mhz
5.8 - 17 Mhz
17 - 58 Mhz
58 - 170 Mhz
170 - 580 Mhz
0.58 - 1.7 GHz
1.7 - 5.8 GHz
5.8 - 20 GHz
Ancho
RAYO
de
Banda
D. E. I. C.
dB/Mhz
-30
-11
9
19
29
39
49
59
69
79
89
244
216
199
175
155
135
115
95
75
55
35
PERTURBACION
NEMP
D. E
214
205
208
194
184
174
164
154
144
134
124
I. C.
194
194
188
184
173
160
149
129
109
89
69
Rayos|
NEMP
ESD
103 a 5 X 106
105 a 5 X 108
103 a 5 X 109
Pendiente di /dt
120 kA /µs
-
10 kA /µs
Tiempo de ascenso (ns)
1000 – 2000
r. periódica.
200 a 500
< 10
≈10
Campo Eléctrico (kV/m)
≈40
(d =100 m)
≈40
(d =100 m)
≈40
(d =100 m)
Campo magnético (A/m)
≈160
(d =100 m)
≈1000
(d =1000 m)
≈80
(d =1 m)
Ascenso de Tensión
600 V/µs
600 kV/µs
600 kV/µs
Margen de Frecuencia (Hz)
164
183
197
205
202
199
198
188
178
168
158
NEMP: Impulso Electromagnético Nuclear
D.E. = Densidad Espectral en dB µV/m/MHz
ESD: Descarga Electrostática
I.C.= Intensidad de campo eléctrico en dB µV/m
Figura 16. Densidad espectral e intensidad de campo eléctrico debidas
a un rayo de 100 kA medido a 75 metros de distancia con un tiempo
de ascenso de 0,5 µs y una duración de 30 µs y a un NEMP de 50
kV/m con un tiempo de ascenso de 5 µ s y una duración de 50 µs.
SIN FARAGAUSS
Pico de
Intensidad
(kA)
10
20
30
70
100
140
200
CON FARAGAUSS
CAMPO MAGNÉTICO ESTÁTICO EN A/m
a 10 m del rayo
160
320
480
1100
1600
2200
3200
a 100 m del rayo
16
32
48
160
220
320
a 10 km del rayo
0.019
0.038
0.058
0.13
0.19
0.27
0.38
Pico de
Intensidad
(kA)
10
20
30
70
100
140
200
CAMPO MAGNÉTICO ESTÁTICO EN A/m
a 10 m del rayo
40
80
120
275
400
550
800
a 100 m del rayo
4
8
12
27.5
40
55
80
a 10 km del rayo
0.00475
0.0095
0.0145
0.0325
0.0475
0.0675
0.095
Figura 17 y 18. Campo magnético estático en Amperes / metro en función de la intensidad del rayo, medido a distintas distancias del punto de caída.
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PARÁMETRO
Corriente de Pico
Ascenso de corriente
por impulso (entre 10 y
90%)
90%
(Bajo)
2 a 8 kA
2 kA /µs
50%
(típico)
10%
(alto)
10 a 25 kA 40 a 60 kA
8 kA /µs
Duración total del rayo 0.01 a 0.1 s 0.1 a 0.3 s
Valor
Pico
Distancia D
en metros
230 kA
25 kA /µs
50 kA /µs
0.5 a 0.7 s
1.5 s
Duración de un simple
0.1 a 0.6 ms 0.5 a 3 ms 20 a 100 ms
impulso o descarga
400 ms
Intervalo de tiempo
entre impulsos
500 ms
5 a 10 ms 30 a 40 ms 80 a 130 ms
Diferencia de potencial en V
Intervalo de tiempo
52 a 100 a
entre el principio y el
10 a 25 µs 28 a 42 µs
valor mitad del pico en
25 µs
el lado de caída
más de
120 µs
Tiempo hasta el valor
de pico
0.3 a 2 µs
1 a 4 µs
5 a 7 µs
10 µs
Número de impulsos o
descargas en un rayo
individual
1a2
2a4
5 a 11
34
X en metros (Distancia axial)
10
20
30
50
70
100
200
10
15
20
30
40
50
70
278.6
148.4
92.75
46.55
27.86
18.585
9.94
371
212.1
139.3
74.2
46.55
32.165
17.675
416.5
247.45
166.95
92.75
59.85
41.65
23.87
465.5
285.6
198.8
116.2
77.35
55.65
33.145
486.5
305.9
215.6
129.85
88.55
65.1
39.9
507.5
323.05
232.05
142.8
99.4
74.2
46.9
532
345.45
253.05
161.35
116.2
89.25
58.8
100
150
200
300
400
500
700
0.525
2.31
1.33
0.595
0.3395
0.2184
0.112
9.275
4.375
2.52
1.155
0.665
0.42
0.2212
12.845
6.195
3.64
1.68
0.98
0.63
0.3269
18.585
9.275
5.565
2.66
1.54
1.015
0.525
22.925
11.83
7.21
3.5
2.065
1.365
0.735
27.86
14.84
9.275
4.655
2.8
1.855
0.98
37.1
21.21
13.93
7.42
4.655
3.185
1.785
1
2
3
5
10
0.0553
0.014
0.0063
0.0021
0.0007
0.1092
0.02765
0.01225
0.00455
0.00105
0.1624
0.0413
0.01855
0.00665
0.00175
0.2653
0.0679
0.03045
0.0112
0.0028
0.35
0.09415
0.04235
0.0154
0.00385
0.49
0.13265
0.05985
0.0217
0.0056
0.945
0.25305
0.1162
0.0427
0.01085
Figura 19. Parámetros característicos de ambientes que
ataca el sistema pararrayos Faragauss.
I
Intensidad de
campo magnético
H=
D
Tensión del
suelo
Tensión del suelo para
un rayo de 100 kA
I
2πD
A/m
Suelo
1 MV
V=
ρI
2π
1
D
1
D+X
Volts
500 kV
10
D
100
1000 metros
X
Figura 20. Tabla de diferencia de potencial en el suelo
debida a un rayo de 100 kA con una resistividad de 1
Ω/m (RE) con sistema Faragauss.
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S y st e m
FARAGAUSS LA SOLUCION PARA INSTALACIONES CRITICAS
a
Y1
Vector ZZ
Vector
Cable aislado
Cable
aislado11kV.
kV.
38 hilos, aluminio
aluminio
oxigenado.
oxigenado.
b
A: Sistema antiguo de tierras,
cercas metálicas, tuberías,
estructuras, gabinetes, etc.
PNGM
PNGM
Acero de construcción.
H
Vector H
Vector
H
Y
2
bc
Y
2
o
dc
Cable250
aislado
250interfaragauss.
KCM interfaragauss.
Cable aislado
KCM
1
ed
o
H
Y1
Cátodo
- - - - - - - - - - - - - - - - - - fe
- - - - - - - - - - - - - - - - - PNGM
-
Z
+
+
h+
Z
F
t
=0
Anodo
+ + + + + + + + + + + + + + + + + +
g
+ + + + + + + + + + + + + + + + +f
Figura 21.
a = Antena pararrayos Faragauss de cilindro sólido en acero inoxidable (consulte medidas anexas).
b = Ducto de aluminio guía de ondas, con capacitancia integrada y conductor aislado central.
c = Conexión al SAC, (sincronizador de Admitancias Coplagauss).
d = Conexión del SAC al EF (Electrodo Faragauss).
e = Conexión a Bobina LCR, con eje central sólido.
f = Placa cátodo del EF.
g = Placa ánodo del EF.
h = Estructura triangular (Electrodo Faragauss).
31
R
S y st e m
Figura 22A. SEMIESFERAS DE PROTECCIÓN DE LOS PARARRAYOS FARAGAUSS MODELO FG-LP-50-04
Vista superior
150 m
Diámetro:
300 metros
Vista lateral
(-)
(-)
(-)
(-)
150 m
50 m
100 m
32
Cargas
eléctricas
iguales se
repelen.
R
S y st e m
Figura 22B. MODELO FG-LP-50-05
Vista superior
100 m
Diámetro:
200 metros
Vista lateral
(-)
(-)
(-)
100 m
(-)
30 m
70 m
33
R
S y st e m
Figura 22C. MODELO FG-LP-50-06
Vista superior
60 m
Diámetro:
120 metros
Vista lateral
(-)
(-)
(-)
(-)
60 m
20 m
40 m
34
R
S y st e m
PPF
1
2
FG - CG - 05A
*F - CG06A
SAC G
EF
1
Cable FG -CF -15
2
Cable FG -CF -22
*FG -LP -50 -04
FG -LP -50 -05
FG -LP -50 -06
2
Tierra pre- existente, o acero de
refuerzo, metales, o
tubería de agua.
1
FG - 800A (mínimo)
NOTA:
FG - 1200A
El arreglo para descargas
atmosféricas, debe utilizarse
exclusivamente para pararrayos.
FG - 2000 A
Figura 93.
NOTA: La punta pararrayos FG-LP50-04 deberá instalarse únicamente con el Coplagauss FG-CG06P; FG-LP50-05 y 06
utilizan el FG-CG05A.
Arreglo para banco de motores. Tierra física para carcasas de motores.
A carcasas de Motores
3
1 Cable FG-CF-26
2
BU
2 FG-BU-03A
3 Cable FG-CF-22
4 Coplagauss FG-CG-03A
4
SAC
1
EF
FG-300A
FG-600A
FG-800A
FG-1200A
FG-2000A
Figura 94.
155
R
S y st e m
15 . Instalación del sistema Faragauss y correcciones complementarias opcionales.
Dentro de este concepto, debemos de considerar dos aspectos importantes, uno la excelente y estética instalación del sistema
Faragauss y dos la revisión de la instalación a detalle. (antes y después)
Por lo tanto el desarrollo deberá considerarse de acuerdo a lo siguiente:
1.
La instalación del sistema Faragauss, se deberá realizar en apego estricto al Procedimiento Técnico de Instalación del
sistema Faragauss incluido en esta norma ( Tema 19 al 30).
2.
El concepto de correcciones complementarias opcionales se refiere a lo siguiente:
a)
Actividades necesarias a realizar para corregir fallas en las instalaciones de cualquier empresa, enfocadas a conectores
industriales, cables fuera de norma, puntos calientes, aislamiento de conductores dañados y envejecidos, aceites
aislantes de transformadores de potencia con bajo valor de rigidez dieléctrica y con alto contenido de lodos, entorches o
empalmes flojos o sulfatados, etc.
b) Materiales necesarios para adecuar y corregir las anteriores anomalías.
c)
Levantamientos y elaboración de diagramas unifilares reales de la instalación.
d) Identificación del cableado en general.
e)
Protecciones mecánicas del cableado en general, etc.
Lo anterior se denomina opcional, sin embargo es necesario resolver algunos puntos críticos identificados, con el fin de que el
sistema Faragauss cumpla su objetivo de diseño para su mejor calidad y eficiencia.
16 . Puesta en servicio del sistema Faragauss.
Para iniciar esta importante y definitiva etapa se debe realizar una revisión física del sistema que consiste en:
1.
Verificación de calibres y estado del cableado del sistema Faragauss, de acuerdo a sus especificaciones así como la
continuidad y aislamiento. (torque o apriete de tuercas de zapatas)
2.
Verificación del tipo y modelo de Coplagauss de acuerdo a especificaciones del Faragauss, e ingeniería básica.
3.
Verificación del tipo de conector, instalación y apriete de acuerdo a las especificaciones del Faragauss e Ingeniería
básica.
4.
Verificación del ruteo del cableado entre Faragauss. (evitar paralelismo con fases)
5.
Verificación del ruteo del cableado entre Coplagauss y sus puntos de unión en base a su funcionamiento especificado en
la Ingeniería básica.
6.
Verificación de la identificación de los equipos del sistema Faragauss, la cual deberá coincidir con el diagrama de
Ingeniería básica y la lista de cables.
Considerando que lo anterior se encuentra correctamente a lo especificado en la norma Faragauss y en la Ingeniería básica, se
procederá a conectar en los puntos energizados (previa licencia con LIBRANZA) como son “X0” del transformador de potencia,
neutros de centros de carga, “Tierras Físicas” de “PLC´S” o UPS, etc.
17 . Diagnóstico final del sistema Faragauss instalado.
Una vez efectuada la interconexión de los diferentes puntos a proteger se deberá realizar un levantamiento de las mediciones que
se efectuaron durante la etapa del diagnóstico, a fin de efectuar la comparación de valores, y realizar la tabla comparativa de los
beneficios obtenidos, de “ASI ESTABA LA INSTALACION” sin Faragauss y “ASI ESTA LA INSTALACION” con
Faragauss (antes y después).
161
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S y st e m
18 . Protocolo de entrega-recepción.
Como un documento importante se debe considerar el protocolo Entrega-Recepción, y además el resultado de las pruebas
finales, se debe entregar al usuario con una información completa de los trabajos efectuados en la instalación del sistema
Faragauss, conjuntamente con la garantía del equipo e instalación.
Considerando las políticas establecidas por Faragauss, es responsabilidad del distribuidor autorizado cumplir con un mínimo de
información la cual se deberá efectuar de la siguiente manera:
1.
Diagnóstico previo a la instalación del sistema Faragauss (antes).
2.
Bitácora de instalación (desviaciones, alcances y limitaciones del proyecto).
3.
Diagrama de ingeniería básica.
4.
Diagramas del ruteo del sistema Faragauss (planos del proyecto):
5.
Lista del cableado, indicando el origen y punto final de la interconexión, así como el tipo de conductor.
6.
Diagnóstico final, anexando tabla comparativa de antes de instalar Faragauss y después de la puesta en servicio.
7.
Original de la garantía de 5 años contra defectos de fabricación de los equipos Faragauss, otorgada por AWD de
México, S.A. de C.V.
8.
Garantía de 3 años de la instalación contra vicios ocultos, por parte del distribuidor autorizado o integrador / instalador.
Se deberá efectuar por las partes el acta de Entrega-Recepción, para la cual el instalador y el usuario deberán revisar las
condiciones contratadas contra la instalación efectuada.
ALGUNAS AREAS DE APLICACIÓN DE LA INGENIERIA FARAGAUSS:
1. Generación de energía eléctrica (cualquier tipo de central).
2. Transmisión de energía eléctrica.
3. Distribución de energía eléctrica.
4. Industria pesada, siderúrgica y metal mecánica.
5. Industria de la transformación.
6. Laboratorios, sanatorios, hospitales y centros médicos.
7. Sistemas de telecomunicaciones.
8. Aeronáutica, radares, loranes, radiofaros, etc.
9. Controles electrónicos en general (robótica y automatización).
10. Industria petrolera.
11. Industria turística (hoteles, restaurantes, casinos, etc).
12. Hogares, residencias, oficinas, comercios.
13. Sector militar y de seguridad nacional.
14. Almacenamiento de productos explosivos.
15. Radio, televisión, multimedia, estudios de grabación, etc.
LISTED
TECNOLOGÍA PARA EL SIGLO XXI
¡TODO FUNCIONA MEJOR CON FARAGAUSS!
162
R
S y st e m
19 . Embalaje y transporte de los productos Faragauss ISO-9000/2000.
19.1 Empaque
Los componentes del sistema Faragauss deberán contar con el empaque especificado en el manual de fabricación del sistema
Faragauss liberado por el área de ingeniería de producto, así como la señalética y números de serie de sus componentes.
(códigos de barras) (como se muestra en la foto de abajo)
19.2 Embalaje
Los componentes del sistema Faragauss deberán ser transportados en el embalaje especificado en el manual de fabricación del
sistema Faragauss liberado por el área de ingeniería de producto.
£
Foto 2. Empaque y embalaje Kit Básico y Premium.
Foto 1. Empaque y embalaje de:
Electrodos Faragauss, Bobina,
Coplagauss, Barra de Unión.
Foto 3. Empaque de Punta Pararrayos.
19.3 Comunicación con transportistas
Cada componente del Sistema Faragauss deberá indicar el riesgo o fragilidad para que se respeten durante su manejo y
transporte por la línea que se contrate, así mismo se le deberá hacer del conocimiento el tipo de almacenamiento que deberá
implementar en el supuesto caso de que el transportista requiera efectuarlo.
19.4 Entrega a domicilio
Se deberá contratar el servicio de entrega a domicilio de todos los productos solicitados por el Distribuidor Autorizado, a fin de
evitar manejos o almacenamientos intermedios que degraden los componentes del Sistema Faragauss.
20 . Recepción, almacenamiento y manejo.
20.1 Recepción
20.1.1 Revisión:
Cuando el distribuidor reciba los productos Faragauss deberá revisar cuidadosamente el empaque, así como inspeccionar el
equipo y accesorios para determinar algún posible daño o deterioro.
163
R
S y st e m
20.1.2 En caso de daño o deterioro:
Se deberá efectuar el reclamo de inmediato a la línea transportadora, enviando copia de su informe al corporativo de AWD de
México, para su conocimiento, con las evidencias soportadas con el acta correspondiente así como fotografías y/o video.
20.2 Almacenamiento:
Inmediatamente después de la recepción de los equipos y materiales, se deberá proceder a su almacenamiento.
El área de almacenamiento deberá estar cubierta.
El área de almacenamiento deberá estar diseñada para evitar la entrada del polvo y el agua de lluvia.
El área de almacenamiento deberá tener los estantes suficientes para mantener los componentes Faragauss en niveles superiores
al piso del área.
No se deberá dañar o retirar el empaque original, salvo en casos especiales de alguna duda en su recepción por posible daño o
por su instalación inmediata en algún proyecto.
Se deberán respetar los códigos, números de serie y señalética de control en su almacenamiento e inventario.
No deberán existir sustancias inflamables o explosivas cerca de los equipos, así como aceites, ácidos, etc. que puedan influir
directa o indirectamente en un daño o deterioro total de los componentes Faragauss.
No se deberán almacenar los equipos cerca de fuentes caloríficas que puedan dañar o deteriorar Faragauss.
20.3 Manejo
20.3.1 Uso de guantes
La estructura Faragauss con dispositivo LCR, que a partir de aquí se nombrará Faragauss se deberá sujetar y maniobrar con
guantes de algodón y/o lino, así mismo se deberá evitar hacer contacto con las manos sin los medios antes indicados durante su
instalación o al retirar su empaque original.
20.3.2 Sujeción del Faragauss.
Se deberá evitar golpear o maniobrar con herramientas metálicas, para la instalación del Faragauss.
21 . Características, dimensionamiento y construcción del foso para el Faragauss.
21.1 Importancia de las dimensiones del foso
El Sistema Faragauss tiene como objetivo indispensable la disipación con alta eficiencia de corrientes electromagnéticas en el
suelo, por lo cual es requisito básico y fundamental cumplir con la metrología del foso.
21.2 Dimensiones del foso
Las dimensiones que resultaron de su diseño propio, se deben respetar y realizar de acuerdo a los valores de la tabla 1:
Tabla 1.Dimensiones del foso
Dimensiones en metros
Modelo
FG-25KP01
FG-50D1
FG-300 A
FG-600 A
FG-800 A
FG-1200 A
FG-2000 A
Profundidad
1.05
1.05
1.20
1.20
2.50
2.85
3.25
Lado 1
0.40
0.40
1.00
1.00
1.70
1.70
1.80
164
Lado 2
0.40
0.40
1.00
1.00
1.70
1.70
1.80
R
S y st e m
21.3 Elaboración del foso.
Para mayor rapidez en la realización del foso, recomendamos la utilización de maquinaria ligera.
Las paredes del foso deberán ser verticales, con tolerancia de +/- 5% como máximo.
Se procederá a colocar una capa de 10 cm de tierra tratada y debidamente compactada de acuerdo al procedimiento de esta
norma, la cual funcionará como base de activación de la placa inferior del Faragauss que en lo sucesivo se denominará “Ánodo”.
Foto 4. Elaboración del foso.
Foto 5. Foso compactando la tierra.
(cama anódica)
22 . Preparación del material de relleno.
22.1 Granulometría.
Los materiales (piedras, etc.) mayores de un tamaño de 2 cm se deberán extraer del volumen total del material producto de la
excavación en forma manual o por algún sistema mecánico (criba).
Foto 6. Cribado de
la tierra.
165
R
S y st e m
22.2 Mezcla.
La mezcla se realizará después del papeo o cribado.
Proporción del compuesto: 20 Kg de material producto de la excavación y 1 Kg de FG-MIX
Proporción de humedad: 10% de agua (no contaminada) del peso volumétrico de la mezcla (1 lt por cada 10 kg).
Mezclar el material producto de la excavación con el material FG-MIX-01A o FG-MIX-02A por medio manual (palas) o
mecánico (revolvedora de ½ saco), buscando el mezclado más homogéneo, así mismo se deberá proporcionar la humedad
requerida para que las capas en el momento de la compactación tengan la liga requerida.
Foto 7. Mezcla del compuesto MIX y el producto de la excavación
(tierra).
22.3 Diagrama del procedimiento de preparación del material de relleno.
Observar el diagrama 1 que indica el desarrollo de preparación del material de relleno.
ESTRUCTURA FG
SACOS DE 25 Kg (FG-MIX01-A)
FG-300A
6
FG-600A
8
FG-800A
15
FG-1200A
20
FG-2000A
35
166
R
S y st e m
Diagrama 1: Procedimiento de preparación del material de relleno.
1.- Preparar el material producto de la excavación.
2.- Acribado del material producto de la excavación.
3.- Utilizar 1 kg de FG-MIX por c/20 kgs. de material producto de la excavación. *
* Saco de FG-MIX con 25 kgs. = 500
kgs. de tierra acondicionada.
4.- Utilizar 1 lt. de agua por cada 10 kg de material acondicionado.
5.- Mezclar en forma manual ó mecánica.
No
6.- Mezcla homogenea.
SI
7.- Material con liga adecuada.
SI
FIN
167
No
8.- * Proporcionar humedad.
R
S y st e m
23 . Instalación del Electrodo Faragauss (EF) en el foso.
23.1 Centro geométrico del foso.
Centrar en el foso el Faragauss, debiendo coincidir el centro geométrico del foso con el eje del dispositivo o barreno de la placa
triangular superior de la estructura que en lo sucesivo se denominará “cátodo”.
23.2 Orientación magnética.
En uno de los vértices del cátodo (cualquiera de los tres), con la ayuda de una brújula (en buen estado), se deberá localizar el
polo norte geomagnético, que en lo sucesivo se denominará “PNGM”, de acuerdo con la figura 100.
PNGM
orientar un vértice hacia el
polo norte geomagnético
Centro geométrico
del foso.
Nivelar cada lado del triángulo
y los elementos verticales
Figura 100. Orientación y Nivelación del electrodo Faragauss
23.3 Nivelación.
Después de los pasos anteriores, se procederá a nivelar +/- 1 mm de tolerancia, medidos en las tres columnas verticales y en los
tres lados del cátodo, como se indica en la figura 100.
Foto 9. Nivelación en forma axial
(vertical).
Foto 8. Orientación al Polo Norte.
168
R
S y st e m
23.4 Relleno del foso.
Sin perder el centrado, la orientación PNGM y la verticalidad, se procederá al relleno del foso, en capas de 10 cm (véase figura
101), procediendo a la compactación de éstas, cuidando de no dañar mecánicamente al Faragauss, como se indica en
el siguiente inciso .
o
o
Capas de 10 cm.
compactadas.
o
Figura 101. Relleno del foso
23.5 Nivel máximo del relleno.
El relleno deberá llegar a un nivel máximo de 5 cm. por debajo de la cara superior del dispositivo, de acuerdo a la figura 102:
CARA SUPERIOR
DEL
DISPOSITIVO LCR.
NIVEL DEL TERRENO NATURAL.
NIVEL MAXIMO DEL
RELLENO DE MATERIAL
MEZCLADO.
R
FARAGAUSS
Protección total
Figura 102. Nivel máximo de relleno.
169
R
S y st e m
23.6 Instalación del electrodo Faragauss en terreno rocoso.
x + y = profundidad requerida para el pozo
Recomendable: y > x
Contenedor de ladrillo,
block o roca
Relleno de
tierra natural
Relleno de
tierra natural
x
Nivel del
Terreno
y
Terreno
blando
Compactación del
terreno blando
Terreno
rocoso
Figura 103. Diagrama del foso.
Ejemplos:
Foto 10. Realización del foso en un área
rocosa.
170
R
S y st e m
23.7 Montaje del dispositivo LCR.
En el caso de que se instale el Faragauss sin el dispositivo LCR, por facilitar el paso número 23.3 y 23.4, se procederá a instalar
el citado dispositivo en el momento que se tengan las condiciones de relleno del foso y las distancias suficientes para la
comodidad de maniobras.
Foto 11. Secuencia de Instalación del Dispositivo LCR (se recomienda utilizar guantes)
23.8 Apriete entre la tuerca y rondana plana inferior en el cátodo.
El apriete entre la tuerca inferior y rondana plana para el acoplamiento perno y cátodo, se deberá efectuar hasta tener una
tolerancia tal que una laina de espesor de 0.04mm no deba penetrar.
23.9 Apriete entre la tuerca y rondana plana superior en el cátodo.
Con relación al apriete de la tuerca y rondana superior del dispositivo LCR será efectuando el mismo procedimiento del punto
23.7.
23.10 Apriete de los conectores de cables.
Se deberá realizar un apriete de acuerdo al procedimiento indicado en el punto 23.7. Por ningún motivo se podrá rebasar esa
tolerancia ya que podría dañarse la relación del entrehierro entre dispositivo y perno, así mismo un apriete flojo puede ocasionar
deficiencia del sistema durante su operación y puntos calientes, que pueden llegar a provocar un incremento de la impedancia a
tierra durante el drenaje de una corriente de falla.
23.11 Factor de agrupamiento.
Cuando se monten más de un Faragauss en la misma instalación se deben considerar las limitaciones en el factor de
agrupamiento, es decir, no se deben instalar a una distancia menor de 5 m entre ellos (tomando como extremos los centros
geométricos).
5m
Figura 104. Distancia mínima entre Electrodos Faragauss.
171
R
S y st e m
24 . Colocación y compactación del material de relleno
24.1 Colocación.
La colocación del material mezclado se deberá realizar en forma cuidadosa y lo más aproximado al nivel de su depósito.
No se deberá arrojar por gravedad desde el piso del terreno natural el total de la mezcla, sobre todo en las excavaciones de FG800, FG-1200 y FG-2000 ya que puede dañar el Electrodo Faragauss y/o desalinearse por los impactos, al considerar la
profundidad de los fosos (hacerlo por pasos y por capas).
24.2 Compactación.
La compactación será la correspondiente a un valor de compactación semirígida, y se realizará en forma manual cuidando no
golpear al Faragauss ni que este pierda su centrado, orientación ni verticalidad.
La herramienta deberá ser un pisón con componente de preferencia no metálico en la parte del impacto (revestimiento ahulado
con el fin de no dañar la estructura).
24.3 Diagrama de compactación del material de relleno.
Observar el diagrama 2 que a continuación se presenta indicando el desarrollo de compactación del material de relleno.
Diagrama 2: Procedimiento de compactación de material de relleno para el foso.
Colocación de la
mezcla cerca del
foso.
Depositar el material
mezclado en el foso
en capas de 10cm.
Compactación de la
mezcla en capas de
10cm.
NO
Nivel de relleno
segun inciso 5.5
SI
FIN
172
R
S y st e m
25 . Fabricación y colocación del concreto para el remate del Faragauss.
25.1 Materiales.
En la fabricación del concreto se deberá contemplar la utilización de los materiales siguientes:
a) Agua no contaminada.
b) Arena de río cribada y seca.
c) Cemento con bajo contenido de álcalis.
d) Granzón seco.
25.2 Proporciones.
Las proporciones de los materiales anteriores para lograr un concreto de 100 kg/cm2 (como mínimo), son las siguientes:
a) Cemento = 10 kg.
b) Arena
= 20 kg.
c) Granzón = 20 kg.
d) Agua
= 4 lt.
25.3 Colocación del concreto.
Una vez preparado el concreto de acuerdo al proporcionamiento del punto 24.2 (por medio manual o mecánico con revolvedora
de ½ saco), se colocará sobre el material mezclado e indicado el punto 23.5, hasta el nivel máximo de la cara superior del
dispositivo LCR de acuerdo a la figura 105. Proteger el conector superior de la bobina con cinta másking-tape, para no alterar
las condiciones de contacto.
CARA SUPERIOR
DEL
DISPOSITIVO
CONCRETO.
Protección previa
con masking-tape.
R
FARAGAUSS
Protección total
Figura 105. Colocación del concreto
173
R
S y st e m
Foto 12. Colocación del concreto.
25.4 Acabado.
Se recomienda dar al concreto depositado en el foso un acabado fino, con cuchara o llana.
Foto 13. Colocación de la tapa de registro.
26 . Tapa de registro de las estructuras Faragauss.
26.1 Objetivo de la tapa-registro.
La tapa de registro, es el elemento final de acceso a las estructuras Faragauss, con el fin de realizar las conexiones definitivas o
efectuar mediciones periódicas (foto 14).
NOTA: Determinar acero standard o acero inoxidable antiderrapante.
Foto 14.
174
R
S y st e m
26.2 Instalación a la intemperie en terreno libre (jardín o terreno natural).
Se deberá apoyar la tapa registro con un mortero de concreto de baja resistencia similar al indicado en el inciso 25.2, tomando
en cuenta las canalizaciones del ruteo para los enlaces de interconexión con el Coplagauss o bien con otro Faragauss.
El nivel de la tapa-registro deberá quedar arriba del terreno natural para evitar alguna inundación del foso, humedad que es
recomendable evitar en caso de estancamiento del agua en el área.
Dimensiones y niveles recomendables. Véase figuras 106, 107 y 108.
Es importante la previa presentación del cableado, ya que nuestra ingeniería no admite “cocas” o derivaciones que trabajen
como bobina, por lo que deberá ser lo más recto en su trayectoria a través del PVC y el punto de conexión dispositivo, de
acuerdo a las figuras 109 y 110.
TAPA DEL
REGISTRO.
a= 80cm.
b= 55cm. ó 40cm.
CONCRETO.
Figura 106. Dimensiones del registro.
TAPA DEL
REGISTRO.
NIVEL DE
TERRENO
NATURAL.
DUCTO DE PVC.
TRAYECTORIA
DEL
CABLEADO.
DUCTO DE PVC.
R
FARAGAUSS
Protección total
DISPOSITIVO
LCR.
Figura 107. Dimensiones del registro.
175
R
S y st e m
Figura 108. Dimensiones del registro.
"BUENA CONEXION"
CONECTOR
PVC
DUCTO DE PVC.
CONDUCTOR
R
FARAGAUSS
Protección total
Figura 109. Conexión del dispositivo LCR.
176
R
S y st e m
Figura 110. Mala conexión del dispositivo LCR (por hacer una coca o efecto bobina con el cable).
26.3 Instalación de tapa de registro en interiores.
Se deberá apoyar la tapa registro con un mortero de concreto de baja resistencia similar al indicado en el inciso 25.2, tomando
en cuenta las canalizaciones del ruteo para los enlaces de interconexión con el Coplagauss o bien con otro Faragauss.
El nivel del registro de la tapa-registro deberá ser el mismo del piso. Es recomendable evitar el estancamiento del agua en el
área.
Dimensiones y niveles recomendables. Véase la figura 111.
Figura 111. Instalación de tapa de registro en interiores.
NOTA: Cuando no se requiera la tapa-registro y el electrodo quede ahogado en concreto o material terroso al nivel de
piso terminado o natural, se deberá rellenar una vez que se realicen las conexiones definitivas, debiendo proteger el
conector y cable con un material anticorrosivo, sobretodo cuando tenemos un ambiente altamente corrosivo y húmedo.
177
R
S y st e m
27 . Instalación del sincronizador de admitancias Coplagauss.
Foto 15. Coplagauss
Faragauss.
27.1 Función del sincronizador de admitancias Coplagauss.
El Sincronizador de Admitancias Coplagauss (SAC), que de aquí en adelante se nombrará Coplagauss, está considerado como el
componente complementario del electrodo Faragauss y la interface de conexión entre el Faragauss y los puntos de los equipos a
proteger.
27.2 Sitio para su instalación.
Se deberá localizar el sitio para su instalación, ya sea en alguna pared o en algún soporte auxiliar.
Foto 16. Instalación del
Coplagauss en pared.
Foto 17. Instalación del
Coplagauss en un soporte auxiliar.
27.3 Distancias entre Faragauss y Coplagauss.
Para sistemas de descargas atmosféricas la distancia máxima entre Faragauss y Coplagauss es de 10m para el modelo FGCG05A y de 30 m. para el FG-CG06A.
Para la instalación de la punta pararrayos, la distancia máxima es de 235 m. entre Punta y Coplagauss.
178
R
S y st e m
27.4 Fijación del Coplagauss
Los cuatro barrenos en la parte posterior del gabinete se deben utilizar para instalar el Coplagauss en pared a través de taquetes
mecánicos y tornillos; o en algún soporte auxiliar a través de tornillos adecuados con rondanas de presión (foto 18).
Foto 18.
27.5 Uso de monitores
Los barrenos realizados para el paso de los cables deberán conectarse entre tubería, conduit y gabinete a través de monitores
adecuados para sellar contra polvo (cuidando de puentearlos al gabinete para evitar gradientes de potencial y cumplir la NOM001-SEDE-1999 capítulo 250).
Foto 20. Conexión
a través de tubería
conduit.
Foto 19. Uso de monitores
27.6 Conexiones en los puntos terminales del Coplagauss.
Se debe respetar lo indicado en las leyendas de las terminales del Coplagauss. Centro superior a equipo, centro inferior al
electrodo u otros Coplagauss, extremos al acero de construcción y tuberías (foto 21).
Foto 21
179
R
S y st e m
27.7 Importancia del cableado en las terminales del Coplagauss.
Considerando que el Coplagauss presenta en sus ejes horizontal y vertical un campo magnético (H) y un campo eléctrico (E)
provocando un efecto Hall entre los puntos c y d (figura 112).
27.8 Presentación del cableado en las terminales del Coplagauss.
Los cables en la placa de conexiones no deben cruzar por enfrente. En figura 112.a se muestran las trayectorias que deben seguir
los cables en las terminales del Coplagauss. En la figura 112.b se muestra una instalación incorrecta.
CONEXION "A"
CONEXION "B"
PLACA DE
CONEXION
B
B
C
D
C
A
D
A
TRAYECTORIAS
CORRECTAS.
TRAYECTORIAS
INCORRECTAS.
Figura 112. a) Trayectoria correcta de los cables en las terminales del Coplagauss (A)
b) Trayectoria incorrecta (B)
28 . Instalación del Sistema Pararrayos Faragauss modelo FG-LP50-04(SPR)
28.1 El sistema pararrayos Faragauss consta del siguiente material:
(1) Punta
pararrayos
FG-LP50-04
(1) Mástil y guía de
ondas FG-LP-MTL-01
(1) Aislante
Superior
FG-NYD-01
(1) Aislante inferior
FG-NYD-02
(8) Opresores Allen
FG-OP-01
28.2 Instrucciones de ensamble:
1.
Desempaque los componentes antes mencionados utilizando guantes de algodón o carnaza para no depositar grasa o
aceites orgánicos de las manos sobre los componentes.
180
R
S y st e m
2.
Desmonte el aislante superior (FG-NYD-01) del mástil (FG-LP-MTL-01) liberando los cuatro opresores (FG-OP-01)
con una llave allen de 3/6”, ver figura 113.
Figura 113.
3.
Ensamble la punta con el aislante superior, ver figura 114.
Figura 114.
4.
5.
Introduzca el cable por el aislante inferior y páselo por el interior del mástil.
Sujete el cable a la base de la punta pararrayos con los tres opresores, ver figura 115.
Figura 115.
Llave Allen
6,5 cm
Aislante
superio
r
Cable sin
Forro
Opresores
Mástil guía
de ondas
sin aislante
181
R
S y st e m
6.
Introduzca el ensamble punta / aislante superior (paso 3) al mástil y asegúrelo con los cuatro opresores, ver
figura 116.
Figura 116.
28.3 Recomendaciones para dos casos de montaje de la punta pararrayos FG-LP50-04
Caso 1. Para la instalación de la punta pararrayos sobre un muro, se recomienda utilizar sujetadores tipo omega de 3
pulgadas colocados y distribuidos a lo largo del mástil, como se aprecia en la figura 117.
75 CM
Sujetadores tipos
OMEGA.
Figura 117.
182
R
S y st e m
Caso 2 . Para la instalación de la punta pararrayos en una antena, se recomienda utilizar sujetadores tipo “U” de 3/8” x
4”, utilizando los barrenos correspondientes y tortillería de acero inoxidable con rondana plana y rondana de presión, ver
figura 118.
75 CM
Sujetadores tipo U.
Figura 118.
28.4 Trayectorias a 90° del cableado del sistema pararrayos Faragauss (SPR)
Cuando se pretenda realizar la instalación de una Punta Pararrayos y la trayectoria que deberá seguir el cableado no sea
posible efectuarse en forma recta y deban realizarse cambios de dirección a 90°, se recomiendan los siguientes puntos:
•
•
•
•
Para tener mayor flexibilidad en la realización de las curvaturas se recomienda utilizar tubo liquidtight.
La curvatura que se realice no debe ser menor a 70 cm de radio.
La sujeción de la tubería deberá de realizarse por medio de abrazaderas de un material resistente a la
corrosión.
Si el tubo liquidtight es de varios tramos las uniones entre tuberías deberán tener un bondeo al sistema de
tierras (extremos del Coplagauss).
183
R
S y st e m
Trayectoria de bajada de azotea, ver figura 119.
Abrazadera tipo U
de 3/16", NC
Cable calibre 4 AWG
desnudo.
20 cm
A la estructura del edificio o
extremo del Coplagauss
(De acuerdo a la distancia).
Tubo Liquidtight
de 1 1/2" de
Diámetro
Cable 250 MCM
Aluminio
Oxigenado
1 3/4"
Angulo de Fierro
de 1 1/2" x 1 1/2"
70 cm
20 cm
20 cm
12 cm
6 cm
Placa
Base
Figura 119.
Orificios de 1/2"
Trayectoria de bajada en piso, ver figura 120.
Abrazadera tipo U
de 3/16", NC
Cable 250 MCM
Aluminio
Oxigenado
Tubo Liquidtight
de 1 1/2" de
Diámetro
70 cm
Angulo de Fierro
de 1 1/2" x 1 1/2"
10 cm
12 cm
Placa
Base
Figura 120.
6 cm
Orificios de 1/2"
NOTAS:
a) El soporte de ángulo de fierro deberá ser galvanizado en caliente una vez fabricado. Se deberán considerar los
barrenos ya que el galvanizado se reduce de 1.5 a 2.0 mm.
b) La abrazadera, tuerca y rondanas deberán ser de fierro galvanizado o bien de acero inoxidable. Respecto a los
diámetros se pueden utilizar los comerciales.
c) En caso de requerirse una perforación en el soporte se recomienda utilizar tornillo de acero inoxidable con taquete
de expansión.
d) En caso de que en la superficie no se pueda utilizar taquete, se procederá a soldar la placa base al metal, sin
barrenarla.
e) Todos los soportes se deberán puentear entre sí con un conductor desnudo de cobre calibre 2 o 4 AWG hasta
conectarse con el extremo del Coplagauss a través de su Barra de Unión.
184
R
S y st e m
Trayectoria de cableado de dos puntas pararrayos.
270 m
Área máxima de protección = 37,800 m2 (140 X 270 m)
65
FG-LP50-04
10 m
Nivel de Techo
(puede variar
hacia abajo)
Trayectoria
tipo "S"
18 m (variable)
Trayectoria
tipo "S"
10 m (variable)
65
FG-LP50-04
Coplagauss
Nivel del
terreno natural
L1
L2
L1 y L2 = 30m. (max)
FG-LP50-04
L1 y L2 = 10m. (max)
FG-LP50-05
FG-LP50-06
45º
mínimo
45º
mínimo
63 m
2m
Trayectorias
tipo "S"
2m
2m
63 m
Figura 121. Trayectoria tipo “S”
29 Dimensionamiento del cableado.
29.1 Importancia del dimensionamiento del cableado.
Considerando que la concepción del diseño propio del sistema Faragauss se encuentra referido en la impedancia sobre
frecuencia, resulta importante considerar en el cableado de interconexión del sistema entre los componentes Faragauss dos
importantes conceptos:
Conductor aislado en su eje vertical, campo eléctrico (E).
Longitud limitada en el plano de conexión vertical e ilimitada en el horizontal, campo magnético (H).
29.2 Longitud del cableado de interconexión de los Electrodos del sistema Faragauss.
La longitud del cableado de interconexión del sistema Faragauss debe respetarse de acuerdo a la figura 122.
NOTA 1: Se recomienda usar el conductor FG-CF-26 para interconectar los electrodos del tipo Industrial y el FG-CF-20 para
interconectar entre los electrodos FG-50D1 (Básico).
NOTA 2: La Norma Faragauss NO permite que la interconexión entre Faragauss se realice por arriba del nivel del terreno o
piso, es importante que invariablemente se debe instalar este puenteo en forma subterránea, es decir, por lo menos 30 cm abajo
del terreno natural o piso (en caso de no poder cumplir con este requisito, la altura paralela del cable sobre el suelo no deberá
exceder de 25 cm.)
185
R
S y st e m
TIERRA DE PROTECCION Y SERVICIO
TIERRA DE FUNCIONAMIENTO
XO DE
TRANSFORMADOR
A CARCASA
- 180°
L5
PARARRAYOS
FG-LP-50-XX
B. U.
L5
DUCTO
GUÍA DE ONDAS
B. U.
SAC
SAC
FG-CG-02A
L2
L2
MAX.
FG-600A
FG-800A
FG-1200A
FG-2000A
LONG.
MAX.
85m.
EF
TUBERIAS,
VIGAS,
ESTRUCTURAS,
HILOS A TIERRA.
CONDUCTOR AISLADO DE
ALUMINIO, 250 MCM.
L2 = 235 m
Max.
L3 L1+L2+L3=85m.
B. U.
MAX.
L1
L1
TUBERIAS,
ESTRUCTURAS
METÁLICAS,
TIERRAS
FÍSICAS.
FG-CG-02A
GABINETES,
CARCASAS,
BOTES,
CHAROLAS.
TUBERIAS,
VIGAS,
ESTRUCTURAS,
HILOS A TIERRA.
SAC
SAC
B. U.
FG-CG-02A
L3 L1+L2+L3=85m.
B. U.
L TOTAL MAX. 255m.
(SUMA LINEAL DE LOS
CONDUCTORES DE
PUESTA A TIERRA DEL
CIRCUITO)
SAC
FG-CG-02A
GABINETES,
CARCASAS,
BOTES,
CHAROLAS.
TUBERIAS,
VIGAS,
ESTRUCTURAS,
HILOS A TIERRA.
L4+L5=85m
MAX.
B. U.
A CARCASA
+ 180°
L4+L5=
L4
85 m. Max.
B. U.
L4
A BARRA DE
NEUTROS
PROTECCION CONTRA
DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
TELEFONIA,
REDES DE INF.
PLC´S
B. U.
SAC
A TUBERIAS,
VIGAS,
GABINETES,
CHAROLAS.
B. U.
TUBERIAS,
VIGAS,
GABINETES,
CHAROLAS.
LONG.
MIN. 5m
EF
SAC
A BARRA DE UNION O AL
SISTEMA CONVENCIONAL DE
PUESTA A TIERRA O ACERO DE
REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE
EDIFICIOS, CONECTANDO
SOLIDAMENTE POR MEDIOS
MECANICOS O SOLDADURA.
L1 = 10 m Max.
FG-CG05A
L1= 30 m. Max. FG-CG06A
FG-800A EN ADELANTE.
EF
Figura 122. Longitud del cableado de interconexión del sistema Faragauss.
30 . Conectores y soldadura para el sistema Faragauss.
30.1 Importancia de los conectores.
La longitud del cableado de interconexión del sistema Faragauss debe respetarse de acuerdo a la figura 129, con la finalidad de
lograr un acoplamiento correcto y efectivo. Los conectores serán del tipo “ponchable” o mecánicos; de tipo ciego para no
exponer los hilos del cable y estañados para evitar efectos galvánicos.
30.2 Utilización de soldadura.
Si en la unión de los equipos (estructuras, tuberías, tanques de almacenamiento, etc.) a los conductores de puesta a tierra, se
utiliza soldadura, se recomienda usar tipo bronce/acero de 3/32, 1/8, 5/32 low summing (tipo autógena), cobre/acero de 3/32 AP
SIL cobre (tipo autógena).
30.3 Protección anticorrosiva de los conductores de cobre.
Cuando se remate un cable aislado o conductor, a un conector de aluminio al silicio, se debe proteger anticorrosivamente la parte
del conductor de cobre que no tenga aislamiento y que exceda en el conector, sobre todo en ambientes altamente corrosivos o
húmedos (véase figura 123).
186
R
S y st e m
AREA DE COBRE A
PROTEGER
Figura 123. Área de cobre a proteger anticorrosivamente.
31 . Ductos y protecciones mecánicas del cableado del sistema Faragauss
31.1 Importancia de los ductos y protecciones mecánicas.
Invariablemente se deberá utilizar en un cableado Faragauss, ductería metálica con sus respectivos conectores, que permita la
protección de los conductores.
31.2 Trayectoria subterránea.
En este concepto se deben considerar los tramos o ruteo que normalmente se construyen en jardín, terreno natural y en concreto
existente (véase Notas 1 y 2, inciso 29.2).
31.2.1 Ducto a utilizar.
El ducto a utilizar será de PVC de pared gruesa, del diámetro adecuado de acuerdo al conductor a proteger, y que a su vez
facilite las maniobras de instalación.
31.2.2 Colocación del ducto.
La colocación de este ducto o tubería de PVC, se realizará de las siguientes formas y profundidades:
187
R
S y st e m
31.3 Trayectoria a la intemperie.
En este concepto, nos referimos a los ruteos que se hacen sobre pared, estructura o entre soportes.
31.3.1 Transición de subterránea a intemperie.
Para realizar la transición entre la trayectoria subterránea y una intemperie, se debe realizar un registro, a fin de evitar cambios
de dirección menores a 45° y/o cocas no aceptadas por Faragauss. Las dimensiones recomendadas para una transición de
trayectoria subterránea a intemperie se indican en la figura 124.
31.3.2 Ductería
El ducto utilizado en la trayectoria intemperie debe de ser el clasificado como tubería conduit de pared gruesa con sus conectores
o acopladores, así como monitores para remates en cajas de conexión, ya sea al Coplagauss o barras de unión de las mismas
características de la tubería conduit de pared gruesa.
15 cm
TUBERIA CONDUIT
PARED GRUESA
15 cm
NIVEL DEL TERRENO
NATURAL
5 cm
50 cm
NO MENOR
DE 45°
5 cm
5 cm
DUCTO DE PVC
30 cm
Figura. 124. Transición de trayectoria subterránea a intemperie
31.3.3 Registro
Las paredes del registro se realizarán con block o ladrillo rojo. La tapa de este registro auxiliar debe de sellarse para evitar la
entrada tanto de polvo, roedores, o agua de lluvia.
188
R
S y st e m
31.3.4 Tubería Liquid-tight
Se permite el acoplamiento a través de tubería tipo liquid-tight dentro de una instalación del sistema Faragauss y en especial en
los remates de una tubería conduit con algún gabinete, ya sea Coplagauss, barra de unión o tablero, debiendo utilizar los
monitores adecuados, lo que facilitará la instalación del tipo intemperie o interna, véase figura 125 (se deberá aplicar el puenteo
entre componentes para cumplir la NOM-001-SEDE-1999 capítulo 250.
Figura. 125. Trayectoria a la intemperie
31.4 Trayectorias internas.
Estas pueden realizarse a través de dos medios de canalización o bien en forma combinada.
31.4.1 Ductos.
Deben respetarse las características indicadas en el 31.2, así como lo referido a los cambios de deflexión o trayectorias.
31.4.2 Charolas.
No se permite utilizar las charolas porta cables ya que inducen campos electromagnéticos indeseables a los conductores
Faragauss (separar la ductería Faragauss 1m. mínimo de ellas).
31.4.3 Combinación tubería conduit y charola.
No se permite.
31.5 Trayectorias entre pararrayos y Coplagauss.
Con relación a las trayectorias o ductos para instalar el conductor de interconexión entre la punta de pararrayos y el Coplagauss,
así como del Coplagauss a la estructura Faragauss, la recomendación del diseño Faragauss se vuelve más estricto, en lo que
respecta a los cambios de trayectoria.
Por lo tanto se deben cumplir las siguientes limitaciones:
31.5.1 Trayectoria.
No se deben realizar cambios de dirección menores de 45° con relación a la vertical, véase figura 126.
189
R
S y st e m
31.5.2 Tubería.
El ducto de protección mecánica del cable debe ser tubería conduit de pared gruesa (puentearse al gabinete coplagauss).
31.5.3 Transiciones.
Se aceptan transiciones de cambios de dirección o trayectorias con tuberías liquid-tight sin rebasar lo indicado en el punto 31.5.1
31.5.4 Abrazaderas.
Dependiendo de la altura de la trayectoria se debe rigidizar la tubería conduit cada tres metros como máxima tolerancia entre
abrazaderas.
31.5.5 Longitudes.
45°
No menor de 45° o realizar
la trayectoria lo más
vertical posible.
SAC
EF
FG-800A
Se deberá respetar lo indicado en el punto 28 con relación a su dimensionamiento o longitudes máximas permitidas.
Figura 126. Trayectoria permitida del cableado en un sistema Pararrayo.
31.5.6 Pruebas durante la instalación del sistema Faragauss.
Las pruebas que el instalador debe realizar durante la instalación son las siguientes:
31.6 Foso.
Se deberá revisar el dimensionamiento, verificando sus medidas dentro de la tolerancia permitida
31.7 Estado del Electrodo Faragauss.
Se deberá revisar que el Faragauss no tenga golpes o raspaduras o que no se afecte su protección anticorrosiva.
31.8 Colocación del Electrodo Faragauss.
Se deberá verificar la orientación, alineación y centrado del Faragauss, de acuerdo al inciso 23.
31.9 Polaridad.
Antes de llegar a la parte media del Faragauss con el material mezclado durante el relleno del foso, se deberá verificar la
polaridad de la estructura entre una varilla o referencia metálica, polaridad que debe ser positiva (+), véase la figura 127.
190
R
S y st e m
APÉNDICE V
Cálculos de aislamiento
El aislamiento total viene dado por:
S = reflexión + absorción + período de corrección.
Las ecuaciones de reflexión en dB, desde los tres campos principales, E,H, y un plano de ondas, son:
Donde
µ = permeabilidad relativa con referencia al espacio
G = conductividad relativa con referencia al cobre
d = distancia desde la fuente al aislante (m)
f = frecuencia (Hz)
El término de absorción A es el mismo para las tres ondas; es decir, A = 8,69 (t/δ) dB, donde δ = profundidad de la piel y t = el
grosor del aislante (mm).
Las pérdidas de absorción para una lámina de aluminio de 1 milímetro para diferentes valores de frecuencia y profundidad de
piel, son las mostradas en la siguiente tabla.
δ
A
11 mm
0,8 dB
1 KHz
2,7 mm
3,2 dB
1 MHz
83 µm
105 dB
100 MHz
8,3 µm
1.047 dB
frecuencia
60 Hz
Una regla de oro útil es la de 8,69 dB para cada incremento en la profundidad de la piel del grosor del aislante.
214
R
S y st e m
El término de corrección B para múltiples reflexiones donde el material es el mismo para todos los campos:
B = 20 log (1 –e-2t/G)
Cuando A > 10 dB, B puede ser omitido.
La profundidad de piel, δ = (2/µG)1/2 y el factor de corrección B para muchos materiales aislados finos está dado en la siguiente
tabla en relación a t/δ.
t/δ
B, dB
0,001
-54
0,002
-48
0,004
-42
0,006
-38
0,008
-36
0,01
-34
0,05
-20
215
R
S y st e m
Pérdida de absorción
Dada una cantidad deseada de pérdidas de absorción en una frecuencia conocida, determine el grosor requerido para un metal
conocido.
a) Localice la frecuencia en la escala f y la pérdida de absorción deseada en la escala A. Sitúe una regla a través
de dichos puntos y localice un punto de la escala sin marcas.
b) Privote la regla sobre el punto de la escala sin marcas para varios metales anotados sobre la escala Gxµ. Una
línea que conecte la escala Gxµ y el punto de la escala sin marcas proporcionará el grosor requerido sobre la
escala t.
Deberá tomar ciertas precauciones en el uso de estas tablas con los materiales ferrosos, ya que µ varía con la fuerza
magnetizante.
216
R
S y st e m
Aislamiento del campo eléctrico
Para determinar el factor de reflexión de un campo eléctrico Re:
a) Localice un punto sobre la escala G/µ y localice un punto en la escala numérica.
b) Localice la distancia entre la fuente de energía y el aislante en la escala D.
c) Sitúe una regla entre la escala D y G/µ y localice un punto en la escala vacía.
d) Sitúe una regla entre el punto de la escala vacía y la frecuencia deseada sobre la escala f.
e) Lea la pérdida de reflexión en la escala Re.
217
R
S y st e m
Aislamiento del campo magnético
Para determinar la pérdida de reflexión del campo magnético Rm:
a)
Localice un punto en la escala G/µ para uno de los materiales listados
b) Sitúe una regla entre la escala G/µ y la frecuencia deseada en la escala f.
c)
Lea la pérdida de reflexión del campo magnético en la escala Rm.
218
R
S y st e m
Aislamiento de onda plana
Para determinar la pérdida de reflexión de onda plana Rp:
a)
Localice un punto en la escala G/µ para uno de los metales listados. Si el metal no está listado, calcule G/µ y localice
un punto en la escala numérica.
b) Sitúe una regla entre la escala G/µ y la frecuencia deseada en la escala f.
c)
Lea la pérdida de reflexión del plano de onda en la escala Rp.
219
R
S y st e m
APÉNDICE VI
Nomenclatura de la banda de frecuencia
Banda designada por el
estándar IEEE 521-1984
VLF
Rango de frecuencia
Banda designada (OTAN)
Rango de frecuencia
0-30 kHz
A
0-250 MHz
LF
30-300 kHz
A
0-250 MHz
MF
0,3-3 MHz
A
0-250 MHz
HF
3-30 MHz
A
0-250 MHz
B
250-500 MHz
VHF
30-300 MHz
UHF
300-3.000 MHz
SHF
3-30 GHz
P
230-1.000 MHz
C
500-1.000 MHz
L
1-2 GHz
D
1-2 GHz
S
2-4 GHz
E
2-3 GHz
F
3-4 GHz
G
4-6 GHz
H
6-8 GHz
8-12,5 GHz
I
8-10 GHz
K
12,5-18 GHz
J
10-20 GHz
K
18-26,5 GHz
K
20-40 GHz
K
26,5-40 GHz
K
20-40 GHz
V
40-75 GHz
L
40-60 GHz
W
75-110 GHz
M
60-100 GHz
C
4-8 GHz
X
µ
α
Mm
Sub-mm
110-300 GHz
300-3.000 GHz
220
R
S y st e m
Glosario
AC
Corriente alterna.
BU
Barra de unión Faragauss.
CA /CD
Corriente circulante en charolas.
CC
Centro de carga.
CCM
Centro de control de motores.
CE
Emisiones conducidas.
CNL
Cargas no lineales.
CPU
Central Processing Unit (Unidad Central de Proceso).
CS
Susceptibilidad conducida.
DAT
Distorsión armónica total.
DIN
Instituto Alemán de Estandarización.
EM
Electromagnético.
EMC
Compatibilidad electromagnética.
EF
Electrodo Faragauss.
EMI
Interferencias electromagnéticas.
EMP
Pulso electromagnético- desde una frecuencia nuclear o relámpagos.
EMU
Unidad electromagnética.
EN
Norma española.
ESD
Descarga electrostática.
EMP
Pulso electromagnético- desde una frecuencia nuclear o relámpagos.
FCL
Factor de carga lineal.
FCNL
Factor de carga no lineal.
FFP
Factor de frecuencias de potencia.
FDE
Factor de diseño eléctrico.
GND
Ground (tierra física).
IEC
Comisión Electrotécnica Internacional (International Electrotechnical Commission).
IEEE
Estándar IEEE para la comunicación de datos entre instrumentos de prueba.
ISO
Organización internacional de estándares.
kVAR
Potencia reactivo (kilo volts amperes).
LCR
Arreglo bobina capacitor de resistencia.
LEMP
Pulso electromagnético de relámpagos.
LF
Baja frecuencia - entre 30 y 300 KHz.
LEY DE OHM
La diferencia de potencial entre los extremos del conductor es igual al producto de su resistencia por la
intensidad de corriente.
221
R
S y st e m
MASA
Estructuras metálicas, acero de aconstrucción, tuberías metálicas, charolas, gabinetes, carcasas, etc.
MCM
Mil circular mil.
MRI
Magnetización remanente isotérmica.
MF
Frecuencia media – entre 300 KHz y 3 MHz.
MFF
Modo Faragauss factorizado para el cálculo de corto circuito.
N
Neutro.
NEC 1999
National Electrical Code (NFPA 70) (Código Eléctrico Nacional USA).
NFPA
National FIRE Protection Association (Asociación Nacional de Protección contra Incendios).
NEMP
Nuclear electromagnetic pulse (Impulso electromagnético nuclear).
NOM
Norma Oficial Mexicana.
PNGM
Polo norte geomagnético.
RF
Radiofrecuencia.
RFI
Interferencias de radiofrecuencia.
SAC
Sincronizador de admitancias Coplagauss.
SDA
Sistema de descargas atmosféricas.
SPF
Sistema pararrayos Faragauss.
TEP
Potencial transferido de tierra.
TF
Tierra física.
TFE
Tierra física electrónica “GND”.
TFP
Tierra física de protección a masas.
THD
Distorsión total armónica.
TN
Tierra neutro.
UHF
Frecuencia ultra alta – desde 300 MHz hasta 3 GHz.
UPS
Uninterruptible Power System (Sistema de energía no interrumpible).
VDE
Asociación alemana de ingenieros eléctricos.
VHF
Frecuencia muy alta – de 30 a 300 MHz.
ZT
Impedancia de transferencia de superficie.
222