Puesta A Tierra En Tt , It , Tn

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

PROTECCIÓN EN BAJA TENSIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS 380/220V FRENTE A CONTACTOS ELÉCTRICOS INFORME DE SUFICIENCIA PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO ELECTRICISTA PRESENTADO POR: VfCTOR RAÚL GÓMEZ ALVA PROMOCIÓN 1990-1 LIMA-PERÚ 2003

Dedico este trabajo a: Mis Padres, que desde el cielo junto a Dios me Iluminaron para el desarrollo de este informe, a mis hijos Pablo y Leslie, y a mi esposa Verónica que en todo momento me asistieron con su gratitud y apoyo moral.

PROTECCIÓN EN BA.JA TENSIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS 380/220V FRENTE A CONTACTOS ELÉCTRICOS

SUMARIO

El presente informe tiene como alcance principalmente los tópicos relacionados con la protección de las personas frente a contactos eléctricos en las conexiones de baja tensión 380/220V y dar las recomendaciones de los sistemas eléctricos de conexión a tierra mas conveniente. Para adoptar las medidas de seguridad

a las personas frente a los contactos

eléctricos, es importante conocer el sistema de conexión a tierra del sistema de distribución y entre aquellas conexiones podemos encontrar los sistemas TT, TN, IT, así mismo deberá tomarse en cuenta las instalaciones de los usuarios particulares. Las redes de distribución de baja tensión de nuestro sistema de distribución eléctrica de la ciudad de Lima en su mayor parte están conformadas por un sistema aislado en 220V, es decir no existe ningún punto conectado a tierra en las subestaciones de distribución y en muchos casos tampoco existe un punto de conexión a tierra en las instalaciones de los usuarios particulares. Es nuestro anhelo que este informe ayude a los alumnos y profesionales de la especialidad, a reflexionar sobre la importancia de los requerimientos de puesta a tierra de nuestro sistema de distribución que ayudara mucho para la seguridad de la vida de las personas.

ÍNDICE

Pág. PROLOGO

1

CAPÍTULO! SISTEMAS ELÉCTRICOS DE CONEXIÓN A TIERRA

4

1.1

Sistema Eléctrico TI

6

1.2

Sistema Eléctrico TN

7

1.3

Sistema Eléctrico 1T

9

CAPITULO U RIESGOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

12

2.1

Riesgo de Accidentes Personales

13

2.2

Efectos de las Corrientes Eléctricas en los Seres Humanos

14

2.3

Corriente Eléctrica en Función del Tiempo de Exposición

14

2.4

Tensión Límite de Seguridad

16

2.5

Riesgo de Incendio

17

VI

CAPITULO DI SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS ELÉCTRICOS 18 3.1

Contactos Eléctricos

18

3.1. 1 Contacto Directo

18

3.1.2 Contacto Indirecto

19

3.2

20

Sistemas de Protección contra Contactos Eléctricos Directos

3.2.1 Protección Completa

21

3.2.2 Protección Parcial

21

3.3

23

Sistemas de Protección contra Contactos Eléctricos Indirectos

3.3.1 Sistemas de Protección contra Contactos Indirectos de Clase A (No Nec�ita Corte de Alimentación)

25

3.3.2 Sistemas de Protección Contra Contactos Indirectos de Clase B

3.4

(Necesita Corte de Alimentación)

26

a) Sistema Eléctrico TN

28

b) Sistema Eléctrico TI

30

c) Sistema Eléctrico 1T

31

Frent� de Acción Contra los Contactos Eléctricos Indirectos

34

CAPITULO IV SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA PARA CONEXIONES DE BAJA TENSIÓN

36

4.1

37

Descripción del Sistema de Distribución y Fallas a Tierra.

4.1.1 Sistemas de Conexión a Tierra

37

4.1.2 Fallas a Tierra

39

VII

4.2

Descripción de las Puestas a Tierra

41

4.2.1

Partes de las Puestas a Tierra en un Sistema de Distribución

41

a) Tomas a Tierra

42

b) Línea Principal de Tierra

42

c) Derivaciones de las Líneas Principales de Tierra.

42

4.2.2 Naturaleza y Constitución de los Electrodos.

43

4.2.3 Importancia de una Conexión a Tierra Efectiva

43

4.3

La Puesta a Tierra como Medio de Protección

44

4.4

Parámetros Admisibles

44

CAPITULO V PROTECCIÓN DIFERENCIAL

46

5.1

Principio de Funcionamiento

47

5.2

Normalización de los Protectores Diferenciales

49

5.3

Tipos de Protectores Diferenciales

49

5.3.1

Interruptor Diferencial Tradicional

50

5.3.2 Interruptor Diferencial con Alto Poder de Inmunización (Hpi)

51

5.3.3 Block Diferencial

52

5.3.4 Disyuntor Diferencial

52

5.3.5 Rele Diferencial

53

5.4

Corriente de Ruptura Diferencial

54

5.5

Selectividad Diferencial

54

5.5.1

Condiciones de Selectividad

56

5.6

Conexionado del Protector Diferencial

58

VIII

5.7

5.8

Ubicación de los Interruptores Diferenciales en los Tableros de Distribución de los Usuarios Particulares

60

Protección Diferencial como Sistema Antihurto

62

CAPITULO VI ANÁLISIS DE LOS POSIBLES CONEXIONADOS 380/220V DE LAS INSTALACIONES DE LOS USUARIOS PARTICULARES

63

6.1

Corte y/o Apertura del Conductor Neutro en el Sistema 1N-C

63

6.2

Conductor de Enlace de Potencial de un Sistema Eléctrico TT

66

6.3

Masas de las Instalaciones sin Conexión al Conductor Neutro

66

6.4

Masas de las Instalaciones con Conexión al Conductor Neutro en cada Carga (Similar al Sistema 1N-C)

6.5

Masas de las Instalaciones con Conexión al Conductor Neutro en un Punto (Similar al Sistema 1N-S)

6.6

69

Masas de las Instalaciones con Conexión al Conductor de Protección (Sistema TT)

6. 7

68

70

Caja de Medición de luz y Conductor Neutro Conectados a Puesta a Tierra

73

RECOMENDACIONES

75

CONCLUSIONES

77

ANEXOS

79

A.

CÁLCULOS DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

80

Al

Análisis de las características del terreno

80

A2

Relación entre resistencia de puesta a tierra y corriente de falla

IX

a traves del cuerpo.

82

A3

Formulas para el cálculo de la resistencia de puesta a tierra

84

A4

Premisas para el cálculo.

86

A5

Cálculo de las tensiones de toque y de paso admisibles

88

B

VALORES ASIGNADOS Y RESULTADOS

92

c

CASO PRACTICO DE DIAGRAMAS USANDO PROTECTORES DIFERENCIALES

CI

CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DE INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS Y DIFERENCIALES

D

E

95

99

CÓDIGO IP PARA LA IDENTIFICACIÓN DE LA CLASE DE PROTECCIÓN POR CARCASA

114

NORMAS EMPLEADAS EN ESTE INFORME

116

BlBLIOGRAFÍA

187

PRÓLOGO

El presente informe tiene como alcance principalmente los tópicos relacionados con la protección de las personas frente a contactos eléctricos en las diferentes conexiones de baja tensión de 380/220V y dar las recomendaciones del sistema eléctrico de conexión a tierra mas conveniente TT, TN o IT. El proceso de elección de una protección toma en cuenta primero las caracteristicas de la red en la que va a ser instalada, para lo cual deben adoptarse a los diferentes sistemas de conexión a tierra que puedan existir en una instalación, como son los sistemas TT, TN o IT. En este informe esta referido básicamente a la conexión a tierra de la alimentación de nuestro sistema de distribución eléctrica en baja tensión y las carcasas de las instalaciones de los usuarios particulares. Las redes de distribución de baja tensión de nuestro sistema de distribución eléctrica en su mayor parte están conformadas por un sistema aislado en 220V, es decir no existe ningún punto conectado a tierra en las subestaciones de distribución eléctrica y en muchos casos tampoco existe un punto de conexión a tierra en las instalaciones de los usuarios particulares.

2

De acuerdo a la regla 017.B del nuevo Código Nacional de Electricidad-Suministro que está en vigencia desde el lro de Julio del 2002, se establece el sistema 380/220 V de cuatro hilos con neutro puesto a tierra de manera efectiva, es decir con neutro multiaterrado (conforme se indica en la Nota 2 de la misma regla); tal sistema de tensión en el futuro serán adoptadas por las empresas de distribución eléctrica de nuestro medio para las nuevas electrificaciones. Y como parte complementaria para una mejor seguridad a las personas se utilizara los dispositivos de protección diferencial a fin de dar una mayor protección frente a los contactos eléctricos. Así como se estudiara las puestas a tierra de los usuarios particulares como medio de seguridad de las personas. Terminaremos este prologo con una breve descripción del contenido de este informe en sus diferentes capítulos: En el capitulo I se ofrece una visión general de los diferentes sistemas eléctricos de conexión a tierra así como el sistema mas conveniente para un sistema multi­ aterrado TT, TN, 1T. El capitulo II se refiere al riesgo de la corriente eléctrica y los efectos sobre la misma en los seres humanos considerando los limites de seguridad. El capitulo

m

se trata de un tema importantísimo sobre la protección contra

contactos eléctricos directos e indirectos y las medidas de protección en los sistemas de conexión a tierra TT, TN, IT. El capitulo IV esta referido a los sistemas de puesta a tierra como medio de protección de los seres humanos y la importancia de una conexión a tierra. En el capitulo V se describe la utilización de los equipos de protección diferencial. Terminaremos en el capitulo VI

haciendo un análisis general de los posibles

3

conexionados de las masas de las instalaciones de los usuarios particulares en los diferentes sistemas de conexión a tierra mas conveniente. Nota: A fin de fundamentar conceptos, se incluirán en el presente informe referencias a las recomendaciones internacionales del IEC, normas alemanas VDE, normas españolas UNE y así como el Código Nacional de Electricidad a fin de complementar la información suministrada.

CAPÍTULO! SISTEMAS ELÉCTRICOS DE CONEXIÓN A TIERRA

Para adoptar las medidas de protección contra contactos eléctricos y sobre intensidades, es importante conocer el sistema de conexión a tierra tanto del sistema de distribución así como de las instalaciones de los usuarios particulares. Los sistemas de conexión a tierra depende de cómo son las conexiones a tierra de la red de distribución que podrían ser los sistemas TT, TN, IT y de las masas o partes metálicas de las cargas. La protección deben adaptarse a los diferentes sistemas de conexión a tierra que podría existir en una instalación eléctrica. Las normas IEC 60364-4-41 "Electrical installations of buildings - Part 4-41: Protection for safety - Protection against electric shock" y UNE 20460/4-41: "Instalaciones eléctricas en edificios. Parte 4: Protección para garantizar la seguridad, Parte 41: Protección contra los choques eléctricos", señalan los sistemas

de distribución posibles de conexión entre el punto neutro del transformador y tierra, y entre las masas metálicas de las cargas y tierra llegándose a establecer las

siguientes codificaciones: TT, TN, IT.

5

Primera Letra Designa la situación de la puesta a tierra de la fuente de energía

T

Se requiere puesta a tierra directa.

I

Partes activas aisladas con respecto a

(Transformador de distribución).

tierra o conectado a través de una impedancia.

Segunda Letra Designa la situación de las masas

T

Masas conectadas directamente a tierra

de

N

Masas de las cargas conectadas al

conductoras

de

las

cargas

utilización con respecto a tierra

neutro de la fuente de energía.

Otras Letras Eventuales

s

Neutro (N) y conductor de protección (CP), conductores separados

C

Neutro (N) y conductor de protección

Situación relativa del conductor

(CP) funciones combinadas en

neutro y del conductor de protección

solo conductor (CPN). C-S

un

Neutro y conductor

de protección

tendidos

parcial

en

forma

como

conductor CPN y en parte separados.

6

La utilización de cualquiera de estos sistemas, esta definido por varios aspectos como pueden ser: las normas de cada país, la continuidad de servicio, flexibilidad para la ampliación de las instalaciones, mantenimiento, etc. Empezaremos a describir cada sistema de conexión a tierra tales como se indica continuación:

1.1

Sistema Eléctrico TT

El Código Nacional de Electricidad-Suministro vigente, en la regla O 17 .B establece el sistema de distribución de baja tensión 380/220 V de cuatro hilos multi aterrado. Este sistema corresponde al sistema de conexión a tierra tipo TT, el cual se describe a continuación. En el sistema TT el neutro del transformador está conectado directamente a tierra. Las masas o partes metálicas de las cargas o de las instalaciones de los usuarios están interconectadas entre si y puestas a tierra en un solo punto separado de la puesta a tierra del neutro del transformador Fig. 1. 1. En este sistema las intensidades de defecto fase-masa o fase-tierra pueden tener valores inferiores a las de cortocircuito, pero pueden ser suficientes para provocar la aparición de pequeñas tensiones que podrían ser peligrosas. En general, el circuito por donde circula la falla, incluye resistencia de paso a tierra en alguna parte del circuito de defecto. Es decir no se tienen en cuenta las posibles conexiones entre ambas zonas de toma de tierra para la determinación de las condiciones de protección. Este sistema por la simplicidad de su implementación, es el mas utilizado a nivel mundial en distribución publica en baja tensión.

7

,,,-----...-------------------L3 MT/BT

,____________...,________ L2

'-..,......_+-""'------------1-+--+---------L1 1---t-1--------- N

r--, ... --1 1

1 1 1

(:})

------------ CP

(-��) MASA

Fig. 1.1 Sistema TI:

1.2

El conductor neutro (N) y el de Protección (CP) independientes

Sistema Eléctrico TN

En este sistema eléctrico el neutro del transformador está conectado a tierra y, las masas metálicas de las cargas están conectadas entre si y puestas al neutro. Podemos encontrar tres variantes de sistema eléctrico básico TN:

Sistema TN-S:

Neutro (N) y el conductor

de protección (CP) de la

instalación, separados (CP y N), Fig. l.2. Sistema TN-C:

Neutro (N) y el conductor de protección (CP) de la Fig. 1.3, son uno solo (CPN). El conductor denominado CPN sirve a la vez de neutro y de conductor de protección,

Sistema TN-C-S:

Fig. 1.3.

El conductor neutro (N) y el de protección (CP) tendidos en forma parcial como un solo conductor (CPN) y en parte separada (CP y N) Fig. 1.4.

8

Ante fallas de fase a tierra, los sistemas TN-C y TN-S generan corrientes muy altas, similares a las de un cortocircuito, lo cual tiene desventaja de aumentar los riesgos de incendios, daños a los equipos y disturbios electromagnético.

MT/BT

,,..--�--------------------L3 -------------------L2 "l--------------..--1--1---------u •-----------1---1-1----------N

t-------------1'�

-

------------ CP

1 ¡

1

,...._..,....•, -+--+---+--,

/ J::)

MASA

El conductor neutro (N) y el de Protección CP (tierra) separados.

Fig.1.2 Sistema TN-S:

i------------+--------- L2 L3

t------------T1

,1\

\.::"··

1

.

L1

CPN

MASA

Fig. 1.3 Sistema TN-C:

El conductor de neutro (N) y el de protección CP (tierra) comunes (CPN).

9

)o------+------+-----__¡..----L2

MT/BT

,,...-�--------------------- L3

'-1--------+--+----,-...,.......,¡-----i--+-----CPN -1

CP 1

(J)

:;i........

CPI

11-.

L1

"-�-----�-,�--�-, N

-t,,.-...¡..-i-,.,--T·-- -- ------

CP

,, MASA

MASA

MASA

Fig. 1.4 Sistema TN-C-S: El conductor neutro y el de protección tendidos en forma parcial como conductor CPN y en parte separada.

1.3

Sistema Eléctrico IT

El neutro del transformador no está conectado sólidamente a tierr� puede estar totalmente aislado o unido a tierra por medio de una impedancia de alto valor . Las masas conductoras de la utilización están Interconectadas entre sí y puestas a una tierra com� o Conectadas a tierras separadas. Este sistema es recomendable utilizarlo en algunas aplicaciones especificas donde es imperativa la continuidad de servicio, tales como hospitales y algunos procesos industriales, donde una interrupción de la alimentación por alguna falla puede tener consecuencias graves.

10

En este sistema la intensidad resultante de un primer defecto fase-masa o fase-tierra, tiene un valor pequeño que no provoca la aparición de tensiones de contacto peligrosas.

MTi13T

"--"------......-+-+-----..-+--+--------

r--------r,

'f .

1

-

----,

-----------

L3 l2 L1 CP

Fig. 1.5 Sistema IT: Tierra común

L3 L2

.....__,,,,.___."'-------,-Hr-----,...-r--r------- u

r--,

r--, 1

1 \

MASA

MASA

Fig. 1.6 Sistema IT: Tierras separadas

11

Este sistema de conexión a tierra corresponde en la actualidad al sistema de distribución de energía eléctrica de la ciudad de Lima, con la salvedad de que el neutro del transformador no está conectado a tierra lo que equivaldría en todo caso que la impedancia a tierra es muy alta. Asimismo cabe señalar que las masas o partes metálicas de las cargas de las instalaciones particulares en su mayoría no están conectadas a tierra.

CAPiTULO U RIESGOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Sabemos que uno de los objetivos de este informe es asegurar la protección de las personas contra los efectos fisiológicos de la corriente eléctrica frente a los contactos eléctricos por lo que en este capitulo trataremos sobre el riesgo y cfocto de la corriente eléctrica,. Es necesario que los dispositivos de protección de las instalaciones reúnan las condiciones de protección

contra contactos directos e

indirectos que se vera en el capitulo 111 y la protección por función diferencial capitulo V. La corriente eléctrica siempre tiene cierto riesgo para las personas, las instalaciones particulares, así como también para las redes de distribución� siendo uno de los principales el riesgo de incendio, puesto que los incendios son producidos por algún defecto de las instalaciones eléctricas, ya sea por rotura accidental del ah,lamicnto del conductor, envejecimiento y rotura de aislante 6 por el mal dimensionamiento de los cables, con lo cual se acelera el proceso de envejecimiento.

13

2.1

Riesgo de Accidentes Personales

La corriente eléctrica puede producir daños fisiopatológicos en las personas: tetanización, quemaduras externas, internas, fibrilación ventricular y paro cardíaco. Los daños sufridos por las personas dependen de la intensidad y del tiempo de paso de la corriente, y a su vez esta corriente depende de la tensión de contacto, así como de la impedancia que encuentra durante su recorrido a través del cuerpo humano. La impedancia depende del trayecto de la corriente a través del cuerpo, de la frecuencia y de la tensión de contacto aplicada, así como de la humedad de la piel. De la Fig. 2.1 se entrega las variaciones de la resistencia del cuerpo humano, en función de la tensión de contacto y el estado de la piel y se consigue los siguientes valores medios para la resistencia del cuerpo humano, a la frecuencia normal de 50Hz y tensión de 250V: 1600 n En medio seco,

800 n en medio húmedo,

200 n si el cuerpo está sumergido, etc.

R (Kll) 4

�-

3

�

1

el húmeda �Piel molad• 2550

Plel sumergl

•

• •

250

380

Uc(v)

Fig. 2.1: Variación de la resistencia del cuerpo en función de De la tensión de contacto y el estado de la piel.

14

2.2

Efectos de las Corriente Eléctrica en los Seres Humanos

Los efectos de la corriente en función de la intensidad, para frecuencias entre 15 y I00HZ se definen en la siguiente tabla 2.1 de acuerdo a la IEC 60479 ''Effects of current passing through the human body"

TABLA 2.1: Efecto de la corriente eléctrica a través del cuerpo humano

Ligero cosquilleo, límite de percepción

0,5

Choque violento pero sin perdida del control muscular

6

Nivel de agarrotamiento muscular (tetanización)

10

¡Fuerte dificultad respiratoria

15

!Nivel de parálisis respiratoria

30

Nivel de fibrilación cardiaca irreversible

75 100

2.3

Corriente Eléctrica en Función del Tiempo de Exposición

Dependiendo de la amplitud de la corriente eléctrica que circula por el cuerpo de una persona que está sometida a un contacto eléctrico, y del tiempo de exposición a este, los efectos sobre el individuo pueden ser imperceptibles, o bien, mortales.

15

La norma IEC 479-1, estableció zonas de riesgo, en función de la magnitud de la corriente, y el tiempo de exposición a esta. Estas zonas de riesgo son mostradas en la Fig. 2.2. Se observan las zonas indicadas con los números del 1 al 4, para intensidad de la corriente alterna de 15 a l00Hz ante diferentes duraciones de paso (t) de la corriente (IM). En las Zonas 1 y 2 existen ciertos riesgos pero que no son peligrosos; pero si deben distinguirse sobretodo las Zonas 3 y 4 en las cuales el peligro es real: Zonal

Habitualmente ninguna reacción.

Zona2

Se percibe la corriente sin efectos peligrosos directos y el accidentado puede conservar el control muscular.

Zona3

Habitualmente ningún daño orgánico. Probabilidad de contracciones musculares y de dificultad en la respiración.

Zona4

Además de los efectos de la zona 3, la probabilidad de fibrilación ventricular.

Aumentando la intensidad y el tiempo de exposición, se producen efectos tales como: paro cardiaco, paro respiratorio y quemaduras graves. Cabe destacar que con 30mA de corriente, no se llega a la zona 4 y para tiempos menores a los 400ms ni siquiera se llega a la Zona 3 que es la zona de real peligro. Por lo tanto, se considera que un dispositivo de protección diferencial instantáneo, de alta sensibilidad como es el caso de 30mA, no permite que la corriente sobrepase este límite, evitando que la corriente que puede circular a través del cuerpo humano cause algún daño. Mas adelante en el capitulo V abarcaremos sobre este tema de la protección diferencial.

16

t' .

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200()·

1000 500 ffi>· 100

50 2(L

O�l ,O,2 O,S t

2

5 10 20

50

soo 200 500 1,f)OO mA 10000 ..

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.l ..;. --

Fig. 2.2: Zonificación de los efectos de la corriente en función de la intensidad y del tiempo de exposición.

2.4

Tensión Límite de Seguridad

La tensión de toque o de contacto, es decir la diferencia de potencial entre las masas, carcasas o partes metálicas y tierra, no debe sobrepasar la tensión límite de seguridad, tensión por debajo de la cual no hay riesgo para las personas. En la norma IEC 60364-4-41 "E/ectrica/ installations of buildings - Part 4-41: Protection for safety - Protection against e/ectric shock" y UNE 20460/4-41: "Instalaciones eléctricas en edificios. Parte 4: Protección para garantizar la seguridad, Parte 41: Protección contra los choques eléctricos", según las condiciones del entorno, particularmente en presencia o no de agua, la tensión alterna límite de seguridad es de: •

50 V Para los locales secos .

17

•

24 V Para los locales húmedos.

•

12 V Para los locales mojados, por ejemplo, para las obras en el exterior.

Cabe señalar que las denominaciones: seco, húmedo o mojado, están referidas a las condiciones del lugar; es decir, podría tratarse de un terreno seco pero que circunstancialmente esta mojado, entonces en tales condiciones la tensión limite debe ser 12V.

2.5

Riesgo de Incendio

Un conductor con aislamiento deteriorado, que se encuentra con una carga normal, si se presenta una corriente de fuga de tan solo 300mA, puede calentar el aislamiento e ir deteriorándolo, quedando finalmente el conductor desnudo; con

lo cual

se

puede producir un accidente por la formación de un arco cuyo calor excesivo puede inflamar el aislante y todo material inflamable que se encuentra en el entorno.

CAPITULO 111 SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS ELÉCTRICOS

3.1

Contactos Eléctricos

El paso de la corriente eléctrica por el cuerpo humano puede producir quemaduras graves y muerte por asfixia o paro cardiaco. Para que circule corriente por el cuerpo humano, una de las condiciones que deben cumplirse es que éste forme parte de un circuito eléctrico ya sea por CONTACTO DIRECTO o CONTACTO TNDIRECTO, definido por la norma IEC 60364.

3.1.1 Contacto Directo Los contactos eléctricos directos son aquellos que pueden producirse cuando la persona entra en contacto con partes de un circuito o instalación, por los cuales normalmente circula corriente eléctrica. Por ejemplo, cables sin protección aislante, o protección insuficiente al alcance de las personas; cables desnudos próximos a andamios o estructuras, etc. A mayor duración del contacto, mayor riesgo. A mayor intensidad, mayor riesgo.

19

La intensidad de la corriente que circula por el cuerpo de la persona depende de su resistencia interna y de la resistencia del contacto

en ese punto. Para la

consideración de accidentes, se debe tener en cuenta el peor de los casos, esto significa, una resistencia de contacto casi igual a cero.

L2 L1

.,,.,��. ?/.,·: ... -_,.-....:.::.:·__ ..,__- ·-::·.=--

.:::.;-.. ._.

Fig. 3 .1:

Contacto Directo

3.1.2 Contacto Indirecto

Los contactos eléctricos indirectos son aquellos que se pueden producir con elementos metálicos que, en condiciones normales esta desenergizada, pero por error en la instalación eléctrica o defectos en el aislamiento pueden estar en contacto con partes con tensión. Los contactos accidentales del tipo indirecto, son los más difíciles de prevemr, puesto que no ocurren por negligencia del usuario, smo por una falla de la

20

in talaci n� p r lo tanto,

n ditl ilment

vit bl

in pt au ion

tomada

n ln

etapa del di ei\o y la manutención de la in talo ión. n

t ca

el umbral d peligro ien detet·n inado por lo t nsión. lfmite de

seguridad, e decir para qu

no e. i ta p ligro la t n ión d

alo1

inferior a dicha ten ión� de acu rdo a l

Fig. . 2:

3.2

Sistemas de Protección co11t1•a

n la norma DIN VDE O l 00, Parte 41

direct

ntact

ot 1·gnd

contacto d be s r

n I npitulo ... .4.

lndir t

011tactos Eléctricos Dh-ectos

o.

e de cribe la pt·otección contra ·ontu •to

de parte activa , es una exigencia básica que e impone a las instalaciones

eléctrica y cuadr

tabler

de distt·ibución. E ta protección debe p1·everse siempre

sin ten r en cu nta el valor de In ten ión, deben tomarse n edidas destinudus u proteger a la p r ona c ntra los peligros que puedan resultm· de un contacto con

partes normalmente bajo tensión. in

mbargo exi te w1a excepción en que no es nece ru·iu una protección de estu

21

naturaleza cuando se emplea una tensión reducida de protección de hasta 25VC.A. ó 60VC.C. La protección contra contacto directo puede ejecutarse de 2 formas:

3.2.1 Protección Completa La protección completa se logra mediante aislamientos, carcasas, envolturas, revestimientos y similares, a cuyo efecto en las normas para la construcción, selección de equipos o montaje se determina cuál es el grado de protección mínimo que debe alcanzarse. De acuerdo a la norma DIN VDE 0100-410 tiene que aplicarse una

clase de

protección mínima IP2X ó IPXXB ver anexo D.

3.2.2 Protección Parcial Sólo es una protección contra contactos accidentales y en ningún caso contra contactos voluntarios de partes activas. La protección parcial se logra con cubiertas, barreras, rejas, listones de protección o similares con una clase de protección IP2X ó menor ver anexo D. Esta protección solo se admite en locales de trabajo eléctrico y recintos de uso eléctrico cerrados de acuerdo con la norma DIN VDE O100-731. En casos especiales se puede desistir de aplicar la protección contra contacto directo cuando las combinaciones de aparatos de maniobra se instalan en locales de uso eléctrico o en recintos de trabajo eléctricos cerrados. En la Tabla 3.1 se muestran los sistemas de protección contra los contactos eléctricos directos:

22

TABLA3.l SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS ELÉCTRICOS DIRECTOS Distancias mínimas, alejand0 Interposición las

partes

activas

de

que sea imposible un contacto accidental

manipulación

de

O

de

las

la obstáculos que impidan partes activas por medio

instalación a una distancia tal todo

fortuito con las manos

de Recubrimiento

contacto de con

un

las apropiado,

aislamiento capaz

de

por la partes activas de la conservar sus propiedades

obietos . •, ., msta 1ac10n.

conductores.

· con e 1 tiempo, y que limite

la

corriente

de

contacto a un valor no superior a 1 miliamperio.

Se considerará zona alcanzable con -la mano la que, medida desde donde ésta pueda situarse, esté a una distancia limite de 2.50mts. por arriba, 1.00 mts. lateralmente y 1.00 mts. hacia abajo, ver Fig. 3.3. En caso que alguna persona invada la zona establecida por las distancias mínimas o se sobrepasen los obstáculos, inevitablemente se producirá un contacto eléctrico directo, con el consiguiente accidente. Cabe mencionar por otro lado que la norma IEC60364 cláusula 412.5, recomienda adicionalmente la desconexión

automática

mediante el uso de dispositivos

23

Fig. 3.3: Distancias alcanzables con la mano

diferenciales con una sensibilidad Is de 30mA o menos, especialmente en los circuitos de tomacorrientes por ser los de mayor riesgo. En este caso el dispositivo de protección diferencial se instalara en el tablero eléctrico. Esta ultima recomendación es aplicable para cualquier sistema de distribución: TN, TT ó 1T y se considera obligatoria· en los Reglamentos Eléctricos de varios países del mundo.

3.3

Sistemas de Protección contra Contactos Eléctricos Indirectos

Los materiales aislantes con el tiempo pierden su aislamiento y en tales circunstancias puede ocurrir algún Contacto Indirecto, para lo cual se deberá tener en cuenta la protección contra contactos indirectos.

24

Se consideran protección contra contactos indirectos a todas las medidas que se deben tomar además de la protección básica (Por ejemplo, "Protección contra contacto directo mediante aislamiento básico"). Estas medidas deben evitar que al producirse una falla de aislamiento pueda derivarse a través de las personas o seres vivos útiles una tensión de contacto peligrosa de los ele�entos en servicio. En la actualidad, de acuerdo con las normas IEe 364-4-41 y DIN VDE 0100-410, se considera peligrosa toda tensión superior a las siguientes: >

SO V de corriente alterna ( Valor Eficaz) ó

>

120 V de corriente continua.

En ambos casos se trata de tensiones con respecto a tierra . En redes no puestas a tierra, en caso de cortocircuito a tierra, será la tensión que se presenta en el resto de los conductores con respecto a tierra. En algunos casos de aplicación

específicos,

podrán

tenerse

limites

de

tensión considerablemente menores, por ejemplo, en explotaciones agrícolas y en hospitales se consideran como peligrosas las tensiones de contacto mayores que 25V de e.e. ó de e.A Independientemente de los limites de las tensiones peligrosas de contacto, siempre se requiere una protección contra contacto indirecto, es decir para tensiones a partir deOV.

25

Los sistemas de protección contra contactos eléctricos indirectos pueden ser de dos Clase A o de clase B. Mientras los primeros están basados en impedir la aparición de defectos o hacer que el contacto resulte inocuo (usando tensiones no peligrosas), los segundos están basados en la limitación de la duración del contacto mediante dispositivos automáticos de corte (diferenciales, etc.). En general, se debe adoptar un sistema de protección de clase B, siendo los de clase A apropiados para ciertos equipos, m�teriales o partes de una instalación, pero no como sistema de protección general.

3.3.1

Sistemas de Protección contra Contactos Indirectos de clase A (No Necesita Corte de Alimentación)

Este sistema consiste en tomar disposiciones destinadas a suprimir el riesgo mismo, haciendo que los contactos no sean peligrosos, o bien impidiendo los contactos simultáneos entre las masas y elementos conductores, entre los cuales pueda aparecer una diferencia de potencial peligrosa, y se logra de la manera siguiente: 1.

Separación de circuitos, mediante transformador de aislamiento.

2.

Empleo de pequeñas tensiones de seguridad, mediante un transformador de seguridad: 50 V en emplazamientos secos 24 V en emplazamientos mojados.

3.

Separación entre las partes activas y las masas accesibles por medio de aislamientos de protección o aislamiento reforzado. (espesores mínimos y calidad del aislamiento).

26

4.

Inaccesibilidad simultánea de elementos Conductores y Masa; disponiendo, separando o interponiendo obstáculos; convenientemente para evitar tocarlos simultáneamente.

5.

Recubrimiento de las masas con aislamientos de protección; ya sea recubriendo directamente las partes metálicas o mediante el aislamiento del lugar de trabajo.

6.

Conexiones equipotenciales; uniendo todas las masas de la instalación entre sí y a los elementos conductores simultáneamente accesibles, para evitar diferencia de potencial peligrosas entre ambos.

3.3.2

Sistema de Protección contra Contactos Indirectos de Clase B (necesita Corte de la Alimentación)

En los sistemas de protección de clase B consiste en la puesta a tierra directa o la puesta a neutro de las masas, asociándola a un dispositivo de corte automático, que origine la desconexión de la instalación defectuosa. Como dispositivos de corte automático asociados a la puesta a tierra de protección, en instalaciones con neutro a tierra o flotante pueden ser utilizados fusibles o disyuntores, siempre que sus características sean adecuadas. El empleo de estos dispositivos exigirá que la impedancia de falla tenga un valor extremadamente bajo y el valor de la resistencia de la tierra de protección debe ser tal, que no permita la aparición de tensiones que excedan los valores de seguridad. En general, esto sólo

27

será posible obtener cuando el terreno sea buen conductor y cuando en la red exista un gran número de puestas a tierra de servicio. En instalaciones en que la impedancia de falla y la puesta a tierra de servicio tenga valores tales que no permitan el cumplimiento de lo expresado en el párrafo anterior, se podrán utilizar como dispositivos asociados a los de corte automático, los protectores diferenciales. La sensibilidad de los protectores diferenciales está dada por el valor mínimo de corriente de falla, a partir del cual opera el dispositivo. El valor de la resistencia de la puesta a tierra a que debe asociarse un protector diferencial, se determinara de acuerdo a la sensibilidad de este y debe cumplir la relación : R = Vs/Is Siendo:

(3.1)

Is

El valor de la sensibilidad del diferencial en Amperes

Vs

El voltaje de seguridad de acuerdo al capitulo 2.4

R

La resistencia de puesta a tierra de protección.

Para eliminar la falla y evitar que se produzcan daños a las personas debido al valor y al tiempo de duración de una tensión de contacto superior a Vs, la norma IEC 60364 define las reglas y los dispositivos de protección diferencial a instalar dependiendo del tipo de la conexión a tierra del sistema de distribución utilizado y dentro de esta clase encontramos los siguientes sistemas de conexión a tierra: TN, TT o IT.

28

a)

Sistema Eléctrico TN

Puesta a neutro de las masas y dispositivos de corte por intensidad de defecto Id. Los defectos de

aislamiento se transforman en cortocircuitos entre fase y neutro,

provocando el funcionamiento rápido de los dispositivos de corte. En este caso la desconexión automática para la protección de las personas ante riesgos de contacto indirectos la realizan los interruptores automáticos (termo magnéticos). Para asegurar esto, luego de la puesta en marcha de la instalación, se deberá tener muy bien supervisados el sistema de puesta a tierra y todos los conductores de protección. Además cualquier modificación o ampliación que se haga en una instalación con sistema TN requerirá de cálculos precisos a fin de garantizar la actuación de los interruptores automáticos dentro de los tiempos adecuados para mantener el nivel de protección a las personas, ( según norma IEC 60364-41C para una tensión fase a neutro

de 220 ó 230Voltios, el tiempo máximo de desconexión

permitido es 0.2 segundos). En sistemas TN-S, mediante el uso de protectores diferenciales de sensibilidades adecuadas, se puede evitar los cálculos y simplificar la ejecución de modificaciones o ampliaciones sin perjudicar la seguridad de las personas además prevenir los riesgos de incendio de origen eléctrico.

29

MT/BT

----------+--------,

i......--------------+----L2 I

A'

,�------------�----4----------- ! 7

L3

L1

1---- CPN ,

1 I 1 1 1 1 Id! I 1 1 1 1 1 I 1 L ---------...--

1

1

1 1 1 1 1 1

Rn -· .

,...i....:¡

\� --

Fig. 3.4: Sistema 1N-C

MTffiT

----1:---- -------n ♦

rr-----------r ---· f1_____ L -----•----7¡ 1 1 1 1 1 1

l Rn(_=-)

Id

1 1 1 1 1 1 L

1 1 1 1

___________

,........

-•v• • • •

Fig. 3.5: Sistema 1N-S

L3 L2 L1 N

CP

30

b)

Sistema Eléctrico TT

La aparición de un primer defecto de aislamiento provoca una tensión e intensidad de defecto Id de duración limitada, ya que se produce el disparo del dispositivo automático de corte. La desconexión automática para la protección de las personas ante los riesgos de contactos indirectos la realizan los protectores diferenciales. La sensibilidad Is del protector diferencial es el parámetro que define la corriente de falla a tierra para la cual este dispositivo actuara desconectando automáticamente el circuito bajo falla situado aguas abajo. Se obtiene de la siguiente ecuación:

Is < Vs/R

Siendo:

(3.2)

Is

El valor de la sensibilidad del diferencial en Amperes

Vs

El voltaje de seguridad de acuerdo al capitulo 2.4

R

La resistencia de puesta a tierra de protección adonde están conectadas las masas conductoras de las cargas

Vemos que, si R aumenta, se necesitaran diferenciales mas sensibles, es decir, de menor corriente de actuación. Por esto, el uso de los protectores diferenciales de 30mA

de sensibilidad e instantáneos mejora de manera muy significativa la

protección de las personas contra contactos indirectos, particularmente cuando el valor de la puesta a tierra es muy alto o cuando, en el peor de los casos, no existe conductor de puesta a tierra.

31

El sistema TI es más usado a nivel mundial en distribución pública porque mediante el uso de protectores diferenciales se logra, de una manera más sencilla, un alto nivel de protección para las personas. Además, no hace falta un continuo monitoroo durante la operación, sólo el control periódico del buen funcionamiento de los protectores diferenciales apretando el botón de "TEST' incorporado en su parte frontal.

1

t

Id

1

1 1 1 t
e)

'r 1

- -

L3 L2 L1 N CP

1 T1 1 1 1 1 1

,.-J �.__E__-.,.·.-)

Ru

Sistema TI

Sistema Eléctrico 1T

La aparición de un primer defecto de aislamiento provoca una corriente de defecto pequefla que no es capaz de generar tensiones de defecto peligrosas. Si el primer defecto no ha sido subsanado y aparece simultáneamente un segundo defecto, se produce un cortocircuito que provoca la intervención de los dispositivos de corte y la desconexión automática. Es obligatoria la conexión equipotencial del conductor de protección a todas las masas metálicas importantes, estructuras, tuberías, etc. Este

32

sistema es apropiado para proteger cualquier instalación, siempre que se disponga de transformador propio para aislar eléctricamente el sistema de distribución con las instalaciones particulares y tiene la ventaja de que no detiene el proceso al primer defecto. En estos casos , la desconexión automática para la protección de las personas ante riesgos de contactos indirectos la deberán realizar: l. Los Interruptores Termo magnéticos Fig. 3.7 : En caso que las masas conductoras de las cargas involucradas en las dos fallas estén interconectadas y puestas a tierra común (es el caso similar a TN), según la tabla 41 C de IEC60364, para una tensión fase-fase ( neutro no distribuido ) de 240V, el tiempo máximo de desconexión permitido es 0.4 segundos. la:

Corriente de defecto a la primera falla de aislamiento. Es muy pequeña, del orden de los miliamperios.

lb:

Corriente de defecto a la segunda falla. Es muy alta, del orden de los kiloamperios.

Il. Los Protectores Diferenciales Fig. 3.8:

En

caso

que

las

masas

conductoras de las cargas involucradas en las dos fallas estén conectadas a tierras separadas. La sensibilidad Is de los diferenciales estará en función al valor de la resistencia de cada puesta a tierra ( es un caso similar a TT). la:

Corriente de defecto a la primera falla de aislamiento. Es muy pequeña, del orden de los miliamperios.

33

le:

Corriente de defecto a la segunda falla. Su valor depende de Rul y Ru2 y esta en el orden de los amperios.

Si se tiene un grupo de circuitos con sus masas puestas a tierra Rx y otro grupo

de

circuitos con sus masas puestas a una tierra Ry, se pondrá un protector diferencial de sensibilidad adecuada en la cabecera de cada grupo. Ampliaremos mas sobre los protectores diferenciales en el capitulo V.

·-ra-· ...

Rn ,.- t--' �

___!__i 1.� Ru

(2da. falla)

(1ra. falla)

Z=irrpedancia de fuga de la red. (KO)

Fig. 3.7: Sistema IT Tierra Comun

34

L3

----------...----------1--1------- L2 -------..---t---------+--1------1--- L1

CP

(2da. falla)

Z=impedancia de fuga de la red. (KO)

Fig. 3.8: Sistema IT Tierra Separadas

3.4

Frentes de Acción Contra los Contactos Eléctricos Indirectos

Se establecen tres frentes de acción en el sistema de distribución 380/220 Voltios con neutro multiaterrado: 1.

En lo posible limitar la tensión de contacto con el sistema de conexión a tierra

más adecuado, que para nuestro caso el recomendable es el TT, puesto que todas las masas o partes metálicas de las instalaciones particulares están conectadas a tierra. 2.

El circuito de tierra siempre debe tener continuidad y que todas las partes

metálicas deben estar siempre conectadas a tierra, puesto que cuando se produce un contacto eléctrico indirecto, la puesta a tierra desvía a través del cuerpo de la persona.

35

3.

Cortar la corriente de defecto lo más rápido posible, haciendo uso del

protector diferencial, el cual es un aparato de gran precisión que corta la corriente casi en el mismo momento de producirse una corriente de desviación. En el Capitulo VI se hace un análisis de las conexiones para el sistema 380/220 Voltios con neutro puesto a tierra, para los casos donde el conductor neutro es usado en las instalaciones internas como conductor de protección Sistema TN-C, o que si es que se cuenta con puesta a tierra particular al cual se conectan todas las masas Sistema TT.

CAPITULO IV SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PARA CONEXIONES DE BA.JA TENSIÓN

El sistema de puesta a tierra puede ser considerado como la espina dorsal para la seguridad eléctrica;

además de limitar la tensión de toque, es decir que no se

presenten diferencias de potencial peligrosas con respecto a tierra, en las masas o partes metálicas de las instalaciones; al mismo tiempo, permite que las corrientes de falla o la descarga de origen atmosférico fluyan hacia tierra, asegurando la actuación de las protecciones y eliminando o disminuyendo el riesgo que supone una avería en el material utilizado. La toma a tierra se realiza mediante electrodos, dispersores, placas cables, alambres, mallas metálicas, cuya configuración y materiales cumplan con las normas respectivas, de modo que está compuesto por un conjunto de elementos que permiten vincular con tierra el conductor de protección. Cabe menciona que la puesta a tierra NO ES suficiente para limitar por sí sola la tensión de toque a valores inferiores a la tensión límite de seguridad indicados en el capitulo 2.4 del presente informe. Por lo tanto se concluye que, esta instalación es

37

necesaria (puesto que limita o disminuye la corriente que atraviesa por el cuerpo); pero no es suficiente para la completa protección contra los contactos eléctricos indirectos materia de nuestro informe . Sin embargo evaluaremos el sistema de puesta a tierra para las conexiones de baja tensión, como un medio de protección a las personas frente a los contactos eléctricos. El análisis se efectúa sobre la base de la tensión de toque que no debe superar a la tensión límite de seguridad, para distintas corrientes de falla. Los . valores de resistencia de puesta a tierra dependerán de la característica del terreno y de la configuración o sistema de conexión a tierra adoptado.

4.1

Descripción del Sistema de Distribución y Fallas a Tierra

Las empresas eléctricas de la ciudad de Lima, para las nuevas redes de distribución deberían adecuarse a utilizar el nuevo sistema de distribución 380/220 Voltios de cuatro hilos, el que se establece en la Regla 017.B del nuevo Código Nacional de Electricidad - Suministro. El nuevo sistema de distribución considera 4 hilos, tres correspondientes a las fases y uno al neutro. Este último conductor será multiaterrado conforme se indica en Nota 2 de la misma regla anterior.

4.1.1

Sistemas de Conexión a Tierra

En el capitulo I se describió los diferentes sistemas eléctricos de conexión a tierra, de dicho estudio se desprende que para el caso de las redes de distribución de baja tensión sistema 380/220V multiaterrado, uno de los sistemas de conexión a tierra más adecuados es el sistema eléctrico TT (capitulo 1. 1).

38

El sistema TT considera: el neutro del transformador conectado efectivamente a tierra y las masas o partes metálicas de las cargas o instalaciones del usuario también conectadas a una toma de tierra, distinta a la de la red de distribución; tal como se puede apreciar en la Fig. 4.1.

,,,,.--"""v--------------------r-------------+----------L2 MT/BT

-"�-----------+--+--+---------

L3

L1

-----------¼----f-----..,1----------N 1 ------------- CP 1

r--"T-·-

_l

( 7l1 •--

1

•

J)

1

" MASA

Fig. 4.1: Sistema de conexión a tierra tipo TT

El presente capitulo se focaliza en el análisis de la puesta a tierra de las instalaciones particulares o usuarios particulares, es decir la puesta a tierra donde se conecta el conductor de protección que une todas las masas o partes metálicas de las instalaciones de los usuarios particulares. No se hace referencia al sistema de puesta a tierra de las redes de distribución de Media Tensión.

39

4.1.2 Fallas a Tierra

En los sistemas de distribución con neutro multiaterrado, las fallas trifásicas, las fallas fase-fase o fase-neutro producen circulación de corriente sólo en dichos conductores, mientras que las fallas fase-tierra producen circulación de corriente por partes que normalmente no la conducen, y en consecuencia no forman parte del circuito eléctrico normal, estás partes que normalmente no conducen corriente son los conductores de protección que une las masas o partes metálicas, tal como se pue�e ver en la Fig. 4.2.

Caja de medición de luz

Tablero General

l1<------+-« N <..>---H---U

<..>-➔t--tt-0--0-tt----:,>----t-----<;

p·(Red distribución 1 falla

;:�·)

Masa

Masa

Conductor de protección

PT Particular

Fig. 4.2: Instalación particular con conductor de protección a tierra

Esta corriente de falla a tierra por lo general se da cuando se pierde el aislamiento de la parte activa y éste toca la parte metálica o carcasa. Inicialmente cuando el aislamiento está en buenas condiciones esta corriente es muy pequeña prácticamente no existe; sin embargo a medida que el aislamiento se va perdiendo se presentan

40

pequeñas corrientes (órdenes de mA), hasta que la falla se hace franca y alcanza corrientes de cortocircuito fase- tierra. Cuando se trata de pequeñas corrientes los dispositivos de protección contra sobrecargas no actúan, la masa queda electrizada y puede representar algún peligro o riesgo de contacto eléctrico, cuando una persona toca la parte metálica, tal como muestra la Fig. 4.3. En estas condiciones de baja corriente de fuga, la corriente que se va hacia el conductor de protección, puede derivarse por el cuerpo de la persona. La �nitud de la corriente a través de la persona dependerá de la resistencia de puesta a tierra; a menor resistencia de puesta a tierra, la corriente a través de la persona será menor. Mas análisis de las corrientes de falla a tierra, son mostradas en el capitulo VI.

Tablero General

=n

L1 o----W-4<'.

N

Masa

¿

Conductor de protección

,-·-¡-'

1

\-=- i Pf Particular

lf: Corriente de falla

Masa

Ir: Corriente por la resistencia PT

lk: Corriente por el cuerpo

Fig. 4.3:

Corriente de falla que se distribuye por el cuerpo de la persona y por la resistencia de puesta a tierra.

41

4.2

Descripción de las Puestas a Tierra

La denominación "puesta a tierra" comprende toda la ligazón metálica directa (sin fusible, ni protección alguna y de sección suficiente), entre determinados elementos o partes de una instalación y un electrodo o toma de tierra.

4.2.1

Partes de las Puestas a Tierra en un Sistema de Distribución

En la Fig. 4.4 se muestra una representación esquemática de una Puesta Tierra con sus partes que la conforman: Tomas de tierra (electrodos). Línea principal de tierra. Derivaciones de las líneas principales de tierra.

Cajas de medición de luz

CJ Kw-H

Kw-H

�aja toma

CJ Viene de la red

Kw-H

--7 1 1 1 1 1

_i�

Derivación de línea principal

1 1 1 1 1

Tablero General .------ ----- Linea

-----i==='- - - + -,

1

Punto de puesta a tierra

CJ --�

1

1 1

Li=•�-3�: ��.�.:;.�.�..

con tierra� \

--o-N

r - Tierra

1 1 L ___ L __ J

=

i

' Electrodo

Fig. 4.4 Representación esquemática de un circuito de puesta a tierra

42

El conjunto de conductores, así como sus derivaciones y empalmes, que conforman las diferentes partes de las puestas a tierra, constituyen el circuito de puesta a tierra.

a) Tomas de Tierra Las tomas de tierra están constituidas por los elementos siguientes: Electrodo.- Es una masa metálica, que se encuentra en permanente contacto con el terreno para facilitar el paso de las corrientes de defecto que puedan presentarse o dre[\ar a tierra la carga eléctrica estática que tenga o pueda tener. Línea de Enlace con Tierra.- Está conformada por los conductores que unen el electrodo o conjunto de electrodos con el punto de puesta a tierra. Punto de Puesta a Tierra.- Es el punto situado fuera del suelo que sirve de unión entre la línea de enlace con tierra y la línea principal de tierra; deberá permitir que la conexión eléctrica pueda separarse, con el fin de poder realizar la medida de la resistencia de las tomas a tierra.

b) Línea Principal de Tierra La línea principal de tierra es el conductor que parte del punto de puesta a tierra y a las cuales se conectan las derivaciones necesarias para la puesta a tierra de las masas o partes metálicas de las instalaciones particulares.

e) Derivaciones de las Líneas Principales de Tierra Las derivaciones de las líneas de tierra son los conductores que unen la línea principal de tierra con los conductores de protección o directamente con las masas de una instalación a ciertos elementos, con el fin de asegurar la protección

43

contra los contactos indirectos.

4.2.2

Naturaleza y Constitución de los Electrodos

Los electrodos en general pueden ser artificiales o naturales. Se entiende por electrodos artificiales los establecidos con el exclusivo objeto de obtener la puesta a tierra, y por electrodos naturales las masas metálicas que puedan existir enterradas. Debido al tipo de terreno, que en la mayor parte de Lima tiene alta resistividad, por lo qµe se trata de suelos con arena y muchos casos pedregosos; se hace necesario el uso de electrodos artificiales. Estos electrodos pueden estar conformados por: electrodos simples constituidos por barras, tubos, placas, cables, pletinas u otros perfiles; anillos o mallas metálicas. Sin embargo los electrodos normalmente usados son jabalinas de 2.4 m de longitud. En terrenos de alta resistividad es conveniente reemplazar el material propio por tierra vegetal para mejorar el comportamiento de la toma a tierra. También se conseguirán menores valores de puesta a tierra si se mantiene húmedo los alrededores del electrodo.

4.2.3

Importancia de una Conexión a Tierra Efectiva

Ante las posibles fallas de aislamiento de los conductores en las instalaciones particulares, se corre el riesgo de que la parte activa haga contacto con las masas o carcasas metálicas, quedando con tensión eléctrica. El contacto eléctrico con una instalación o equipo electrizado, puede producir en el ser humano desde alteraciones del ritmo cardíaco hasta la muerte. Las puestas a tierra tienen como finalidad lo siguiente:

44

Limitar la tensión de toque, es decir que no se presenten diferencias de potencial peligrosas con respecto a tierra, en las masas o partes metálicas. La baja resistencia de puesta a tierra, frente a contactos indirectos con pequeñas corrientes de fuga, limita la corriente que pueda circular a través de la persona. Facilitar un camino por donde las corrientes de falla fluyan hacia tierra, asegurando la actuación de las protecciones y eliminando o disminuyendo el riesgo que supone una avería en el material utilizado. Para_ casos especiales en zonas donde existan descargas atmosféricas, también una puesta a tierra especial para estos fines, permite que la corriente de la descarga fluya hacia tierra.

4.3

La Puesta a Tierra como Medio de Protección

Es importante para la seguridad de las personas que el tiempo de exposición a la corriente de falla sea reducido y que el valor de la resistencia de tierra a la vez sea la más baja posible, para evitar que la tensión que pueda presentarse en las masas o partes metálicas de las instalaciones, sobrepase los niveles permitidos que se indican en el capitulo 2.4.

4.4

Parámetros Admisibles

Los electrodos de puesta a tierra deberán dimensionarse de modo que la resistencia resultante, no pueda dar lugar a diferencia de potencial entre cualquier masa, carcasa o parte metálica de las instalaciones interiores, y tierra; que supere las tensiones límite de seguridad definidas en el capitulo 2.4.

45

En caso que las condiciones de las instalaciones sean tales que puedan dar lugar a tensiones superiores a los valores señalados en el capitulo 2.4, para asegurar la rápida eliminación de la falla se recomienda como un medio complementario de protección el uso de dispositivos de corte del tipo diferencial, es decir los protectores diferenciales. Ampliaremos mas sobre este tema de puestas a tierra en el Anexo A y para efectos de cálculo se asumirá una corriente de falla ocurrida en la caja toma mostrada en la Fig. - A2. l, donde se calculara los diferentes valores de resistencia de puesta a tierra utilizando jabalinas y que se utilizara para calcular la tensión de toque, de mucha importancia materia de este informe, y que servirá para la comparación con los valores otorgados en el capitulo 2.4.

CAPITULO V PROTECCIÓN DIFERENCIAL

Hoy en día, los dispositivos de protección diferencial están reconocidos en el mundo entero como un medio eficaz para la protección de personas contra los riesgos de la corriente eléctrica en baja tensión, como consecuencia de un contacto directo o indirecto. Evitar los incendios de origen eléctrico producidos por las fugas de corriente. Los dispositivos de protección

contra corrientes de defecto o de falla a tierra

alcanzaron una gran importancia entre las medidas de protección debido a la gran efectividad y amplio margen que esta protección ofrece. Esta considerado por los especialistas como el mas seguro. Es un aparato electromagnético en donde la energía de disparo la suministra la propia corriente de defecto y se instalan en los tableros de distribución de los usuarios particulares. De acuerdo a las recomendaciones del Código Nacional de Electricidad 1.2 Tomo V

Sistema de Utilización parte 1, se establece en la Regla 3.2.9

"Protección de las personas contra fugas a tierra": Los alimentadores que sirvan

47

circuitos derivados para tomacorrientes de 1 O, 15 y 20A podrán ser protegidos por un interruptor contra fugas a tierra aprobado para el uso.

5.1

Principio de Funcionamiento

En la Fig. 5 .1 se muestran las secuencias de cómo es la actuación de la protección diferencial: En el Paso1 vemos que la corriente fluye hacia la carga y no existe otro camino por el cual pueda fluir, sin embargo cuando una persona hace contacto con uno de los polos Paso 2, la corriente fluye por el cuerpo produciéndose una fuga de corriente, que desequilibra las corrientes produciéndose una corriente homopolar, es decir una corriente equivalente total que es detectada por el toroidal dependiendo de la sensibilidad del protector diferencial, superado este límite, aperturará el dispositivo, tal como se muestra en el Paso 3.

ON

ON

OFF

Fig. 5 .1: Secuencia de operación del Protector Diferencial

48

Como se ve, este protector actúa por corriente de fuga (falla derivada a tierra), con valores de corriente de desbalance de 30 mA y con un tiempo de actuación para el corte de 30 ms. Parámetros comprendidos en la zona segura para las personas según el capitulo 2.3. En base a lo definido en el principio de funcionamiento podemos concluir que el protector diferencial va a responder en condiciones tanto de puesta a tierra como de la ausencia de puesta a tierra del dispositivo protegido . Recordemos que lo que prov.oca el disparo del diferencial es la diferencia de corrientes a partir del valor de la corriente diferencial y esto puede producirse con o sin puesta a tierra. Inclusive, si existe puesta a tierra adicional al diferencial (el caso ideal ) el diferencial disparara de todas maneras al producirse una fuga superior al valor de la corriente diferencial. Esto nos puede ayudar a detectar fugas de corriente que pueden causar sobrecostos de energía eléctrica o mas grave aun, fugas de corriente permanentes que a la larga pueden causar un sobrecalentamiento en el aislante del conductor hasta provocar un incendio. Pero lo mas importante del protector diferencial es que es el único medio de protección posible para el caso de contactos directos en la personas, cuando un niño introduce sus dedos o algún objeto metálico al tomacorriente o al tomar cualquier persona un cable energizado. La puesta a tierra no ayuda en estos casos. Solo el protector diferencial es capaz de interrumpir este tipo de fugas de corriente. Es importante señalar también que el interruptor diferencial puro solo dispara ante una diferencia de corrientes entrantes y salientes de la carga a proteger; sin embargo si se sobrepasa su carga máxima nominal el diferencial no se disparara y puede quemarse.

49

Normalización de los Protectores Diferenciales

5.2

La normalización de los protectores diferenciales están establecidas en la IEC610008 "Interruptores residual, sin

automáticos

dispositivo

de

para

actuar

por

corriente

diferencial

protección contra sobre intensidades, para

usos

domésticos y análogos".

Opcionalmente, en la actualidad se cuenta con dispositivos de protección diferencial asociado a los interruptores termo magnéticos, es decir en un solo dispositivo viene la protección contra sobre intensidades y la protección diferencial. La normalización está establecida en la IEC-610009 ''Interruptores automáticos para actuar por corriente diferencial residual,

con dispositivo de protección contra sobre

intensidades".

Es decir los protectores diferenciales además de las normas indicadas anteriormente, deben de cumplir con las normas correspondientes a los interruptores termo magnéticos: IEC 60947-2 y IEC 60898.

Tipos de Protectores Diferenciales

5.3

En el mercado eléctrico existen diferentes tipos de protectores diferenciales, cada uno de ellos, adecuado para una aplicación en particular. Dentro de los tipos de diferenciales, podemos nombrar los siguientes: •

Interruptores Diferenciales Tradicionales.

•

Interruptores Diferenciales con Alto Poder de Inmunización.

•

Block Diferenciales.

50

•

Disyuntores Diferenciales.

•

Relés Diferenciales.

5.3.1

Interruptor Diferencial Tradicional

Este dispositivo comprende la función diferencial y la de interrupción, por medio del mecanismo de detección y el mecanismo de apertur� que le permite operar sobre si mismo. Se

les

llama

interruptores

diferenciales

tradicionales a los mostrados en la fig. 5.2, debido a que su utilización está referida a cargas clasificadas como lineales, es decir, cargas que no alteran la onda de alimentación sinusoidal de la señal alterna de alimentación, en otras palabras, consumos que no contienen elementos del tipo semiconductores (diodos, triacs, etc.). La norma internacional IEC, clasifica a estos diferenciales como clase AC, es decir, dispositivos diferenciales solo sensibles a corrientes de fuga del tipo alterna. Otra innovación en estos interruptores diferenciales, es que traen incorporados la protección contra disparos intempestivos, los que aseguran la continuidad de servicio frente perturbaciones tanto internas como externas del sistema eléctrico. También es importante señalar que gracias a las características anteriormente indicadas, se evita que los diferenciales no operen frente a un defecto de aislamiento,

51

debido a que una perturbación externa o interna puede provocar el denominado cegado del elemento diferencial. Esto es importante si consideramos que el diferencial está indicado para proteger la vida de los usuarios de las instalaciones particulares. Los interruptores diferenciales puros deberán soportar las mismas solicitancias, tanto mecánicas y eléctricas que los interruptores termo magnéticos, puesto que ambos dispositivos están sometidos a las mismas condiciones de operación, excepto la apertµra en cortocircuito.

5.3.2

Interruptor

Diferencial

con

Alto

Poder

de

Inmunización

(Hpi)

Estos dispositivos tal se muestra en la fig. 5.3, al igual que los anteriores, comprenden la función diferencial y la de interrupción. Estos dispositivos, tienen la facultad de poder soportar cargas Fig. 5.3

del tipo no - lineal, como son: computadores, variadores de

frecuencia, alumbrado fluorescente con ballastos electrónicos, etc., cargas que provocan falsas operaciones en los dispositivos diferenciales tradicionales. La nom:1a internacional IEC, clasifica a estos dispositivos diferenciales como clase A, es decir, elementos que son capaces de detectar corrientes de falla sinusoidales y corrientes de falla con componente continua, como las generadas por los tiristores, triacs, amplificadores, etc.

52

Al igual que los diferenciales anteriores, estos son capaces también de evitar disparos intempestivos y cegado del elemento diferencial. Otra gran ventaja de estos diferenciales, es que pueden trabajar con temperaturas de hasta -25 ºC, permitiendo su uso en lugares tan fríos como la zona sierra de nuestro País.

5.3.3

Block Diferencial

Este aparato incorpora solo el toroide de detección y el sistema de envío de señal de defecto tal como puede verse en la Fig. 5.4. No opera· sobre si mismo ( no Fig. 5.4

permite

seccionamiento directo), si no que envía la

señal de apertura a un disyuntor al cual se ha acoplado en forma directa.

El disyuntor de acoplamiento utilizado para este tipo de diferenciales debe ser en el caso monofásico de dos polos (bipolar), y para el caso trifásico, cuatro polos (tetrapolar). Estos dispositivos son clase AC, por lo tanto sus características principales son similares a lo indicado por el interruptor tradicional.

5.3.4

Disyuntor Diferencial

Estos dispositivos que tienen clasificación AC, unen en un solo elemento la función termomagnética y la función diferencial, es decir, protegen a las instalaciones y los

53

usuarios de estas, en forma conjunta tal como se muestra en la Fig. 5. 5.

Fig. 5.5

5.3.5

Relé Diferencial

1· · · :t

.._r,·

.

• • •

Este tipo de protección se constituye de un toroide sensor de corriente de defecto, el que está separado fisicamente del elemento de envío de señal de apertura tal como se indica en la fig. 5.6.

Fig. 5.6

Las líneas a censar pasan por dentro del

toroide. Al existir una falla, el toroide envía una señal al relé ( que se encuentra a cierta distancia dentro del tablero). El relé a su vez, envía una señal de apertura a un interruptor automático aguas arriba de la falla, por medio de un contacto auxiliar y el automático opera despejando la falla. Este relé tiene la opción de poder variar su tiempo de operación y su corriente de sensibilidad.

54

Corriente de Ruptura del Diferencial

5.4

La norma JEC 1008 establece que el poder de ruptura diferencial, es el valor de la componente alterna de la corriente diferencial que un protector diferencial puede soportar durante su tiempo de apertura e interrumpir bajo condiciones prescritas. Luego de la apertura el diferencial debe quedar operativo. En este caso, la corriente diferencial corresponde a la corriente de cortocircuito que está pasando por el toroide de detección. En la práctica este caso se puede dar cuando: •

Tenemos una falla franca de aislamiento y la carcaza queda energizada con la tensión de fase.

•

Estamos en un sistema de neutralización y la conexión de la carcaza al neutro se ha desconectado.

•

Se produce una corriente de corto circuito que circula a través del diferencial.

El poder de ruptura de los diferenciales es bajo (1500 A), pero sube notoriamente asociándolos a los disyuntores.

5.5

Selectividad Diferencial

Como partida para el análisis de la selectividad en la utilización de los dispositivos diferenciales, recordemos que los diferenciales tienen tiempos constantes de desenclavamiento, independiente de su sensibilidad.

55

Lo anterior es un hecho real, ya que los fabricantes se ciñen a las normativas internacionales respecto a este punto, y dan tiempos iguales de desenclavamiento a todos los diferenciales, sin importar su sensibilidad.

PO: Protector Diferencial 300mA

PO: Protector Diferencial

2X25A PO: Protector Diferencial 30mA

Fig. 5. 7: Selectividad Diferencial

Normalmente todos están regulados para su operación en tiempos inferiores a 40 milisegundos. Por ejemplo, para el caso de la Fig. 5. 7, si la corriente de defecto en el punto de falla supera la sensibilidad del diferencial que está aguas arriba en la instalación (>300 mA), en un instante (no gradual, si no instantáneo), desconectarán los dos diferenciales al mismo tiempo, o en tiempos diferentes pero en forma aleatoria.

56

5.5.1

Condiciones de Selectividad

Solamente se puede establecer una selectividad diferencial, en las dos condiciones siguientes:

!

4X40A

r.

1 ._'._)

PO: Protector Diferencial

300mA

PO: Protector Diferencial

2X25A

PO: Protector Diferencial

PO: Protector Diferencial

30mA

lf

Fig. 5.8

l. Si la corriente de defecto de la Fig. 5. 8 es mayor que la sensibilidad del diferencial que protege el punto (Il), y menor que la corriente de no funcionamiento del diferencial instalado aguas arriba (1), por ejemplo: 30 < IF < 150 mA Este caso se cumple en forma muy esporádica. y aleatoria, por lo que no nos da ninguna seguridad de funcionamiento en todos los casos de falla.

57

------. ( 1 } ,__

PO: Protec:tlOr Diferencial tipo S Selectivo

300mA

PO: Protector Diferencial

PO: ProteclDr Diferencial

lf

Fig. 5.9

2. Si instalamos un diferencial selectivo (retardado), aguas arriba del punto de protección por diferencial sin retardo (Fig. 5.9). Este tipo de selectividad por tiempo, es más seguro ya que funciona en todos los casos de falla. En nuestro caso, solo podemos lograr el retardo si utilizamos los relés diferenciales y se cumpliría que: top I >top 11

En forma general: Los diferenciales tienen tiempo de desenclavamiento constante, independiente de su sensibilidad.

58

5.6

Conexionado del Protector Diferencial

En ocasiones, producto del desconocimiento de la instalación correcta del diferencial, suceden problemas del tipo no-operación del dispositivo, lo que puede acarrear consecuencias peligrosas para los usuarios de las instalaciones particulares. Una de los errores comunes en la instalación del protector diferencial, es el mostrado en la siguiente Fig. 5.10:

ITM

PO: Protector Diferencial L1 N

CP

• MASA

Fig. 5.1O: Instalación no adecuada de un Diferencial Esta forma de conectar el protector diferencial monofásico no es correcta, debido a que la corriente del neutro no pasaría por el diferencial. En esta condición, el diferencial opera sin existir falla. La forma correcta de instalación, sería la indicada en la siguiente Fig. 5.11: En este caso , las corrientes de fase y neutro pasan por el diferencial. Este opera sólo al existir una fuga superior a su umbral.

59

ITM

PO: Protector Diferencial

L1 N

CP

MASA

Fig. 5.11: Instalación adecuada de un diferencial

En el sistema de alimentación trifásica mostrado en la siguiente Fig. 5.12, el protector diferencial opera al momento de funcionar el motor monofásico. Bajo esta condición, este dispositivo de protección se encuentra mal conectado (no existe conexión entre el toroide del protector diferencial, con el neutro de la instalación).

PO: Protector Diferencial L3 L2 L1

r--,

r--, 1 1

1

1

(l-)

(:¡,) MASA

Fig. 5.12

MASA

N

60

Lo correcto en el caso anterior, sería que por el toroide de detección pase el conductor neutro de la instalación.

ITM .,

.

PO: Protector Diferencial

"'

L3 L2

1

L1

4-=__y

N

r--,

r--,

(J) --

1

1

(LJ -·

1

.

1

1

--

MASA

MASA

Fig. 5.13

5. 7

Ubicación

de

los

Interruptores

Diferenciales

en

los

Tableros

de

Distribución de los Usuarios Particulares

Con el objetivo de proteger a las personas, frente a contactos eléctricos, se deben usar los interruptores diferenciales de alta sensibilidad e instantáneas, es decir los de 30mA; la ubicación más adecuada para este fin es en el tablero general del usuario particular. Los fabricantes recomiendan que si se trata de una instalación de poco tamaño, donde las corrientes debidas a las impedancias capacitivas parásitas o a las fugas, no superan los 30 mA, el interruptor diferencial debe ir instalado en la cabecera del

61

tablero Posición 1, tal como se puede ver en la Fig. 5.14. En caso contrario, se debe instalar un interruptor diferencial en cada uno de los circuitos, en la Posición 2 de la fig. 5 .14 que a continuación se indica. Cabe recordar que los interruptores diferenciales, solo protegen contra corrientes de fuga más no contra sobre intensidad, por lo tanto la protección debe siempre ser completa; es decir, protección contra sobre intensidades (termo magnéticos) más la protección diferencial.

Mr/Bf �----------------------- L3 ---------------------- L2 ---------------------- L1

�------------------ N

11M ID

au.to 1

Cirruto2

�CETPB.HO lls¡xJ;ilh,o; repttEriál Qnrasd::rártsed:Dls y dfeeda

au.to3

Fig. 5.14: Instalación interna - Tablero general y Protector Diferencial

62

5.8

Protección Diferencial como Sistema Antihurto

Opcionalmente las empresas eléctricas de la ciudad de Lima podrían instalar un interruptor diferencial en la caja de medición tal como se indica en la Fig. 5.15, con el objetivo antihurto, para aperturar el circuito en caso de conectarse cargas fraudulentas entre la fase activa y una puesta a tierra interna que no cierra circuito con el neutro. Este interruptor deberá ser de menor sensibilidad que el instalado en el tablero general, es decir de 300mA o mayor amperaje. La instalación del interruptor diferencial siempre debe ser aguas abajo de la protección contra sobre intensidades, tal como puede apreciarse en la Fig. 5.15. Por lo general se puede hablar de la siguiente recomendación: el interruptor termo­ magnético que protege al diferencial debe ser una corriente nominal igual o menor que la corriente nominal del diferencial

Caja.de meáci6n de luz

,·-·-·-·-·-·-·7 . . Cortador de 1 1

L1 N

.,J_

-!-wstt-oora 1

l -----�---- ---·-i-· .

·-·Í -· 1�.2�

�¡ll

_J

·-· ·-;��

i

fTM GEIIERAl..· 1 1

dfatn:ial . . 3()()rM) 1

¡ _____t¡___ j L.____ 1 1 . r Ciraito 1

Ciraito2

Fig. 5.15: Instalación del Protector Diferencial en Caja de Medición de luz.

CAPITULO VI ANÁLISIS DE LOS POSIBLES CONEXIONADOS 380/220V DE LAS INSTALACIONES DE LOS USUARIOS PARTICULARES

Puesto que la seguridad de las personas es el _objetivo del presente informe; en este capitulo se hará un análisis de los posibles tipos de sistemas de conexión a tierra, que puedan ser considerado para el nuevo sistema 380/220 Voltios con neutro multi aterrado en la ciudad de Lima. De acuerdo a la red de distribución de 4 hilos, conformada por 3 fases y 1 neutro, los únicos sistemas posibles de conexión a tierra serian el Sistema TN-C y el Sistema TT, los cuales son analizados a continuación.

6.1

Corte y/o Apertura del Conductor Neutro en el Sistema TN-C

El sistema de conexión a tierra TN-C podría ser considerado para el nuevo sistema 380/220 Voltios de la ciudad de Lima, puesto que se trata de un sistema de 4 hilos (3 fases y 1 neutro). El neutro de la red a la vez sería el conductor de protección, al cual todas las masas o carcasas de las cargas estarían conectadas.

64

Este sistema implica que el neutro de la red pasaría hasta el interior de la propiedad del usuario y a la vez serviría como conductor de protección (sin una puesta a tierra independiente), al cual las masas o partes metálicas estarían conectadas. En estas condiciones, de producirse un corte o apertura del fusible del conductor neutro en el Punto 1 tal como se muestra en la Fig. 6.1, las masas o carcasas, tomarían la tensión de fase V, presentando un riesgo eléctrico para cualquier persona que las toque. Por lo cual se hace necesario el uso de un dispositivo de corte omnipolar que aperture todos los conductores a la vez, es decir que siempre que se aperture un circuito, esto origine la apertura de todas las fases, incluido el neutro. Sin embargo, usar un dispositivo de corte omnipolar en algunos casos no es suficiente, puesto que podria producirse el corte del conductor neutro en el Punto 2, que es el mismo de protección; tal como se muestra en la Fig. 6.2 En este caso sucedería lo mismo que en el caso anterior, es decir las masas o carcasas, también tomarían la tensión de fase V, presentando un riesgo eléctrico para cualquier persona que las toque. Por lo tanto, el sistema de conexión TN-C, podria ser una alternativa para el nuevo sistema 380/220 Voltios multiaterrado, con los inconvenientes planteados.

65

,,,......,.._.__________.,.___________ L3 l2

�------------- - -----------------CFN L1

1 1 1 1 l

( ··.�

0 r--, 1

\

1\ f...I

Fig. 6.1 Sistema TN-C: Con apertura del fusible del conductor neutro en el punto 1.

L3

�-------------�-¡ 91 •1

1

1

( ��: l

'

r--, r+--r,--t-------1 1

--

{ l)

1

MASA

Fig. 6.2 Sistema TN-C:

Con apertura del conductor de neutro en el Punto 2.

L2

L1

CPN

66

6.2

Conductor de Enlace de Potencial de un Sistema Eléctrico TI

A diferencia del Sistema TN-C visto en el punto anterior, en el sistema de conexión a Tierra TT el usuario tendría una puesta a tierra independiente · del sistema de distribución. El conductor neutro de la red de distribución ingresa a las instalaciones de los usuarios particulares hasta la caja de medición de luz y de ahí continua por el tablero general para alimentar las cargas. Se considera un conductor de enlace de potencial a tierra independiente, tal como se puede apreciar en la Fig. 6.3.

,,,.-�-----------------------l.3 i----------------------L2 MTfil

....__..,______________________ L1

,.. l

----------------------N

1 1 1 1

1 .-1�

-t-"----------------------CARGA

1

CP

CARGA

(�) (+:� ,__. ¡

[__ - 0--0-----

TABLEROGelERAI...

Fig. 6.3 Sistema TT:

6.3

Con puesta a tierra particular.

Masas de las Instalaciones sin Conexión al Conductor Neutro

En la Fig. 6.4 se muestra una instalación interna que no corresponde precisamente a un sistema de conexión a tierra normalizado TN-C, en el que las masas de las cargas

67

internas no están conectadas al conductor neutro. Sin embargo este podría ser uno de los tipos de conexiones internas más usados en nuestro medio, por cuanto es el más económico puesto que no se usa un tercer conductor de protección, ni se cuenta con una puesta a tierra particular. En este tipo de instalación, al margen de que el neutro se conecte o no a la puesta a tierra particular tendría las siguientes desventajas: •

En caso el conductor activo L 1 haga contacto con la masa de alguna de las cargas, éste toma el potencial de fase,

electrizándose la masa o parte

metálica. •

En tales condiciones, la tensión de toque sería 220V, superior a la tensión límite que se indican en el punto 2.4, de modo que un contacto con la masa tendría..consecuencias..fatales.

Caja de medición Tablero General L1 N

/_L\ ,-1 \

-/

PTRed distribución

Masa

Masa

Masa

Fig. 6.4: Instalación Interna con las masas sin conexión al conductor de neutro.

68

Sin embargo en tales condiciones, un INTERRUPTOR DIFERENCIAL instalado en el tablero general del usuario particular, evitará que la corriente sobrepase los 30mA sin causar daño a la persona. Por lo tanto sí es posible usar esta conexión haciendo uso adecuado del interruptor diferencial.

6.4

Masas de las Instalaciones con Conexión al Conductor Neutro en cada (Similar al Sistema TN-C)

Carga

En la ·Fig. 6.5 se muestra una instalación interna que tiene conexión a tierra similar al Sistema TN-C, con conexión al conductor de neutro en cada una de las cargas. Es decir este sistema consiste en unir las masas de la instalación al conductor neutro.

Caja de medición

Tablero General

L1 C--0-1----+--I--�-----�-

N

(·.:.:i.. �). ______ .,.

PT Red distribución

Fig. 6.5

Masa

Masa

Masa

Instalación interna con las masas conectadas al neutro en cada una de las cargas.

En este tipo de instalación no existe posibilidad de que las masas queden electrizadas

69

puesto que cualquier pérdida de aislamiento de la fase L 1 que haga contacto con la masa,

producirá una corriente de cortocircuito que aperturará el dispositivo de

protección contra sobre corrientes que va ubicado en el tablero general. Si ana1izamos la Fig. 6.5, podremos darnos cuenta que este sistema de neutralización, presenta principalmente el problema de que deja de ser eficaz cuando se corta el neutro, puesto que las carcazas quedan con la tensión de fase.

6.5

Masas de las Instalaciones con Conexión al

Conductor

Neutro en un

(Similar al Sistema TN-S)

Punto

En la Fig. 6.6 se muestra una instalación interna que es más adecuada que la instalación del capitulo 6.4 desde el punto de vista de seguridad, sin embargo no es económica, puesto que requiere de un conductor adicional que vendría a ser el conductor de protección a neutro.

Caja de medición

Tablero General

L1 N

'.:::.C. ( -:-)

,

. ______ ,,,.

PTRed distribución Masa

Fig. 6.6:

Masa

Masa

Instalación Interna con las masas conectadas al conductor de protección y este a su vez al neutro.

70

Este tipo de instalación es mejor que la del capitulo 6.4, porque el conductor de enlace equipotencial (a neutro), no estaría sometido a corrientes indeseables a través de las masas de las cargas.

6.6

Masas de las Instalaciones con Conexión al Conductor

de Protección

( Sistema TT )

En la Fig. 6.7 se muestra una instalación interna que tiene una puesta a tierra particular y a su vez cuenta con un conductor de enlace equipotencial a tierra, que enlaza todas las masas o partes metálicas de la instalación interna.

Caja de medición de luz

(-··- .) \_

PTRed distribución

Tablero General

Conductor de protección

,

PT particular

Masa

Fig. 6.7:

Masa

Masa

Instalación Interna con las masas conectadas al conductor de protección - Sistema TT

Las condiciones que del?e cumplir este sistema de protección son las siguientes:

71

•

La corriente de falla producto de una perdida de aislamiento deberá tener una magnitud tal que asegure la operación del dispositivo de protección en un tiempo no superior a 5 segundos.

•

Una masa cualquiera no puede permanecer con relación a una toma de tierra, a un potencial que exceda el valor de seguridad prescrito en el capítulo 2.4.

•

Todas las masas de la instalación deben estar conectadas a la misma toma de tierra.

La primera condición que impone este sistema, es la más dificil de cumplir, cuando el corte de suministro de la instalación o equipo en falla, depende de un dispositivo de corte automático operado por corriente de falla. Es importante indicar que los dispositivos de corte automático pueden ser disyuntores termo magnético, o bien, protectores fusibles. Actualmente las instalaciones interiores están siendo protegidas por disyuntores termo magnéticos, razón por la cual, el análisis de verificación del cumplimiento de la primera condición indicada en este punto (tiempo de despeje no superior a 5 segundos), se realizará en función de éstas protecciones. Ante una falla de aislamiento la persona va a quedar expuesta a una cierta tensión de contacto� que no debiera ser mayor a la tensión de seguridad. Si suponemos que la instalación cuenta con un protector termo magnético monopolar de 16A curva tipo C y de 1O kA de capacidad de ruptura, este necesita una corriente de SOA para que desconecte en 5 seg. (según curvas de funcionamiento de

72

interruptores automáticos DX entregada en Anexo C), por lo tanto, si efectuamos la relación por ley de Ohm considerando una tensión de seguridad de 24V, y la corriente de 50A, tenemos que para que opere el termo magnético, será necesario que la resistencia de tierra no supere los 0,48 Ohm, valor que en la práctica resulta imposible de lograr a un costo adecuado. Como en la práctica no se cumple con el valor máximo de la resistencia de puesta a tierra, podríamos utilizar como dispositivos asociados a los de corte automático los protectores diferenciales. En este caso, al utilizar un protector diferencial la resistencia máxima del sistema de puesta a tierra se podrá determinar, y no deberá ser mayor, que la relación (ley de Ohm), anteriormente descrita. La única diferencia al aplicar la ley de Ohm, es que el valor de corriente a utilizar deberá ser el de la corriente de sensibilidad del protector diferencial, bajo esta condición y al utilizar un protector diferencial de 30 (mA), el valor máximo de la resistencia de la puesta a tierra no deberá exceder los 800 (W), valor que es más real que el caso anterior. Hay que considerar que el tiempo de operación de los diferenciales esta normalizado, con un tiempo de actuación para el corte de 30 ms. Parámetros comprendidos en la zona segura para las personas según el capitulo 2.3. Según la información anterior, vemos claramente que en este caso, este sistema de protección por si solo no brinda el grado de protección adecuado, mientras que si le incluimos un protector diferencial (quien debe cortar suministro en caso de falla y no el termo magnético), el sistema mejora considerablemente, aunque la resistencia de tierra sea más elevada.

73

Este tipo de instalación es la más segura y usada en otros países, para los sistemas de distribución con 4 hilos, con neutro multiaterrado. Sin embargo no es económico porque requiere un conductor de enlace y una puesta a tierra.

6.7

Caja de Medición de luz y Conductor Neutro Conectados a Puesta a Tierra

En los casos que la puesta a tierra de la red de distribución esté alejada y la instalación no cuente con puesta a tierra particular, la caja de medición podría tener un potencial diferente al terreno, sobretodo en los casos que se presenten corrientes de falla elevadas; que en tales circunstancias podría representar un riesgo eléctrico para la persona que toque la masa o parte metálica de la conexión. A fin de disminuir la posible diferencia de potencial entre la caja de medición y el terreno o piso, se debe conectar la caja de medición y el conductor neutro a una puesta a tierra particular, tal como se muestra en la Fig. 6.8. Sin embargo, en este tipo de conexiones sin el conductor de protección,

puede

ocurrir que las masas de las instalaciones interiores queden electrizadas cuando el conductor activo pierda aislamiento a lo largo del tiempo

74

Caja de medición Tablero General de luz

PTRed distribución

(-=-)

Fig. 6.8:

PT particular

Masa

Masa

Masa

Caja de Medición de luz y Conductor Neutro conectados a una Puesta a Tierra Particular

Para todos los casos expuestos, es muy importante el uso de los Interruptores diferenciales, puesto que complementado con un sistema de puesta a tierra, brinda protección frente a contactos eléctricos tanto directos como indirectos, entre una fase activa y tierra.

RECOMENDACIONES

1.

El diseño de las conexiones deberá prever la imposibilidad de cualquier

contacto directo o indirecto (protección clase A); alejando, interponiendo obstáculos o recubriendo las partes activas. 2.

Las normas IEC 60364 o UNE 20460 establecen las tensiones límite de

seguridad, de acuerdo al emplazamiento: 50 V para los locales secos. 25 V para los locales húmedos. 12 V para los locales mojados (ejemplo: obras en el exterior). 3.

En el capitulo 6.7, en el cual se muestra una instalación que cuenta con una

puesta a tierra particular, sin conductor de protección; se recomienda conectar a tierra la caja de medición y el conductor neutro. 4.

La puesta a tierra por si sola no garantiza una protección total frente a

contactos eléctricos entre fase activa y tierra, por lo cual para todos los casos de conexionado analizados en el capitulo 6, se recomienda como parte complementaria el uso de protección diferencial.

76

5.

Para evitar daños o accidentes durante posibles contactos

Indirectos o

directos fase-tierra, se debe emplear los interruptores diferenciales de corte automático y de alta sensibilidad (30mA), con una adecuada puesta a tierra de las masas. 6.

Se recomienda que en las nuevas conexiones en los sistemas 380/220 Voltios

con neutro puesto a tierra, se deberá exigir como requisito indispensable, que las instalaciones internas deberán tener protección diferencial (30mA) en el tablero general y además una puesta a tierra (se recomienda el uso de conductor de protección independiente; es decir enlace equipotencial de todas las masas a tierra). 7.

Para fines antihurto, las empresas de distribución eléctrica podrían instalar

interruptores diferenciales de menor sensibilidad (300 mA) en la caja de medición de luz, el que cortará el suministro en los casos de conexión de cargas :fraudulentas fase-tierra. 8.

La instalación de un interruptor diferencial de 30mA, en la caja de medición

de luz podría traer problemas operativos para la empresa de distribución eléctrica, por aperturas frecuentes ante la presencia de pequeñas corrientes. 9.

Si se montan varios interruptores diferenciales en una distribución

determinada, hay que prever una barra de neutro independiente para cada uno de ellos, para evitar disparos erróneos. 1 O.

La resistencia de puesta a tierra en los elementos protegidos no debe ser

mayor que la razón entre la tensión máxima admisible de contacto y la corriente de operación residual nominal del diferencial (por ejemplo: 24 V / 0,03A = 800 ohm).

CONCLUSIONES

1.

Los sistemas eléctricos de conexión a tierra para el sistema de distribución

380/220V con neutro multiaterrado, puede corresponder al sistema TT o al sistema TN-C,

dependiendo si las instalaciones particulares poseen

puesta a tierra

independiente. 2.

Del análisis efectuado en el capitulo 6. 6, el conexionado considerando un

tercer conductor de protección y un sistema de puesta a tierra particular, es el más seguro, sin embargo es el más costoso. 3.

La resistencia de puesta a tierra debe ser la menor posible que se pueda

obtener en el tipo de terreno, de modo que las partes metálicas o carcasas de las instalaciones de los usuarios particulares no superen las tensiones de seguridad establecidas en la norma IEC 60364-4-41 (UNE 20460/4-41): 50 V para los locales secos, 24 V para los locales húmedos y 12 V para los locales mojados por ejemplo: obras en el exterior. 4.

Para el caso promedio de locales húmedos se calcularon los siguientes valores

de puesta tierra referidos a la resistividad de 100 ohm-m (Tabla B.1 y Tabla B.2 del Anexo B del cual se extrajo los valores de la tabla que a continuación se muestra:

78

5.

I falla

R calculada

V máxima

V calculada

Ampere

Ohms

Volts

Volts

0,5

40

24

18,98

Una jabalina

1

23,98

24

23,26

Dos jabalinas

2

10

24

19,70

Pozo de tierra

Tipo dePT

La resistencia de puesta a tierra básica conformada por una jabalina enterrada

directamente en el suelo es la de uso común, con la cual dificilmente se puede obtener valores pequeños de resistencia de puesta a tierra que garantice la seguridad de las personas por ello se hace necesario complementar la protección haciendo uso de interruptores diferenciales, que tengan la capacidad de producir el corte instantáneamente apenas la corriente de fuga a tierra alcance los 30 mA, de modo que no cause daño a las personas. 6.

Cuando se disponen diferenciales en cascada, el interruptor de respaldo que

se ubica aguas arriba debe tener un retardo de operación especificado por las normas, dando lugar a la llamada versión selectiva (S). 7.

Siendo que la seguridad depende de la integridad del conductor neutro y

protección, este no debe tener seccionamientos, ni tampoco debe poderse romper por el uso, por lo que debe respetarse las secciones mínimas. 8.

Cuando la sección del conductor de neutro sea al menos igual o equivalente a las

Sección de los conductores de fase, no es necesario instalar protección contra Sobrecorriente en el conductor de neutro.

ANEXOS A

CÁLCULOS DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA Al

Análisis de las características del terreno (p)

A2

Relación entre resistencia de puesta a tierra y corriente de falla a traves del cuerpo.

A3

Formulas para el calculo de la resistencia de puesta a tierra.

A4

Premisas para el calculo.

AS

Calculo de las tensiones de toque y de paso admisibles

B

VALORES ASIGNADOS Y RESULTADOS

C

CASO PRACTICO DE DIAGRAMAS USANDO DISPOSITIVOS DE CORRIENTE RESIDUAL Cl

CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DE INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS Y DIFERENCIALES

D

NORMAS EMPLEADAS EN ESTE INFORME

E

GRADOS DE PROTECCIÓN 1P

ANEXO A CÁLCULOS DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

Para la determinación de la resistencia de puesta a tierra, se tiene en cuenta el siguiente procedimiento: Al )

Análisis de las características del terreno

A2)

Relación entre resistencia de puesta a tierra y corriente de falla a traves del cuerpo.

A3)

Formulas para el cálculo de la resistencia de puesta a tierra.

A4)

Premisas para el cálculo.

A5)

Cálculo de las tensiones de toque y de paso admisibles

Al)

Análisis de las Características del Terreno (p)

La resistencia de puesta a tierra, depende de las dimensiones y forma del electrodo y de la resistividad del terreno (p) en el que se instala. Esta resistividad varía frecuentemente de un punto a otro del terreno y varía también con la profundidad. En la Tabla 3-11 del Código Nacional de Electricidad Tomo I, así como en el Reglamento Electrotécnico de BT (España), se dan los valores característicos de resistividad por tipo de terreno, las cuales se indican en la tabla Al.

81

TABLA Al.l

�lm�íl�illlli1���!1ffii1]1ilr:�l fifi�l ifi�l�l�flllll�ilill

Terrenos pantanosos

de algunas unidades a 30

Limo

20a 100

Humus

10a 150

Turba húmeda

5a 100

An;illa plástica

50

Margas y arcillas compactas

100a 200

Margas del jurásico

30a40

Arena arcillosa

50a 500

Arena silícea

200a 3.000

Suelo pedregoso cubierto de césped

300a 500

Suelo pedregoso desnudo

1500a 3.000

Calizas blandas

100a 300

!Calizas compactas

1000a 5000

!Calizas agrietadas

500 a 1000

Pizarras .

50a 300

Rocas de mica y cuarzo

800

Kiranítos y gres procedente de alteración

1.500a 10.000

!Granitos y gres muy alterados

100a 600

82

Para cada caso se recomienda medir la resistividad del suelo ya que es muy variable de una zona a otr� puesto que influye determinantemente en el diseño de las puestas tierra. Existen diferentes métodos de medición entre los cuales podemos mencionar: Método de Weme, Método de Slumberger.

A2)

Relación entre Resistencia de Puesta a Tierra y Corriente de Falla a través del Cuerpo

Para efectos de cálculo se asume una corriente de falla (ocurrida en la caja toma) que se muestra en la Fig. A2.1

CNDCEFAl..lAATIBflA (�B'JLACA.1' TCM\)

a.asm rredciónmluz

D Kw-H

i==

====i D

--,

D Kw-H

c_...tme

l=====I - - ,

D

'\lienem 1a rec1

1======1- - -

'

·. 1 '

ir

1 1 1 1 1

D Kw-H t--t----1

;

/

:

1 1 1 1

D

��

-+- -, 1

1 1

t11L�---�---------' 1

Ir

�~--

---..:>t...

Fig. A2.1:

t1

1 L,.. ___

1

L __

1 _J

Ressenaam

Tera"R'

Representación de las corrientes a tierra

83

CIRCUITO

ELECTRICO

EQUIVALENTE

R

Rt

Rt

Fig. A2.2:

Circuito equivalente.

De la Fig. A2.2 se obtienen las siguientes ecuaciones:

Ir R = 1k (Rlc+ Rt/2)

(Tensión de Toque)

(A2.1) (A2.2)

If= 1k + Ir

Donde: R

Resistencia de dispersión o de puesta a tierra (Ohm)

Ir

Comente que circula por el electrodo (Amperios)

1k

Corriente que circula a través del cuerpo humano (Amperios)

Rk

Resistencia en valor medio del cuerpo humano (1000 Ohm)

Rt

Resistencia de contacto del pie-suelo aprox.= 3p según IEEE Std. 80.

p

Resistividad del suelo

If

Corriente de falla (Amperios)

84

De otro lado sabemos que la tensión de toque no debe superar 24 Voltios, en condiciones de humedad, cuyo valor se toma para el cálculo. Por lo tanto: IrR < 24

(A2.3)

Reemplazando la ecuación (A2.2) en (A2.3) se consigue el valor máximo deR: R< 24 / ( Ir - lk ) Ohm

(A2. 4)

Esta ecuación servirá para determinar un rango de valores de la resistencia de puesta a tierra R, en función de la corriente de falla y ver que alternativa conviene usar para cumplir con la tensión de toque admisible.

A3)

Formulas para el Cálculo de la Resistencia de Puesta a Tierra

i)

Resistencia de un Electrodo, enterrado directamente a Tierra

R = ( p / 21tL ) In( 4L/1,36d )

(A3.1)

Donde: p

-

Resistividad del suelo (Ohm-m)

L

-

Longitud del electrodo (2,4 m)

d

-

Diámetro del electrodo (0,016 m)

Reemplazando se tiene R= 0,4 p

Ohm

(A3.2)

85

ii)

Caso de dos Electrodos, enterrados directamente a Tierra

R=Rl [ (1+a.)/2]

(A3.3)

Donde: Rl

Resistencia de un electrodo (Ohm)

a.

Coeficiente de reducción

a

Distancia entre electrodos (m)

-r a.

Radio semiesférico equivalente (m)

ria

r =L / ln(4L/d)

(A3.4)

Reemplazando se tiene:

R=0,24p Ohm

(A3.5)

iii) Caso de electrodo enterrado en terreno tratado (Bentonita y Sal) De acuerdo a lo que viene usando las empresas de distribución eléctrica de Lima se tiene la Tabla A3.1, indicando los valores de resistencia de puesta a tierra de acuerdo a la resistividad del terreno. Tabla A3.l Resistividad del terreno

Resistencia equivalente del pozo

Menor a 100 Ohm-m

Hasta 10 Ohm

Menor a 400 Ohm-m

Hasta 15 Ohm

Menor a 800 Ohm-m

Hasta 25 Ohm

86

A4)

Premisas para el Cálculo

Para determinar las tensiones de toque en función de la resistividad del suelo y el tiempo de duración permitido por el cuerpo humano, se tienen en cuenta los siguientes parámetros admisibles.

i)

Parámetros Admisibles por el Cuerpo Humano Resistencia Admisible (Rk)

Al aplicarse corriente alterna entre dos partes cualesquiera del cuerpo humano. En

intervalos de 3 segundos, las normas asignan un parámetro promedio de

Rk =1000 Ohm según IEEE Std. 80. Corriente Admisible (lk)

Mediante experimentos de laboratorio se deduce que la corriente estacionaria máxima para una persona 1k = 0,05 Amperios. Aplicable durante un máximo de 3 segundos. Según se muestra en la Figura A4.1. Tensiones Admisibles (Vk)

Sabiendo que la resistencia del cuerpo humano en promedio es de 1000 ohm y que la IEC 4 79 elige como magnitud promedio la corriente estacionaria máxima de 50 mA, aplicable durante un máximo de 3 segundos, sin compromiso a la salud o la vida humana, se deduce: En régimen permanente el potencial no peligroso en secoVk = 1000 x 0.050 Vk:=50V

87

l(mA) 1000

Limite para hombres (80Kg)

100

licación Limite para niños infantes

10

t(s)

Fig. A4.1 Corrientes admisibles por el cuerpo Efectos en las Personas: Ik (60Hz)

Sensación

De 8.0-25mA

Malestar Calambres

De 25.0- 50.0 mA

Descontrol, asfixia.

ii)

Corrientes Instantáneas Admisibles

Según C. F. Daziel, existe relación termodinámica entre la energía absorbida y la intensidad de la corriente admisible (Ik) en un tiempo finito (t) en segundos, el cual esta asociado a la interrupción automática del suministro eléctrico (fusible o interruptor), y esta dado por la siguiente ecuación:

88

De

(A4.l)

0,116 / ✓ t Amperios

(A4.2)

donde: =

iü)

0,0135

Tensiones Instantáneas Admisibles

Estas pueden ser mayores que los potenciales en régimen permanentes admisibles dados en el capitulo 2.4,

ya que se controlan en intervalos de decenas de

milisegundos (caso de fallas a tierra). Las tensiones instantáneas admisibles o de régimen transitorio están íntimamente relacionadas con las corrientes instantáneas admisibles, por la Ley de Ohm. En este caso se podrán determinar separadamente las tensiones que correspondan al tipo de riesgo cuando haya falla a tierra. Es decir la tensión instantánea admisible será el producto de la corriente instantánea admisible por la resistencia del cuerpo que lo atraviesa (Potencial soportable> 50V). Vk = 1000 x 0.116/✓ t

A5)

(A4.3)

Cálculo de las Tensiones de Toque y de Paso Admisibles

Alrededor de los elementos puestos a tierra, y en el terreno próximo a la red que drena corriente a tierra se presentan tensiones que pueden ser peligrosas para las personas, y que se llaman tensiones de paso (Up) y tensiones de contacto (Uc), la tensión en el terreno depende del electrodo de puesta a tierra, que fija una función de la tensión que depende de la distancia del punto a los electrodos. Se forma un campo potencial alrededor del electrodo que drena y entre los pies de una persona que se acerca se presenta la diferencia de potencial llamada tensión de

89

paso, y si una persona toca elementos conectados a la red de tierra entre sus pies y manos se presenta la tensión de contacto. La tensión de paso aparece en la superficie del suelo entre dos puntos distantes 1 m (un paso convencional) cuando se inyecta corrientes en el suelo a consecuencia de una falla a tierra. La tensión de contacto se presenta sobre el cuerpo de una persona que toca una carcasa, estructura o tablero, entre sus manos y sus pies que hacen contacto con tierra. Ambas tensiones son causadas por la distribución de los potenciales de tierra al ocurrir una falla que es causa de la dispersión de corriente.

a)

•:

Tensiones Admisible de Toque o Contacto (VT)

De la fig. AS. 1 se tiene'.

Vt = (RO + Rk + Rt / 2 ) Ik

Voltios

(AS. l)

Donde: RO

-

Resistencia de contacto de una mano = O

Rk

-

Resistencia del cuerpo en valor medio ( 1000 Ohms)

Rt

-

Resistencia de contacto del pie-suelo aprox.(3 p), según IEEE Std. 80.

p

-

Resistividad del suelo

Reemplazando:

90

Vt = (I000+ 1,5 p ) 0,116/ ✓ t

(AS.2)

Voltios

+

+

lf R1

lk

Ro Rk

Rt 1

Rt

R2 = f'lf 2nd

---- --Fig. AS.1 Esquema y Circuito Equivalente del Potencial de Toque

b)

Tensiones Admisible de Paso o Tránsito (VP )

De la fig. AS .2 se tiene: Vp = (Rk+ 2 Rt ) 1k

Voltios

(AS.3)

Donde: Rk

Resistencia del cuerpo en valor medio (1000 Ohms)

Rt

Resistencia de contacto del pie aprox. (3 p), según IEEE Std. 80.

p

Resistividad del suelo

91

R1

+

i

lf R2

lk

Rt Rp Rp Rt

1

1

R3 - f'lf - 2nd

----Fig. A5.2 Esquema y Circuito Equivalente del Potencial de Paso

Reemplazando:

Vp = (1000 + 6 p ) O, 116 / ✓ t

Voltios

(A5.4)

En el presente informe se hace el análisis para pequeñas corrientes, puesto que cuando se trata de corrientes de falla mayores, es imposible controlar la tensión de toque o contacto, ya que cualquier puesta a tierra por menor resistencia que tenga, por sí sola no es suficiente para dar una protección efectiva a las personas; se requiere la instalación de protectores diferenciales.

ANEXOB

VALORES ASIGNADOS Y RESULTADOS

Para el cálculo de la resistencia de puesta a tierra,

relacionamos las ecuaciones

(A2.4) que nos dará el valor máximo de la resistencia de puesta a tierra, (A3.2) calculara la resistencia de puesta a tierra para un electrodo y (A3.5) calculara la resistencia de puesta a tierra para dos electrodos, y de los valores de la Tabla A3 .1 (solo tomaremos para efectos del calculo, para una resistividad del terreno menor a 100 Ohm-m y una resistencia equivalente del pozo hasta 1 O Ohm) y la ecuación (AS.2) que calculara la tensión de toque teórico, luego asignándoles valores que se indican en la Tabla B. l a las ecuaciones mocionadas se obtienen los resultados de tensión de toque practico y el de tensión de toque teórico y que se muestran en la TablaB.2.

93

Tabla B.l: Valores Asignados para el Calculo Nivel de Tensión en B.T. Tiempo de falla (t) Fig. A4.l

220 3

Voltios Segundos

Resistividad del suelo (p)

100

Ohm-m

Resistencia de contacto del hombre con el suelo (Rt=3p)

300

Ohm

Resistencia del cuerpo humano en valor medio (Rk)

1000

Ohm

Corriente admisible por el cuerpo humano (lle) IEC 479

0.030

Ampere

Tensión de contacto máximo admisible (Vk) IEC 479

24

Voltios

Longitud del electrodo dispersor de corriente, jabalina (L)

2.4

m

0.016

m

2

m

Diámetro del electrodo, jabalina (d) Distancia de separación entre dos jabalinas

En base a las premisas establecidas y de los resultados obtenidos en la Tabla B.2 se tiene lo siguiente: Para niveles de corriente de falla a tierra pequeña, hasta los 500 mA podemos usar cualquiera de las tres alternativas de puesta a tierra, es decir con una puesta a tierra de 40 Ohms tendríamos 18.80 Voltios, valor menor al límite de 24V. Si la corriente de falla llega a valores de 2 Amperios, se tendrá que usar un pozo de puesta a tierra, cuyo valor no exceda los 1O Ohmios. Si la corriente de falla supera los 2 Amperios se requiere una puesta a tierra cuya resistencia debe ser muy baja. Es decir para 1O Amperios de corriente de falla se requeriría un pozo de puesta a tierra de 2.41 Ohmios, valor que por lo general es dificil lograr con un diseño estándar, por lo tanto se hace necesario el uso de dispositivos de protección diferencial. En los casos de corrientes de falla a tierra, cuando las fugas por pérdida de aislamiento se incrementan abruptamente; ya se tratan de corrientes de cortocircuito

94

donde los dispositivos de protección contra sobrecorrientes actúan inmediatamente para interrumpir la corriente. En este caso la puesta a tierra actúa como un camino por donde fluye la corriente de cortocircuito.

Tabla B.2: Calculo de Tensión de Toque Practico Vs. Teórico Corriente de falla a tierra Ampere If

TIPOS DE PUESTA A TIERRA

Valor máximo de ROhm R<24/(If-Ik.)

V toque practico Volts (If-Ik.)*R.

Tensionde toque teorico Volts

Pozo de tierra en Ohm

Dos jabalinas Ohm

Una Jabalina Ohm

40

0.80

77

J4��86

10

24

2.80

77

2M�D(l)

10

24

40

4.88

77

flJLilf

10

24

6.80

77

l!GY.0'91

10

24

40

8.80

77

0.30

,a:g_39

10

24

10.80

77

0.50

M�(IJ6

10

24

40

40

18.80

77

0.75

3®3Ji

10

24

40

17.28

77

24

40

23.28

77

24

40

12.20

77

10

24

40

14.70

77

10

24

40

17.20

77

10

24

40

19.70

77

1

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

r,

1� �--

�ikoo

a.

1.00

21fi.1:.4

1.25

• �- ll�t6:'7

1.50

16.J.3

1.75

10

1l3.9Sl -

10

--

10

-

24

40 40

(Rk+Rt/2¿*0.116/ t" .5

OBSERVACION

o o <

z

2

2.00

l�.IS.

3.00

8.08

10

24

40

29.70

77

4.00

6.05

10

24

40

39.70

77

ZONADE

5.00

4.83

10

24

40

49.70

77

RIESGO

6.00

4.02

10

24

40

59.70

77

8.00

3.01

10

24

40

79.70

77

ZONA

10.00

2.41

10

24

40

99.70

77

PELIGROSA

!!......==,,.,] : Valores de resistencia a usar

ANEXO C CASO PRACTICO DE DIAGRAMAS USANDO PROTECTORES DIFERENCIALES

01

02

03

º'

06

05

08

07

09

11

10

12

1-4

13

15

16

17

18

DIAGRAMA UNIF'll.AR

t

N

R,S,T

IG DPX 3X100A 300mA 0.30seg

R,S,T

,,

4� Cu 30x5mm

01

DX

1X20A

,

l 1 02

DX

1X20A

30 mA 0.03Seg. U1,N1 C-1

8

�

...J

:::l <(

V2,N2 C-2

w 1z w et: o::

8

�

o1-

03

DX

3X32A

1

U3,V3,WJ C-3

� <( o::

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8...J

l°

3/N � 3801220V 60Hz

I

I

jos

4

DX

DX

1X40A

1X32A

1 1 W4,N4 C-4

o::

o

13 it w

...J

()

1 1

.

US,NS C-5 >-

��

88

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1 06

1

*DX

1X32A

l
30 mA 0.03Seg.

'V

V6,N7 C-6

6

�� O::ü ww 1- w

:e ...J

1

w o::

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIEAIA íACULTAD DE INGENIEAIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

WIINA:

FECHA:

VEII LE'IQIIIA EN PUNO Ne L-IS-CI.I

i

� w � o::

TABLERO DE DISTAIBUCION PARA UNA INSTAL.ACION DOMICILIARIA UTILIZANDO P/D

OCTUBRE 2003

ESCALA:

S/E

WIINA:

L-IS-01

03

02

01

06

05

04

07

09

08

10

11

14

13

12

15

17

16

18

DIAGRAMA UNIFILAR N R,S,T

í

IG

DPX 3X250A

1A-1Seg (TipoS)

4 i;6 Cu 60x5mm

IG1

DPX 3X125A

DPX 3X125A

DPX 3X160A

IG2

300 mA - 0.3Seg 3/N - 380/220V 60Hz

Q1 DX 1X32A

U1,N1 C-1

... z 8

� al :E

::,

...J <(

4,:foCu 40xSmm

Q2 DX 1X32A

300mA 0.03Seg V2,N2 C-2

z

N

� al :E

::, ...J

<(

300 mA - 0.3Seg

Q4

lT TT 30mA 0.03Seg

'vV3,N3 C-3

... z UJ 1-

z w ir

o::

8

<(

:E

o 1-

U4,N4 C-4

z

N

w 1-

z w

ir

o::

8

<(

o 1-

DX 1X25A

30mA 0.03Seg

i

Q5 DX 3X40A

Q6 DX 3X63A

C-5

� w w (/)

o::

....

C-6

...:

...:

z

(/)

i5

� UJ

...J

al

<(

1-

z N

(/)

i5

� w ...J

al

�

as

Q7 DX 3X63A

l ll ll ll C-7

DX 1X32A

l1

ffi1-

...:

ir

i5

o o::

w ...J

al

30mA 0.03Seg

lT

U8,N8 C-8

(")

z

4,:foCu 40xSmm

3/N - 380/220V 60Hz

3/N - 3801220V 60Hz

4�� 50x5mm

Q11 DX 1X40A

V9,N9 C-9 ALUMBRADO

w

o::

8

:E

o

LAMINA:

<(

1-

VIII IL'l'DIIA DI � lle_ L�

11

U10,V10,W10 C-10 COCINA ELECTRICA

n=,

W11,N11 C-12 CALEFACTOR

RESERVA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

<(

1-

=

� 300mA 0.03Seg 0.03Seg �

FECHA:

TABLERO DE DISTRIBUCION PARA UNA INSTALACION COMERCIAL UTILIZANDO P/D

OCTUBRE 2003

ESCALA:

S/E

LAMINA:

L-IS-02

LEYENDA LAMINAS L-IS-01 Y L-IS-02

IG Ql Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 IG IGI,IG3 IG2 Ql,Q2,Q9 Q3,Q4 Q5 Q6,Q7 Q8 QIO Qll

(a) (b) (e) (d) ( e) (f) NOTA:

LAMINA L-IS-01

INTER. TERM. DPX125 3xlO0A LEGRAND REF. 250 40 (a) INTER. TERM. DX lx20A LEGRAND REF. 063 77 INTER. TERM. DX lx20A LEGRAND REF. 063 77 (b) INTER. TERM. DX 3x32A LEGRAND REF. 064 91 INTER. TERM. DX lx32A LEGRAND REF. 063 79 INTER. TERM. DX lx40A LEGRAND REF. 063 80 INTER. TERM. DX lx32A LEGRAND REF. 063 79 (e) LAMINA L-IS-02

INTER. TERM. DPX250 ER 3x250A LEGRAND REF. 252 26 (d) INTER. TERM. DPX125 3xl25A LEGRAND REF. 250 41 (a) INTER. TERM. DPX250 ER 3xl60A LEGRAND REF. 252 25 INTER. TERM. DX lx32A LEGRAND REF. 063 79 ( e) INTER. TERM. DX lx25A LEGRAND REF. 063 78 (b) INTER. TERM. DX 3x40A LEGRAND REF. 064 92 INTER. TERM. DX 3x63A LEGRAND REF. 064 94 INTER. TERM. DX lx32A LEGRAND REF. 063 79 (e) INTER. TERM. DX, 3x32A LEGRAND REF. 064 91 (f) INTER. TERM. DX lx40A LEGRAND REF. 063 80 (e) PROTECTORES DIFERENCIALES

BLOCK DIFERENCIAL 125A 0.3A 0.3S LEGRAND REF. 26013 INTERRUPTOR DIFERENCIAL 2x25A 30mA LEGRAND REF. 08628 INTERRUPTOR DIFERENCIAL 2x40A 30mA LEGRAND REF. 08629 BLOCK DIFERENCIAL 250A IA 0.3S LEGRAND REF. 26036 INTERRUPTOR DIFERENCIAL 2x40A 300mA LEGRAND REF. 08645 INTERRUPTOR DIFERENCIAL 4x40A 30mA LEGRAND REF. 08694 Las re ferencias de los equipos utilizados han sido t o mados de las c opias del catalogo LEGRAND en elqu e s e adjuntan en este in form e .

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA LAMINA: LEYENDA 1 ESCALA: LAMINA: FECHA: 1 OCTUBRE 20031 S/E L-IS-03

Cl.

CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DE INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS Y DIFERENCIALES

Curvas de funcionamiento diferencial: Son las curvas que dan los tiempos de operación, en función de la corriente defecto permiten verificar que el tiempo de reacción del dispositivo diferencial, instalado aguas arriba, es superior al tiempo de apertura del dispositivo, situado aguas abajo.

CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DIFERENCIAL DE DISYUNTORES DX 1 t(s)

o.s

-

---

-�

-- - '"""¡

0.1

---

..

--

-

--- - _,_

--

-

,_____

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--------

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--

101UA

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0.,01.

Type S

10°

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10 1

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-

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�

-

r----..... ....__

''

�

r,��

"

"1A type S 300niA type S

i-,,....__

10 3

Diferencial selectivo puede ser utilizado solo.

10 4 1.6.(mA)

CURVASDE FUNCIONAMIENTO DIFERENCIAL DE DISYUNTORESDE POTENCIA DPX

.,.,

10

·- 1 ·- 1 l

5

'

"""

... 1111.

'

2

�

"""'�

�

'"""

'

i--.

""11111 •

-

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..

�

7�

...

0,5 ... 1111 -

0,2

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C'>

...cae:

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0,1

0,05

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0,02

e


.!:!

..

..

"......

___

'',..""

�

___

11111.

""1111 .,

---11111

11111�

º·º ' 0,01

0,05

0,1

0,5

1

5

10

so 100

300 IA(A)

IA(A) IAn

-

Corriente diferencial Corriente diferencial nominal

a

-

Desenclavamiento instantáneo

-

3 posibilidades de regulación del tiempo de apertura: 0.3, 1 y 3 seg o

b

bien conocido como diferencial retardado para protección general. Un diferencial retardado no puede utilizarse solo. Debe ser acompañado por un diferencial tipo So instantáneo.

CURVAS DE FUNCIONAMIENTO DE INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS DX

l•··aSi1egra+ncf DV

intenuptores diferenciales

03384 1 &m

10 10 10 10 10 10 10

5 5 5 5 5 5 5

5 5 5 5 5 5 5

Ref.

03433

Q Dimensiones, pág. 67

Poder de corte: 6.000A UNE EN 60898: 92 Utlización: instalaciones domésticas Conexión por banas protegidas contra los contEtos directos �P 20) Tomilos imperdibles Gapacidad de embomamiento: - 25 rnm2 flexible - 35 mn,2 rígido Pei1es (1,9" pág. 69) Portaetiquetas incorporado Unipolaes 230/400 V"­ lnlmsiclad narn! W 6 16 20 25 32 40 10

Bipolares 400 V"\. Intensidad naninal 1A) 6 16 20 25 32 40 10

·wnnn••>• • ··· ··!para::· · · ·

:::::;::::::::::::::::::'.::::::::·::::·::::::: .:: .·

1i:ilili'lil!il'¡i i�l1ijá$! i •.

"!lili: t 36

MócUos 17,5 nm 1 1 1 1 1 1 1

Unlpolares + neutro 230 V"\. MM.dos 17,5 rnn lntfnscad ncmnal 1A) 2 6 2 10 2 16 2 20 2 25 2 32 2 40

: : ::::n:n:¡: ::riétf •téth'Í� ·.·.. s ·················

08622

MM.dos 17,5 rnn 2 2 2 2

2 2 2

Ref.

Emb.

5 5


Conexión por bornas protegidas contra los

contactos directos � 20) TomiDos imperdibles Gapacidad de embornamiento: - 25 mn,2 flexible - 35 n,m2 rígido Peines (ver pá . 69) g Bipolares 230 V'\. 30rnA UtUización: instalaciones domésticas Confomies a la norma UNE EN 61008-1: 96, A11: 96 y UtE EN 61008-2-1: 96 Intensidad namal 1A) 25 40 Interruptores diferenciales DV-25y40A DX - 1&. 25, 40, 63 y 80 A Tabla de fusibles

rh g

! Pt. lp Tab. 15 -§ 9.11 EN 61008 l

� GLegrand

In 16A 25A 40A 63A BOA

16A X

25A

40A

63A

80A

X X X X

Dlegrand·

DX

DX

�netoténnlcos hasta 63 A !§WW10 KA curva e y o

063 74 &rb-

1 1 1 1 101 ¡ 101 1

�toténnlcos hasta 63 A lti000..110 KA curva e y o

06396 Re!.

064 88

G. Dimensiones, pág. 67

Emb.

06566

f'a Dimensiones, pág. 67

Ref.

Poder de corte: 6.000 A UNE EN 60898: 92 10 KA UNE EN 60947-2 Utilización: instalaciones domésticas, terciarias e industriales Conexión por bomas protegidas contra los contactos directos 0P 20) Tomillos imperdibles capacidad de embornamiento: - 25 mm2 flexible - 35 mm2 rígido Peines (ver pág. 69) Pueden ser equipados con auxiliares (pág. 39) y bloques diferenciales (pág. 40 y 41) Portaetiquetas incorporado

Poder de corte: 6.000 A UNE EN 60898: 92 1O KA UNE EN 60947-2 Utilización: instalaciones domésticas, terciarias e industriales Conexión por bomas protegidas contra los contactos directos 0P 20) Tornillos imperdibles Capacidad de embornamiento: - 25 mm2 flexible - 35 mm2 rígido Peines (ver pág. 69) Pueden ser equipados con auxiliares (pág.39) y bloques diferenciales (pág. 40 y 41) Portaetiquetas incorporado

Unipolares 230/400 V'\.

Bipolares 400 V'\.

lr1msidad rominal 1A1 1 2 3 6 10 16 20 25 32 40 50 63

MOdúos 17,5 rnn

1 1 1 1 1

1 1

1 1

1 1 1

1 1 1 51 51 51 51 1 1 1 1 1

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g6ll:79: �38 06474: ,CJ66a9 '·

Unlpolares + neutro 230 V'\. C8pacidad de embomamiento:

- 16 mrn2

lntenooad rominal (Al

6 10 16 20 25 32 40

MOduos 17,5rnn

1 1

1 1 1 1 1

Unlpolares + neutro 230 V"-' 2 módulos

Intensidad normal

1

1 1 5 5

1 1 1 1 1 1

2

3 6 10 16 20 25 32 40 50 63

w

1 2 3 6 10 16 20 25 32 40 50 63

MOdúos17.5rnn

2 2 2 2 2 2

2

2 2 2 2 2

Tripolares 400 V'\.

1 móclub

1 10 10 10

Intensidad normal (Al

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

,-óñítp

Intensidad normal (Al

1 2 3

'? �"-!·':� '

6

-�

00490 :Ofi655

�:Qt

'-OMQi,

�Jii�f

l:

. 00ll$8'. �� 00494: ;Q6659: '

2

Auxiliares, pág. 40 Bloques diferenciales, pág. 42 Peines de conexión, pág. 69

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Telrapolares 400 V'\.

Móó.Jlos 17,5rnn

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

10 16 20 25 32 40 50 63

llllóduos 17,5rnn

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

:=¡i

. O.i\,aOi

lnlmsidad nminal (Al

'.:��1

1 2

-,!�-··wi �'.�

3

·f

!·�· es:,

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:,065 ea, :.oos;1a,

ea· _;oe&7Q;'.

::Q6$§f �:17;· : 06p

065 68 . 066" 79

6 10 16 20 25 32 40

50

63

MOdúos17,5rnn

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

4 4

Auxiliares, pág. 40 Bloques diferenciales, pág. 42 Peines de conexión, pág. 69

37

DX

DX-h

�netotérmlcos diferenciales monobloc lfiWKll10 KA curva

07863

Rel.

magnetotérmlcos monobloc de 80 a 125 A 10 KA curva C y D

064 76

07980 Emb.

G Dimensiones. pág. 67 TipoAC Conforme a la nueva norma UNE EN 61009-1/96

y UNE EN 61009-2-1/96

Poder de corte: 6.000 A UNE EN 60898 10 KA UNE EN 60947-2 Peines (ver pág. 69) Unipolares + neutro 230 V'\. Aparatos con marca ISI excepto 40 A 30rnA

(D

06572

Dimensiones, pág. 67

Poder de corte: •CurvaC: 10.000 A UNE EN 60.898 12,5 KA UNE EN 60.947-2 •Curva O: 10 KA UNE EN 60.947-2 Utilización: instalaciones terciarias e industriales Capacidad de embornamiento: - 50 mm2 flexible - 70 mm2 rígido Pueden ser equipados con auxiliares y bloques diferenciales (pág. 39, 40 y 41) Portaetiquetas incorporado Unipolares 230/400 V'\.

lnlensidad l10ITnll
MóáAoo 17.5 nm

2 2 2 2 2 2 2

25 32

40

300rnA 6 10 16 20

2 2 2 2 2 2 2

25 32

40

Tetrapolares 400 V"' 30mA Intensidad nominal 1A)

Módulos 17,5 rrrn

10 16 20

25 32

40 50

63

4 4 4 4 4 7 7 7

300mA 10 16 20

25 32

40 50 63

4 4 4 4 4 7 7 7

Auxiliares, pág. 40 Peines de conexión, pág. 69 L___________________ FRiiiierefiiire;;¡¡nciciiilass.eorin:m¡ro:¡oNuevos productos

38

Ref.

In (A)

80

In (A)

80

100 125

In (A)

80 100 125

I ,..,,

1 1

�, 100 125

Mod

1,5

JV' Mod

3 3 3

N" l\/lod

4,5 4,5

4,5

JV'Mod 6 6 6

Dlegranc1·· DX-h

DX-L

�otérmicos hasta 63 A tul.JKKll 25 KA curva

06860 Emb.

Fiel.

e

06920

�otérmlcos hasta 63 A 125JJ00150 kA curva

111

07000

G Dmensrones, pAg 67 Poder de corte:

10.000 A UNE EN 60898: 92 25 KA UNE EN 60947-2* · Utilización: instalaciones domésticas, IJr.li� c.;;:,n...., terciarias e industriales &oJ � Conexión por bomas protegidas contra los contactos directos (IP 20) Tornillos imperdibles Capacidad de embomamiento: - 25 mm2 flexibte/35 mm2 rfgido Peines (ver pág. 69)

e

07114

Poder de corte: 25 000 A UNE - EN 60898 50 kA UNE - EN 60947-2 Reciben los mismos auxiliares que el DX y DX-h

Ref.

Emb.

07144

Bipolares 400 V"\. Intensidad nominal (A)

Unipolares 230'400 V"" lnlensidad nominal {A)

Módulos 17,5mm

6 10 16 20 25 32 40 50 63

1 1 1 1 1 1 1 1 1

1

1 1

.

Módulos 17,5mm

6 10 16 20 25 32 40 50 63

2

2

2 2 2 2 2 2 2

Tripolares 400 V"'

1 1

1 1

MMJlos17,5mm

3 3 3 3 3 3 3 3 3

6 10 16 20 25 32 40 50 63

Tetrapolares 400 V'\# lnlenSidad nomnal (A)

..

. . �-�� �-.- . . �;:: '' '" �-;

lnlenSidad nominal {A)

lnlenSidad nomnal {A)

10 16 20 25 32 40 50 63

1 1 1 1 1

Bipolar� 400 V"\.

MOcUo& 17,5mm

6 10

16

20 25 32 40 50 63

Auxiliares, pág. 40 Bloques dHerenciales, pág. 42 Peines de alimentación, pág. 69

4

4

4 4 4 4 4 4 4

1 1 1

1 1 1

1 1

Módulos de 17,5mm

3 3 3 3 3 3 3 3

Tripolares 400 V"\.

:

Intensidad nominal

Módulos de 17,5mm

10 16 20 25 32 40 50 63

4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5

(A)

'"····",,.r?t.,,,

·g1rii

:Q7J,;30) ,i07iN3h

LJ: rel="nofollow">n¡�21 "J;J1H33r 07t34

ill'l

Tetrapolares 400 V"\. 1 1 1 1 1 1 1

1

!lril�l��¡

Intensidad nominal

Módulos de 17,5mm

10 16 20 25

6 6 6 6 6 6 6 6

(A)

01:f4,je1 ó7f4$"

1:07.füfü;

; óº?f.¡a: a.-;;¡

32

40 50 63

0714'9 i,071:00--

r: :·.·t· ·.�t.t/-

Auxiliares, pág. 40 Bloques dHerenciales, pág. 42 Peines de alimentación, pág. 69 4 f l

DX-h

Poder de corte de DX-h según la norma UNE EN 60 947-2 a 230/400V'\.,

In s20A' '25A 32A

40A

so;v63A

., -

Bi (400V)

Unl 25

20

kA

30kÁ

25k'A

kA" 15 kA 12,5 kA

.•.¡

it2,5;kA'

20kA

20kA . •·

15kÁ

T,vTétra 25 20

kA kA kA

15 15 kA 12,5 kA

L. --------------------¡R;¡;;e-¡;;lerAre'ñcnc;¡¡jlass ereniiriiko : Nuevos productos

39

DX

accesorios y auxiliares para magnetotérmicos

07350

Emb.

07361

Ref.

07373

G Dimensiones, pág. 67 Auxiliares para m�netotérmicos DX e interruptores diferenciales Se conectan a la izquierda del rnagnetotérmico (3rnáximo) Permiten el paso del peine de alimentación Auxiliares comunes a los magnetotérmicos DX, DX- h, y DX-L a los interruptores diferenciales DX (con contacto auxifiar ref. 073 52) AuxiDares de señalización Contacto auxiliar inversor 6 A - 250 v,,__ Permite una señalización del estado de posición de los contactos Contacto de seflal de defecto inversor 6 A - 250 v,,__ Permite una señalización de la apertura del magnetotérmico por defecto Contacto auxiliar inversor IJ)Odificable en señal defecto inversor Auxiliar de mando Desconectador a emisión Permite abñr el magnetotérmico a distancia 110 a 415 V"110 a 125 V=

Módulos 17,5 mm

0,5

0,5

0,5

Mando motorizado para magnetotérmicos DX y DX-h hasta 63 A Se montan a la izquierda del magnetotérmico, permitiendo la apertura, el cierre y el bloqueo en posición abierta del automático al que se asocia. Incorpora los auxiliares de señalización: "contacto auxmar" y "señal de defecto". Para Dx bi., tñ., y tetrapolar. Módulos 17,5 mm

230 V, 50 Hz

3

Otras tensiones, consuftar

Bloqueo para Dx 2

40

Soporte para bloquear, mediante un candado de 4 ó 6 de 0, la maneta de los magnetotérmicos Dx y de los diferenciales Dx bipolares

Dlegrand·

DX

DX

Interruptores diferenciales "alta inmunización" y accesorios

interruptores diferenciales

08823

ReL

f3

Conforme a la norma UNE et 61008-1

Emb.

Conexión por bomas protegidas contra los contactos
� cflaw.- 1 1

Clam A

m

Concebidos para proteger a las personas y para garantizar la mayor continuidad en el servicio eléctrico Equipados con un
• lnstalaciónes con ordenadores, impresoras, equipos rnormáticos y, en general, con receptores

electrónicos susceptibles de generar impulsos de corriente contfnua • lkJmínación fkJOrescente con reactancias electrón· • Receptores que generen puntas de corriente (motores, contactores, lámparas fluorescent�•... ) • Instalaciones en zonas geográficas susceptibles de darse con
Bipolares 230 30mA

Ref.

� Dimensiones, pág. 67 Conforme a las normas UNE EN 61008-1: 96, A11: 96, UNE EN 61008-2-1: 96,

CEI 6068.2 Conexión por bornas protegidas contra los contactos directos (IP 20) Tornillos imperdibles Capacidad de embornamiento: - 25 mm2 flexible - 35 mm2 rtgido Peines (ver pág. 69) Protegidos contra desconexiones intempestivas Posibifidad de bloqueo en posición abierto o cerrado Pueden ser equipados con auxiliares Bipolares: resistentes a las vibraciones (CEI 6068.8.35)

interruptores Diferenciales Clase AC Aparatos con marcélSI excepto 80 A Utilización: instalaciones domésticas, terciarias e industriales

v,

Módulos 17,5 mm

Utinzación: circuitos de receptores con dispositivos electrónicos susceptibles de generar impulsos de corriente continua cuyas fugas no las detectan los diferenciales convencionales (clase AC). Los diferenciales Clase A detectan las fugas tanto de la corriente alterna como de la corriente alterna con canponente continua

Bipolares 230 V'\. 10 mA

Intensidad nominal (A)

30mA

2 2 2

25

40 63 Tetrapolares 400 V'\. 30mA

25 40

63

80 25

40 63

4 4 4

25

40 63

Contacto auxlla' lnversOr Se monta a la izquierda del interruptor diferencial Permite el paso del peine de alimentación Permite una sel'lafización del estado de posición de los contactos Obfigatorio en caso de montaie de otros auxifla,es (ver pág. 40) MólUOS 17.5 mm 0,5

AuxlliareS, pág. 40 Peines de almenladór., pág. 69 Ver tabl� de fu[:!ibles en la columna

l'.:Q

Interruptores clferenciales Clase A �

16

lnlensidad nomnal (A)

5A-250V"'-

08712

08625

Dimensiones, pág. 67

80

Móduos 17,5 mm

2

2 2 2 2 2 2 2 2

Tetrapolares 400 V�

25

40 63

80

300mA

25

40 63

80

4 4 4 4

4 4 4

4

41

DX

DX

bloques diferenciales adaptables para DX y DX-h

Emb.

Rel.

G¡¡; Dimensiones, pág. 67

Conformes a la norma UNE EN 61009-1 Se montan a la derecha del magnetotérmico

bloques diferenciales adaptables para DX y DX-h

Emb.

G Dimensiones, pág. 67

Ref.

Conformes a la norma UNE EN 61009-1 Se montan a la derecha del magnetotérmico

TlpoAC

Tipo Hpi (aha inmunización)

Inmunidad reforzada a las desconexiones no desea­ das en entornos perturbados (circuitos informáticos, sobretensiones, lámparas fluorescentes, etc.) Detectan los fallos de componente continua tipo A (tiristores, triac, alimentación de corte, etc.) Funcionan hasta -25 ºC

Bipolares 230/400 V"'Sensibílidad

lnlsnsidad

30mA 32 30mA 63 30mA 80 a 125 300mA 32 300mA 63 300mA 80 a 125 300mA selectivo 63 (A)

Número demódúos de17,Smm

2 2

4

2

2

2

:·:;·c:.:,t:,,. Bipolares 230/400 V'\. Sensibilidad Intensidad Número 1 de módulos de 17,5mm •'.'.'

4

''''"·',f,[rf¡[,I

:')l[\

��A 300mA

1 �� 1 �

Tetrapolares

80a 125

V"'-

63 30mA SO a 125 32 300mA 63 300mA 80a 125 300mA 63 300mA selectivo 30mA 30mA

32

"
075'. 6•L 30 mA 63 0i1665:¡ 30 mA 80 a 125 .-01!)'6§.l' 300 mA selectivo 63

Tripolares 400 V"'-

6

iO�&'�&} 30 mA

2 4

63 · 07569', 30 mA 80 a 125 .075 70: 300 mA selectivo 1 63 1

3 6 3

hr:tfri•'E'.W Tetrapolares 400 V'\.

3 6 3 6

;,,:,...:htt · Tripolares 400 V'\.

3 3 6 3 3 6 3

2

r.t;'

·:.:,·-r"··'''

,, . ..

Ó75 12· 30 mA 63 . 075 :73 , 30 mA 80 a 125 075 M\1300 mA selectivo 63 ,0 7p]¡fü[i 300 mA selectivo 80 a 125

:::::� �--------------------------, �=:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: diferencial Hpi Magnetotérmicos diferenciales TM

monobloc tetrapolares DX

DX

4 módulos hasta 32 A (ver pág. 38)

____ �- Mejor continuidad de servicio ____ � _ Seguridad reforzada

42

01egrand·

DX

guardamotores

bloques diferenciales adaptables para DX-L

07576 Emb.

Ref.

G Dimensiones, pág. 67 Conformes a la norma UNE EN 61009-1 Se montan a la derecha del magnetotérmico

Tipo Hpi (alta Inmunización)

029 29

Emb.

Ref.

Inmunidad reforzada a las desconexiones no deseadas en entornos perturbados Detectan los fallos de componente continua (tipo A) Funcionan hasta -25 ºC Bipolares 230/400 V'\. Sensibilidad

30mA 300 mA 300mA selectivo

Número de módulos de 17,5mm

Tripolares 400 V'\.

2 2 2

30 mA 1 300mA 300mA selectivo

3 3 3

Tetrapolares 400 V'\.

3 3 3

30mA 1 300mA 300mA selectivo


029 29+ 029 41

Dimensiones, pág. 67

Tripolares

Aseguran el mando local y la protección de los motores eléctricos trifásicos Conformes a las normas: • CEI 60947-1, 60947-2, 60947-4-1 Poder de corte máximo en 400/415 V- - lcu: • ilimitado para los calibres de 0,40 a 10 A • 15 kA - P1 para los calibres de 10 y 14 A Térmico regulable en la parte frontal y compensado de-20 ºC a+60 ºC Magnético fijo regulado en fábrica entre 10 y 12 In Resistencia eléctrica: 25 FO/hora Conexión máxima: • flexible/rígido: 2 x 6 mm2 • flexible con conos: 2 x 4 mm2 Posibilidad de bloqueo en posición de paro (candado 0 4 mm) (3 polos protegidos) 400 V/415 V"-

. 1=:ci

Margen de "'lJUlaciOn del térmico

0,63 a 1 a 1,6 a

1 A 1,6 A

2,5 A

2,5

4

A 6,3 A 10 A 14 A 18 A

23 25

4

6 9 13 17

A A

I

20

a a a a a a a

1 A 1,6 A

Módulos 17,5mm

2,5 A 4 A

6,3 A 10 A 14 A A 18 23 A 25 A

Contacto auxiliar de señalización

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Se fija a la izquierda del guardamotor (2 máx.) Conlacto

NA + NC

Accesorio

Capacidad

A - 230 V"- (NC) 2,5 A - 230 V'\- (NA)

6

I

Módulos 17,5mm

0,5

Caja IP 55 con capacidad para un guardamotor y un contacto auxiliar (ref. 029 49)

;:; :-;,:;:lo)o: Nuevos productos l-.-----------------------a:Re::.1e::-:,:::anc:::i':a 1 s::--:en

43

interruptores automáticos magnetotérmicos DPX Tabla general de datos técnicos

Tipo

DPX-E 125

DPX 125

DPX,250 ER

DPX 250

DPX-H 250

.. Regulación frente a so brecargas (X 1� Temperatura ambiente ("C)

ln(A)

Regulación

fijo

frente a

regulable

cortocircuitos

margen

Relé

Poder de corte lcu(KA)

3P-4P

240"'

380/415 "-

:jj;��fü��füi1;j¡:i:ij;i1i����1�ii1j¡ifaii:ui1;;1JM���i:1i¡i:;¡¡¿¡¡¡;i:;j¡¡j[i¡���1illljj¡i:;fü¡¡;¡�¡�;m�:i;j1i:;:;;¡;¡:¡;!;j¡• ·: ' • n•• . . ::····•···•••••••<•®:••···· ·········· ···••••:.:oo.::•·•· ······················ ··•••oo•••••••••••••·:••••·•••••• 100············ ···················

480/500 "600'"\..

690'"\.. 250=

les(% lcu) lcw(KA) Sección máx

74

cable rígido (mm") cable flexible(mm")

Ancho barra

máx(mm)

Dimensiones

anchura (mm)

(fijo anterior)

profundidad (nm)

3-4 polos

altura(mm)

12

120

176

200

200

E11egrand·

!¡

DPX 630

DPX 630

DPX-H 630

DPX-H 1600

DPX 1600

DPX-L 630

¡

i

1:�i-i��:'I'.1H1���rnHi1;;;�¡i@:ii1füfü;�ifüi:1i�:)!!::1�;�iÚ;El; ;;;,;'HiU:n'''"'''···· '�::::;¡¡;¡: :: rel="nofollow">:::;:'.;);mH'.)J'.if;�:,11prHnt1?,i;;:¡!h;i:n�:�:•t:;:: : ..................... ........ .

i 200:.

i:C•250iC:,::::::::::::::::.:·,,.,, . . ::i250::.:, ·,......j::::· ... :... ::,:·250·.::, ·,: :.·:·., ..::,:::,::::••530::::::::::·::,:::::::·::::::: ..::i63Cr::.::... : .. ·:·: i

ffi..��1IT'IT;l".@HEü@��t�;i�nTHF'.nl1HHin]jHj)'jj�'j:':::n::i:i'j :j¡::::i :::::i;= :�==ij!;:;:¡,H:H::::1:;:: ::¡¡:jg;nj�:V:i: ;;i:J:;j¡¿jill:t:Uii·)�i ¡¡;ji:::::i:::::j:: ... , ................ . = = = = = == = = = = = , • ::•:::roo:• =•••·•••••••••• ••·•••••••••••••63ri:::••· · , · , · ·:•••• :,, . ,,,== ===1200·• ,• •• • ••'••• •'••• • ······1200 • ••••::··: : • ,•630' ·- ·••:•. • 320· .. ¡ ¡H ¡¡ 1w;:���:-<::t���i:'.�,.:i@m�E��t/'.il�''F::>,:::-::- :· ,, -. -·.:-, , : . ..... :·:.... :¡:¡;::•:::=;j;¡; :; ;;; jHiij;j:¡;;;;ti:1�¡¡¡¡¡¡¡::::¡:;'.:¡1di:�;¡¡.;¡¡¡¡1�::;¡;;¡1;:;¡:: ...... - , ,.

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5+10 In

200

. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . '

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260

200

260

320

320

75

DPX 125

DPX250 EA

Interruptores automáticos de 25 a 125 A

interruptores automáticos de

en caja moldeada

1r".t �.

250 A en caja moldeada

.fr: �� i:ffli •••, . .. .

h,.."í;:•

�25023 Brb.

Ref.

G

25023+26013

Dimensiones pag. 84 Conforme a la norma UNE EN 60947-2 l;iecución fija. conexión anterior l;quipados con portaetiquetas categoría de empleoA Magnetoténnlcos

DPX�125

252 56 + 260 36 E:mb.

Tensión nominal 500 v._, , 50 /60 Hz. 25fN Poder de corte lcu: 16 KA (400/415 V'"\,,) Magnético fijo Térmico regulable 0,7 + 1 In Conexión por bomas de 70 mm2

=

In

63A *100A *125A Soporte paa montaje del DPX-E 125 .sobre perfil 'L..I Perfil elevador para montar mecanismos modulares junto a DPX 125/160 "3P+lll/2

DPX125

Tensión nominal 500 V'"\,,, 50 /60 Hz, 250V Poder de corte lcu: 25 KA (400/415 V""-) Térmico regulable 0,7 + 1 In Conexión por bornas de 70 mm• In 25A 40A 63A 100A 125A

=

100A 125A Soporte para montaje del DPX 125 sobre perfil 1-J' Perfil e!ellador para montar mecanismos modulares junto a DPX 125/160 Interruptores de maniobra Eiecución fija, oonexión anterior Equipados con portaetiquetas Sin protección magnetotérmica Tensión nominal 500 v._, . 50 /60 Hz Poslbiíldad de montaje ele accesorios eléctricos internos Pueden asociarse a los bloques diferenciales

DPX-1125

In 125A Soporte péti"a montaje del DPX - 1125 sobre perfil Perfil elevador para montar mecanismos modulares junto a DPX 125/160

Ref.

(I;

Dimensiones pag. 84

Conforme a la norma UNE EN 60947-2 Ejecución fija conexión anterior Equipados con portaetiquetas Categoría de empleoA

Magnetotérmlcos

DPX250ER

Tensión nominal 690 V. 50/60 Hz. 250 V=. Poder de corte lcu: 36 kA (400 V) T érmico regulable de 0,64 a 1 In Magnético fijo (10 In) Conexión por terminales In 160A 250A 160A 250A Soporte para montaje del DPX sobre perfil 1-J Perfil elevador para montar mecanismos modulares junto a DPX 125/160/250ER Interruptores de maniobra Sin protección magnetotérmica Tensión nominal 500 v. 50/60 Hz Posibífldad de montaje de accesorios eléctricos internos Pueden asociarse a los bloques diferenciales

DPX-1250ER In 160A 250A Soporte para montaje del DPX sobre perfil 1-I Perfil elevador para montar mecanismos modulares junto a DPX 125/160/250ER Bloques diferenciales Módulos diferenciales acoplables directa mente a los DPX 250 ER Contacto de señalízación de defecto a distancia incorporado Conmutador que permite los ensayos mecánicos de funcionamiento y aislar el aparato en caso de medida del aislamiento de la instalación Tensión nominal 500 V. 50/60 Hz Tetrapola'es ClaseA

BDS250ER Para DPX 250 ffi y DPX-1250 ER Sensibilidad ragJlable a 0,03/0,3/1/3A Retardo regulable a 0/0,3/1 /3 seg. 8ectrónico M� lateral In 160A 250A Soporte para rrontaje del DPX -�,i;,;,a;,,_""·'"''�"'"""''-'..,;., sobre perfil 'L..I

76

Lllegrand· rel�s diferencial�� y toroidales

DPX

para interruptores automaticos en caja moldeada

accesorios elécbicos internos y de mando

261 ID

Emb. 20091

261 83

Rel.

26222

Contactos auxiliares y/o señal de defecto ,.,,,,, .•,,,., Permite señalizar et estado de los contactos o et disparo del magnetotérmico

Re!.

Permite hacer diferenciales losDPXequipados con una bobina de disparo

Relé diferencial · Atención: equipar losDPX, a los cuáles se conecta, con una bobina de disparo Ef o MT Se conecta a los toroidales Temporización regulable de 0,025 a 2,5 segundos Sensibilidad regulable de 30 mA a 18.63 A con toroidal 0 35 y 80 mm Sensllifidad regulable de 100 mA a 18,63 A con toroidal 0 110, 140 y 210 mm Tensión de alimentación: 230/240 V Relé álferencial modular, ñ¡ación sobre perfil 1-I (4 módulos de 17 ,5 mm)

Toroidales Se conectan al relé diferencial ref. 260 91 Toroidal 0 35 mm Toroidal 0 80 mm Toroidal 0 105 mm Toroidal 0 140 mm Toroidal 0 21O mm

Para DPX 125 a 1600

,;_¡¡l;¡j Contacto inversor 3A - 240 V Bobinas de disparo de emisión Potencia absorbida 300 VA'\, 300W .... Para DPX 125 a 1600 A

Tensión de la bobina 230 V'\, y Tensión de la bobina 400 V'\, y Otras tensiones: consultar

= =

Bobinas de disparo

de mínima tensión Potencia absorbida 50 VA

Tensión de la bobina 230 V'\, Tensión de la bobina 400 V'\, Otras tensiones: consultar Mandos giratorios Los mandos giratorios están disponibles en dos versiónes: - Mando frontal directo - Mando frontal exterior para puerta B mando exterior incluye: eje de accionamiento, soporte de eje, accesorios de fijación y dispositivo de bloqueo de la puerta en posición cerrado PosiblTdad de bloqueo de la maneta, en posición abierta, mediante nave ParaDPX125 ParaDPX250 ER ParaDPX250 ParaDPX 400/630 ParaDPX 1600 Bloqueo del mando giratorio de los DPX250 a 1600

Bloqueo para maneta Permite bloquear la maneta de losDPX en posición abierta con posibifidad de utHización de un candado ParaDPX 125 ParaDPX250 ER ParaDPX250 ParaDPX400/630 ParaDPX 1600

79

ANEXO D CÓDIGO IP PARA LA IDENTIFICACIÓN DE LA CLASE DE PROTECCIÓN POR CARCASA

Protección de las personas contra el Protección del equipo eléctrico contra contacto de partes peligrosas la penetración de agua 1 ª . Cifra característica

Definición

2ª. Cifra característica

Definición

o

Ninguna Protección.

o

Ninguna Protección

1

Dorso de la mano.

1

Gotas verticales.

Dedo.

2

Gotas con hasta 15 º de Inclinación

3

Agua pulverizada.

4

Salpicaduras de agua

5

Chorro de agua

6

Chorros de agua a presión

7

Inmersión pasajera

8

Sumersión permanente.

X

Sin consideración.

2 Herramienta. 3

Alambre 4

Alambre. Alambre.

5 Sin consideración. 6

X

115

Primera Cifra Cru·acterística:

Protección del equipo eléctrico contra la penetración de cuerpos sólidos extrafios. O:

Sin protección

1:

� 50 mm de diámetro

2:

� 12.5 mm de diámetro

3:

� 2.5 mm de diámetro

4:

� 1 mm de diámetro

5:

Protección contra el polvo

6:

Estanco al polvo

X:

Sin consideración

3° Letra Adicional (Facultativa)

Protección de las personas contra el acceso a partes peligrosas A:

Dorso de la mano

B:

Dedo

C:

Herramienta

D:

Alambre

4° Letra Complementaria (Facultativa)

H:

Equipos eléctricos para lata tensión

M:

Movimiento durante el ensayo de agua

S:

Durante el ensayo de agua

W:

Condiciones meteorológicas

ANEXO E NORMAS EMPLEADAS EN ESTE INFORME

l.

Código Nacional de Electricidad Suministro 2001 Regla 017.B

Nota 2,

manifiesta lo siguiente: Regla 017.B - Requerimientos de puesta a tierra del sistema: Los sistemas de tensión alterna recomendados deberán considerar lo siguiente: 0,38 / 0,22 kV de cuatro hilos, neutro puesto a tierra de manera efectiva de tres o cuatro conductores, el neutro puede estar puesto a tierra de manera efectiva Nota 2: En sistemas de baja tensión con neutro multiaterrado, la resistencia de puesta a tierra del neutro en los puntos más desfavorables, estando conectadas todas las puestas a tierra, no deberá superar los siguientes valores: En centro urbano o urbano rural 6 ohms. En localidades aisladas o zonas rurales 10 ohms. 2.

3. .

NORMA IEC 60364-4-41 "Electrical installations of buildings" Part 4:

Protection for safety.

Part 41:

Protection against shock.

NORMA UNE 20460/4-41: "Instalaciones eléctricas en edificios". Parte 4:

Protección para garantizar la seguridad.

Parte 41:

Protección contra los choques eléctricos.

117

4.

Norma IEC 60479 "E:ffects of current passing through the human body". Parte 1 y Parte 2 (UNE 20572 Partes 1 y 2).

5.

Norma DIN VDE 0100 "Determinaciones para la construcción de instalaciones de corriente industrial con tensiones nominales de hasta I000V". Parte 410:

"Medidas

de

protección:

protección

contra

corrientes

peligrosas para el cuerpo humano". 6.

Norma DIN VDE 0100, Parte 731: Referido a la protección parcial, sólo se admite en locales de trabajo eléctrico y en recintos de uso eléctrico cerrados.

7.

Norma IEC 60364 "Instalaciones eléctricas en edificios". Cláusula 412.5: "Desconexión automática mediante el uso de dispositivos diferenciales".

8.

Norma IEC-610008 " Interruptores corriente

automáticos

para

actuar

por

diferencial residual, sin dispositivo de protección contra sobre

intensidades, para usos domésticos y análogos". 9.

Norma IEC-610009 "Interruptores automáticos para actuar por corriente diferencial residual, con dispositivo de protección contra sobre intensidades".

10.

Norma IEC 60947-2 "Aparatos de maniobra de baja tensión". Segunda parte: Disyuntores" (Nota: Aplicación en el campo industrial)

11.

Norma IEC 60898 "Disyuntores para instalaciones domesticas y similares para la protección contra sobrecargas".

12.

CNE Tomo 1 Tabla 3-11.

13.

Reglamento Electrotécnico de BT- España

NORMA INTERNACIONAL IEC 60364-4-41 uillstalaciones eléctricas en edificios. Parte 4: Protección para garantizar la seguridad, Parte 41: Protecció11 co11tra los cl,oques eléctricos"

NORME INTERNATION-·-ALE 1 NTERNATIONAL STANDARD

-CEI IEC 6 O 3 64--4-41 Quatrieme édition Fourth edition 2001-08

PUBLICAT!ON GROUPÉE DE SÉCURITÉ GROUP SAFETY PUBLICATION

lnstallatiens électriques des batiments Partie 4-41: Pretection peur assurer la sécurité Pretection centre les checs électriques Electrical installatiens ?f buildings Part 4-41: Pretectie_n fer safety Pretectien against electric shock

© IEC 2001 Droits de reproduction réservés - Copyright - ali rights reserved Aucune partie de cene puolicalion ne peul ttre reoroduite ni utilis•• sous qu•lque forme que ce soil el par �ucun r,roc6d6. iteccronic,¡ue ou rr:ecanique. y compris ta photocooie el les microfilms. sans l"accord krit de 1"6dileur.

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No part ot l1'is l)UOli-:•uon may oe reproduced or uliliud in any lorm :,r :iy ar.y :neans. eleclronic or includlng p:,o,ocooying al\d micro�lm. withoul :,err:,ission in writing lrom u,e oublishe,.

lnternational Electrotechnical Commisslon 3, rue de Varembé Geneva. Switzertand Teleíax: +4122919 0300 e-mail: [email protected] IEC web sile http://WWW.iec.ch

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Commission Electrotechnique lnternationate lnternational Electrotechnical Commission Me,..4yHapoaHaA 3na"TPOT&1HH..ec11a11 HoMMCCMA

CODE PRIX PRICE CODE

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.. . 60364-4-41 © IEC:2001

-3-

CONTENTS

FOREWORO ......................................................................................................................... 5

4�O

lntroduction .............................................................................................................. . g

.!1C. 1 Scope ....................................................................................................................... 11 410.2 Normative references ............................................................................................... 11 --41 O. 3 • Application of measures of protection against electric shock .................................... 13 · Protection against both direct and indirect con ta et .................................................... 17 _41 � 411. 1 SELVandPELV ....................................................................................................... 17 4 1 1 .2 Protection by limitation of discharge energy .............................................................. 23 411.3 FELVsystem ........................................................................................................... 23 41 2 Protection against direct contact ............................................................................... 25 412.1 lnsulation of live parts .............................................................................................._ 25 412.2 Barriers or enclosures ............................................................................................... 25 · 27 412.3 Obstacles .................................................................................................................. 412.4 Placing out of reach ..................................................................................................· 27 412.5 Additional protection by residual cu;rent devices ....................................................... 29 A--1"3 Protection against indirect contact ............................................................................ 29 413.1 Automatic disconnection of supply ............................................................................ 29 413.2 Class 11 equipment or equivalent insulation .............................................................. 45 413.3 Non-conducting location ............................................................................................ 49 413.4 Protection by earth-free local equipotential bonding .................................................. 51 413.5 Electrical separation ................. �............................................................................. ;. 51 Annex A {informative) IEC 60364 -Parts 1 to 6: Restructuring ........: .................................. 55 Bibliography ........................................................................................................................ 63 Figure 41G - Zone of arm's reach ........................................................................................ 27 Table 41A - Maximum disconnecting times for TN systems ................................................... 35 Table 41 B - Maximum disconnecting time in IT systems (second fault) ................................ 41 Table 41 C (48A)..:.. Maximum disconnecting times................................................................. 45 Table A.1 - Relationship between restructured and original parts ................ :........................ 55 Table A.2 - Relationship between new and old clause numbering .............. : ...... ·················· 59 :

-5-

60364-4-41 © IEC:2001

INTERNATIONAL ELECTROTECHNIGAL COMMISSION

ELECTRICAL INSTALLATIONS OF BUILDINGS Part 4-41: Protection for safety Protection against electric shock

FOREVVORD 1) The IEC (lnternational Electrotechnicat CommissionJ is a worldwide organization for standardization comprising all nationat etectrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promete international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To this end and in addition to other activities, the IEC publishes lnternatio!1al Standards. Their preparation is entrusted to technical committees: any IEC National Committee interested in the subject dealt with may participate in this preparatory work. lnternational, governmental and non-governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the lnternationat Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations. 2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express. as nearly as possible. an international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical commit:ee has representation from all interested National Committees. 3)

The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form of standards. technical specifications. technical reports or guides and they are accepted by the Nationat Committees in that sense.

4) In order to promete international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC lnternational S:andards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly indicated in the latter. 5) The IEC provides no marking procedure to 'indicate its approval and cannot be rendered responsible for any equipment declared to be in conformity with one of its standards. 6) J\ttention is drawn to the possibility that sorne of the elements or lhis lnternational Standard may be the subject of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

lnternational Standard IEC 60364-4-41 has been prepared by IEC technical committee 64: Ele,:trical installations and protection against electric shock. lt has the status of a group safety publication in accordance with IEC Guide 104. The IEC 60364 series (parts 1 to 6), is currently being restructured, without any technicé"I changes, into a more simple form (see annex A). According to a unanimous decision by the Committee of Action (CA/1720/RV (2000-03-21)), the restructured parts of IEC 60364 have not been submitted to National Committees for approval. The text of this fourth edition of IEC 60364-4-41 is compiled from and replaces ·part 4-41, third edition (1992) its amendments 1 and 2 (1996 and 1999 respectively), part 4-46, first edition (1981), part 4-47, first edition (1981) and its amendment 1 (1993) and part 4-481, first edition (1993). This publication has been drafted, as close as possible, in accordance with the 1SO/IEC Oirectives, Part 3. Annex A is for information only.

:-.: 60364-4-41 © IEC:2001

.

-7-

The co"mmittee has decided that the contents of this _oublication will remain unchanged until 2003. At this date. the publication will be reconfirmed; withdrawn: replaced by a revised edition, or amended.

60364-4-41 © IEC:2001 ·:.. :,._

..

-9-

1

410 (400.1) lntrodu'ction (400.1.1) Part 4-41 of IEC 60364 specifies essential requirements for the protection of persons, livestock and property against direct conta et and indirect contact. 410.3 deals with the application and co-ordination of these requirements, including the application in relation to particular classes of externa! influences. Protection may be provided by •

a measure which combines protection against direct and indirect contact; ar

•

the combination of a measure of protection against direct contact and a measure of protection against indirect contact.

The measures which combine protection against direct and indirect contact are •

SELVandPELV(411.1);

•

limitation of discharge energy (411.2) (under consideration):

•

FELV (411.3).

The measures of protection against direct contact are •

insulation of live parts (412.1):

•

barriers ar enclosures (412.2);

•

obstacles (412.3):

•

placing out of reach (412.4).

The measures of protection against indirect contact are •

au tomatic disconnection of supply (41 3.1):

•

class 11 equipment or equivalent insÜlation (413.2);

•

non-conducting location (413.3):

•

earth-free local equipotential bonding (413.4);

•

electrical separation (413.5).

Requirements for additional protection against direct contact by residual current devices are given in 412.5. (400.1.2, in part) Measures of protection may be applicable to an entire installation, to a part, or to an item of equipment. (400.1.3) The arder in which the measures of protection are specified does not imply any relative importance.

1 In this standard. references in brackets refer to the previous numbering system.

60364.-4-4..1 © IEC:2001 .

· .·. . .

- 11 -

.

ELECTRICAL INSTALLATIONS OF BUILDINGS Part 4-41: Protection for safety Protection against electric shock 410.1

Scope ·

P3rt 4-41 of IEC 60364 describes how protection against electric shock is provided by appli,:ation of the appropriate measures as specified in •

411 for protection against both direct ,and indirect contact,

•

412 for protection against direct contact,

•

413 for protection against indirect contact.

410.2

Normative references

The following normative documents contain prov1s1ons which, through reference in this text, constitute provisions of this part of IEC 60364. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of. any of these publications do not apply. However. parties to agreements based on this part of IEC 60364 are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated celow. For undated ;eferences. the latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid lnternational Standards. IEC 60146-2: 1999, Semiconductor converters - Part 2: Semiconductor converters including direct d. c. converters IEC 60364-5-51: 1997, Electrica/ installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment - Chapter 51: Common rules IEC 60364-5-54: 1980, Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment - Chapter 54: Earthing arrangements and protective conductors IEC 60364-6 (ali parts), Electrical installations of buildings - Part 6: Verification IEC 60364-7 (ali parts), Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations IEC 60364-7-704:1989, Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations - Section 704: Construction and demolition site installations IEC 60364-7-705:1984, Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special. installations or /ocations - Section 705: Electrical installations of agricultura/ and horticultura/ - premises IEC 60439 (ali parts), Low-voltage switchgear and controlgear assemblies IEC 60449:1973, Voltage bands for electrical installations of buildings IEC 60664 (ali parts), lnsulation co-ordination for equipment within low-voltage systems IEC 60742:1983. /solating transformers and safety isolating transformers - Requirements

60164-4-41 © 1EC:2001

- 13 -

IEC 61008-1: 1996, Residual ct1rrent operated circu,t-/J.rP.akers without integral overcurrenc protection for household and similar uses (RCCBs) - Part 1: General rules IEC· 61009-1: 1996, Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs) - Part 1: General rules

IEC 61140: 1997, Protection against electric shock - Common aspects for installat,on and

equipment

IEC 61201:1992, Extra-low voltage (ELV) - Limit values IEC Guide 104: The preparation of safety publications and the use of basic safety publications and group safety publication 4_10-.3 (470)

Application of measures of protection against electric shock

410.3.1 General 410.3.1.1 (470.1) Measures of protection shall be applied to e·very installation. part of an installation, and to equipment. as required by 410.3. 410.3.1.2 (470.2) The choice and application of measures of protection according to conditions of externa! influence shall be as specified in 410.3.4. 410.3.1.3 (470.3)

Protection shall be ensured by

• ·•

the equipment itself, application of a measure of protection as a process of erection,

•

a combination of these two.

410.3.1.4 (400.1.2 in part) lf certain conditions of a measure of protection are not satisfied, supplementary measures shall be taken to ensure by such combined measures of protection the same degree of safety as complete compliance with those condit_ions. NOTE

An example of the application of lhis rule is given in 411.3.

410.3.1.5 (470.4) lt shall be ensured that there is no mutual detrimental influence between different measures of protection applied to the same installation or part of an installation. 410.3.2 Application of measures of protection against direct contact 410.3.2.1 (471.1) AII electrical equipment shall be subject to one of the measures of protection against_ direct contact described in 411 and 412. 410.3.2.2 (481.2.1) The measures of protection by insulation of live parts (412.1) or by barriers or enclosures {412.2) are applicable in all conditions of externa! influences. . 410.3.2.3 {481.2.2) The measures of protection by means of obstacles (412.3) or placing out of reach (412.4) are _per.m.i.tted only under the conditions wtlich will be given in a future part 7 of IEC 60364 -'1:Ir,at::r consideration·:

..

60364-4-41 © IEC:2001 410.3.3

- 15 -

Application of measures of protectio n against-i-ndirect contact

410.3.3.1 ( 471.2. 1) Except as píOvided in 410.3.3.5, all electrical equipment shall be subject to one of the measures of protec,ion against indirect contact described in 411 and 413, and to the conditions given in 410.3.3.2 to 410.3.3.4. 410.3.3.2 (471.2.1.1) Protection by automatic disconnection of supply (see 413.1) shall be applied to any installation, except to parts of the installation to which another measure of protection is applied. 410.3.3.3 (471.2.1.2) Where the application of the requirements of 413.1 for protection by automatic disconnection of supply is impracticable or undesirable, protection by the provision of a non-conducting location (413.3) or earth-free local equipotential bonding (413.4) méjy be applied to certain parts of an installation. 410.3.3.4 (471.2.1.3) Protection by SELV (411.1) by the use of clas5 11 equipment or equivalent insulation (413.2) and by electrical separation (413.5) may be applied in every installation. usually to certain equipment and certain parts of an installation. 410 .3 . 3.5 (471.2.2) Protection against indirect cantact may be omitted for the following equipment: •

overhead line insulator wall brackets and metal parts connected to them (overhead line fittings) if they are not situated within arm's reach:

•

steel reinforced concrete pales in which the steel reinforcement is not accessible;

•

exposed-conductive-parts which, owing to their reduced dimensians (approximately 50 mm x 50 mm) or their disposition. cannat be gripped or come into significant contact with a part of the human body and provided that connection with a protective cor.ductor could anly be made with difficulty or wauld be unreliable; NOTE

•

This reouirement applies. for example. to bolts. rivets. nameplates and cable clips.

metal tubes or other metal enclosures protecting equipment in accordance with 413.2.

410.3.4 Application of measures of protection in relation to externa! influences

.

410.3.4.1 (481.1.1) The requirements of 410.3.4.2 indicate the measures for protection against electric shock defined in this standard to be applied as a function of assessed canditions af externa! influences. NOTE 1 In practica. only the following conditions of externa! influences are relevant to the selection of measures of protection against electric shock: 8A; qualification of persons; 88: electricat resistance of the human body: 8C: contact at persons with earth potential. NOTE 2 Other conditions of externa! influences have practically no influence on the selection and implementation of measures of protection against electric shock, but should- be taken into consideration for the selection of equipment (see IEC 60364-5-51. table 51A).

410.3.4.2 (481.1.2) Where, far a given combinatian of externa! influences, severa! measures of protection are permitted, the selection of the appropriate measure depends on local conditions and the nature of the equipment concerned. NOTE

For special installations or speci;¡I locations. see IEC 60364-7.

The • measure of pratection by automatic disconnection of the 410.3.4.3 (481.3.1 in part) supply according to 413.1 is applicable in any installation.

60364-4-41 © IEC:2001

- 17 -

410.3.4 .4

(481.3.2) The measure of protection by use of--class 11 equipment or by equivalent insulation, according to 413.2, is apµlicable in all situatiOAs. unless sorne limitations are given in IEC 60364 -7. NOTE

For salety reasons it is important that the equipment be selected according to the externa! inffuences.

410.3.4.5 (481.3.3) The measure of protection by non-conductive location is permitted in accordance with 413.3. The measure of protection by earth-free local equipotential bonding is 4 10.3. 4 .6 (481.3. 4) permitted only in the condition of externa! influences se 1. 410.3.4.7 (481.3.5) The measure of protection by electrical separation is applicable in all situations. However, in condition se 4 , it shall be limited to the supply of one item of mobile apparatus from one transformer. 410.3.4.8 ( 481.3.6) The use of SELV according to 4 11.1.4, or PELV according to 411.1.5. is considered as a measure of protection against indirect contact in all situations. NOT: 1 cr 12 V.

Ir. certain cases IEC 60364-7 limits the value al the extra-low vollage at a value lower than SO V. i.e. 25 V

NOTE 2 The use al FELV requires another measure al protection against indirect contact (see 411.3.3).

410.3.4.9 (481.3.7) In· certain installations or parts of the installation, for example. in locations where persons may be immersed in water. the corresponding part of IEe 6036'1-7 requires particular measures of protection.

Protection against both direct and indirect contact

411

411.1 SELVandPELV 411.1.1 Protection against electric shock is deemed to be provided when •

the nominal voltage cannot exceed the upper limit of voltage band 1 (see IEC 60449),

•

the supply is from one of the sources listed in 411.1.2,

•

all the conditions of 411.1.3 and, in addition, either 411.1.4

for unearthed circuits (SELV), or

411.1.5 for earthed circuits (PELV) are fulfilled. NOTE 1 lf the system is supplied from a higher voltage system by other equipment such as auto-transformers, potentiometers, semiconductor devices, etc., the output circuit is deemed to be an extension of the input circuit and is protected the measures ol protection are applied to the input circuit. NOTE 2

For certain externa! influences. lower voltage limits may be required. See also IEC 60364-7.

�OTE 3 In d.c. systems with batteries, the battery charging and lloating voltages exceed the battery nominal voltage. depending on the type ol battery. This does not require any measures of protection in addilion to those specilied in this clause. The charging voltage should not exceed a maximum value of 75 V a.c. or 150 V d.c. as a.ppropriate, according to the environmental situation as given in table 1 of IEC 61201.

411.1.2 411.1.2.1

Sources for SELV and PELV A safety isolating transformer in accordance with IEC 60742.

A source of current prQviding a degree of safety equivalent to that of the safety isolating transformer specified in 411.1.2.1 (e.g. motor generator with windings providing equi­ valent isolation).

411.1.2.2

60364-4-41 © IEC:2001

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411.1.2.3 An electrochemical source (e.g. a battery) ··o,,.. another source inde?endent of a higher voltage circuit (e.g. a diesel-driven generator). 411.1.2.4 Certain electronic devices complying with appropriate standards ·.vh-:re .:-neasures have been taken in arder to ensure that, even in the case of an interna! fau=t, the '.toltage at the outgoing terminals cannot exceed the values specified in 411.1.1. Higher vcltas;es at the outgoing terminals are, however, admitted if it is ensured that. in case of dire-::t cr indirect contact, the voltage at the output terminals is immediately reduced to those value-s o, less. -'JOTE 1

Exam:::,!es of such devices include insulation t�sting eou,:::,me,11. 7 N0 E 2 Whe:e h1gher voltages exist at the outgoing term'.nals. corr.pl1an�e with this clause m ay t: e as.;;umed if the ,.-clta-;e at the outgoing terminals is within the limits specified ,r. <111. i i when measured with a "º' �.:-;,et:cr ha·m,g dn ,n,e:-,al res:sta�ce of at least 3 000 n.

411.1.2.S Mobile sources, e.g. safety isolating transformers or motor genera :ors. shall be selected or erected in accordance with the requirements far protection by the 1..se ::if class 11 ec;uipment or by equivalent insulation (see 413.2). 411.1.3

Arrangement of circuits

411.1.3.1 Live parts of SELV and PELV circuits shall be electrically separa:�d f�om each other and from other circuits. Arrangements shall ensure electrical separation not less than that between the input and the output circuits of a safety isolating transformer. NO•E 1

This :equirement does not exctude the connection of :ne PE.LV c•rc•J:t to earth (see.:. 11 • 5).

NOTE 2 In particular, electrical separation not less than that providea cetween the input anc tt.e out::ut wincings of a safety isolating transforme, is necessary between the live parts of elactrical equipment suc,--: as relays. contactors. auxiliary switches and any part of a higher voltage circuiL NOTE 3 OC voltages for SELV and PELV circuits generated by a semiconductor convertor (see l:C 60146-2) require an interna! a.c. voltage circuit to supply the rectifier stac�. This interna! a.c. voltage exceeds the d.c. yoltage for physical reasons. This interna! a.c. circuit is not to be considered as a "higher voltage :=irci.:,t" within the meaning of this clause. Between interna! circuits and externa! higher voltage, circuit protective separation (according :o 3.24 of IEC 61140) is required.

411.1.3.2 Circuit conductors of each SELV and PELV system shall preferably be physically separated from those of any other circuit conductors. When this requirement is impracticable, one of the following arrangements is required: •

SELV and PELV circuit conductors shall be enclosed in a non-metallic sheath in addition to their basic insulation;

•

conductors of circuits at different voltages shall be separated by an earthed metallic screen or an earthed metallic sheath; NOTE In the above arrangements, basic ínsulation of any conductor need only be sufficient for the voltage of the circuit oí which it is a part.

•

circuits at different voltages may be contained in a multi-conductor cable or other grouping of conductors but the conductors of SELV and PELV circuits shall be insulated, individually or collectively, far the highest voltage present.

411.1.3.3 Plugs and socket-outlets far SELV and PELV systems stiall comply with th"e following requirements: •

plugs shall not be able to enter socket-outlets of other ·,oltage systems:

•

socket-outlets shall not admit plugs of other voltage systems:

•

socket-outlets shall not have a protective conductor contact.

60364-4-41 © IEC:2001

- 21 -

411.1.4 Requirements for unearthed circuits (SELV) 411.1.4.1 Live parts of SELV circuits shall not be connected to earth or to live parts or to protective conductors forming part of other circuits. 411. 1 .4.2

Exposed-conductive-parts shall not be intentionally connected to

earth, or .,

"

protective conductors or exposed-conductive-parts of another circuit, or extraneous conductive parts except that where electrical equipment is inherently required to be connected to extraneous conductive parts, it is ensured that those parts cannot attain a voltage exceeding the nominal voltage specified in 411.1.1.

NOTE lí lhe exposed-conduclive-parts or SELV circuils are liable to come inlo contact. either íortuitously or intentionally. wilh the exposed-conductive-parts or other circuits. proteclion againsl electric shock no longer depends solely on proleclion by SELV but also on lhe measures or prolection lo which lhe lat::!r exposed­ conduclive-parts are subject.

411.1.4.3 lf the nominal voltage exceeds 25 V a.c. r.m .s. or 60 V ripple-free d.c., protection against direct contact shall be provided by •

barriers or enclosures affording a degree of protection of at least IPXXB or IP2X, or

•

insulation capable of withstanding a test voltage of 500 V a.c. r.m.s. far 1 min.

lf the nominal voltage does not exceed 25 V a.c. r.m.s. or 60 V ripple-free d.c.. protection against direct contact is generally unnecessary: however. it may be necessary under certain conditions of externa! influences (under consideration). NOTE "Ripple-rree· is conventionally deíined ror sinusoidal ripple vollage as a ripple content or nct more lhan 10 % r.m.s.: the maximum peak value does not exceed 140 V ror a nominal 120 V ripple-free d.c. system and 70 V ror a nominal 60 V ripple-free d.c. syslem.

411.1.S- Requirements for earthed circuits (PELV) Where the circuits are earthed and when SELV according to 411.1.4 is not required, the r�quiremec,ts of 411.1.5.1 and 411.1.5.2 shall be fulfilled. 411.1.5.1

Protection against direct contact shall be ensured by either

•

barriers or enclosures affording a degree of protection of at least IPXXB or IP2X. or

•

insulation capable of withstanding a test voltage of 500 V a.c. r.m.s. far 1 min.

411.1.5.2 Protection against direct contact in compliance with 411. 1.5.1 is not necessary within or outside a building where main equipotential bonding according to 413.1.2 is provided, and the earthing arrangement and exposed-conductive-parts of the PELV system are connected by a protective conductor to the main earthing terminal, and the nominal voltage does not exceed •

25 V a.c. r.m.s.- or 60 V ripple-free d.c., when the equipment is normally used in dry locations only and large-area contact of live parts w!lh the human body is not to be expected:

•

6 V a.c. r.m.s. or 15 V ripple-free d.c. in all other cases.

NOTE

The earthing of circuils may be achieved by an appropriale connection lo earth within lhe source itself.

. 60_�64:-4-41 © IE_C:2001 411.2

- 23 -

Protection by limitation of discharge energy

Under consideration. 411.3

FELV system

'111.3.1

General

.Where. for functional reasons. a voltage within band I is used but all the requirements of 411.1 relating to SELV or PELV are not fulfilled. ,rnd where SELV or PELV is not necessary. the supplementary measures described in 411.3.2 and 411.3.3 shall be taken to ensure protection against' both direct and indirect contact. This combination of measures is known as fELV. NOTE Such conditions may, for example. be encountered when the circuit contains equipmenr {such as transformers. relays. remole-control switches. contactors) insuHiciently insulated with respect lo circuils at higher voila ge.

-411.3·.2

Protection against direct contact

Protection against direct contact shall be provided by either •

barriers or enclosures in accordance with 412.2, ar

•

insulation corresponding to the minimum test voltage required far the primary circuit.

Where. however, the insulation of equipment which is part of a FELV circuit is not capable of withstanding the test voltage specified far the primary circuit, the insulation of accessible non­ conductive parts of the equipment shall be reinforced during erection so that it- can withstand a test voltage of 1 500 V a.c. r.m.s. fer 1 min. NOTE The value of this vollage may be reviewed al a laler dale depending on lhe resulls of inlernational · standardizalion {al present being undertaken) i� low-vollage insulation co-ordinalion .

.. 411.3.3 · Protection against indirect contact Protection against indirect contact shall be provided by either •

connection of the exposed-conductive-parts of the equipment of the FELV circuit to the protective conductor of the primary circuit, provided that the latter is subject to ene of the measures of protection_ by automatic disconnection of supply described in 413.1; this does not preclude the connection of a live conductor of the FELV circuit to the protective conductor of the primary circuit, or

•

connection of the exposed-conductive-parts of the equipment of the FELV circuit to the non-earthed equipotential bonding conductor of the primary circuit where protection by electrical separation in accordance with 413.5 is applied to the primary circuit.

-#1-:-3:"r Plugs and socket-outlets Plugs and socket-outlets fer FELV systems shall comply with the following requirements: •

plugs shall not be able to enter socket-outlets of other voltage systems, and

•

socket..:outlets shall not admit plugs of other voltage systems.

:50364-4-41 © IEC:2001

- 25 -

412

Protection agains t direct contact

412.1

lnsulation of live parts

NOTE 1

The insulation is intended to prevent any contact with :ive parts.

Live parts shall_ be completely covered with insulation which can only be removed by destruction. For factory-built equipment. the insulation shall comply with the relevant standard fer the electrical equipment. For other equipment, protection shall be provided by insulation ca�able of durably with­ standing the stresses to which it may be subjected in service such as mechanical, chemical, electrical and thermal influences. Paints, varnishes, lacquers and similar products alone are generally not considered to provide adequate insulation for protection against electric shoc!< in normal service. NOTE 2 Where insulation is applied during the erection or tha installation. the quality of the insulation s:-ioulé oe confirmed by tests similar to those which ensure the quality of insulation of similar factory-built ec:;uipment.

412.2 NOT!:

Barriers or enclosures Barriers or enclosures are intended to prevent any contact with live parts.

412.2.1 Live parts shall be inside enclosures or behind barriers providing at leas: :he degree of protection IPXXB or IP2X except that. where larger openings occur during the replacement of parts, such as certain lampholders, socket-outlets or fuses, or where iarg�r openings are necessary to allow the proper functioning of equipment according to the relevant requirements for the equipment: •

suitable precautions shall be taken to prevent persons or livestock from unintentionally touching live parts; and

•

it shall be ensured, as far as practicable, that persons are aware that live parts can be touched through the opening and should not be touched intentionally.

412.2.2 Horizontal top surfaces of barriers or enclosures which are readily accessible shall provide a degree of protection of at least IPXXD or IP4X. 412.2.3 Barriers and enclosures shall be firmly secured in place and have sufficient stability and durability to maintain the required degrees of protection and appropriate separation from live parts in the known conditions of normal service, taking account of relevant externa! influences. 412.2.4 Where it is necessary to remove barriers or open enclosures or to remove parts of enclosures, this shall be possible only

• •

by the use of a key or tool, or

•

where an intermediate barrier providing a degree of protection of at least IPXXB or IP2X prevents contact with live pafts. such a barrier being removable only by the use of a key or tool.

aft"er disconnection of the supply to live parts against which the barriers or enclosures afford protection. restoration of the supply being possible only after replacement or reclosure of the barriers or enclosures, or

o036cl-_4-4í © IEC:2001 412.3

- 27 -

Obstacles

NOTE Obstacles are intended to �revent unintentional contact with live oarts but not intentional contact by deliber ate ci rcumvention of the obsta.ele.

412.3.1

Obstacles shall prevent either

•

unintentional bodily approach to live parts. or

•

unintentional contact with live parts during the operation of live equipment in normal service.

Obstacles may be removed without using a key or tool but shall be so secured as to 412.3.2 unintentional removal. prevent Placing out of reach

412.4 NOTE

Protection by placing out of reach is intended only to prevent unintentional contact with live parts.

412.4.1 reach. NOTE

Simultaneously accessible parts at different potentials shall not be within arm's

Two parts are deemed to be simultaneously accessible if they are not more than 2.50 m apart (see figure -11 C). -¡:) .-)

,

''E,

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Limit of arm's reach

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S surface expected to be occupied by persons

tEC 422/0t

Oimensions in metres

Figure 41C - Zone of arm's reach

60364-4-41.© IEC:2001

- 29 -

lf a normally occupied position is restrictea in the horizontal direction by an 412.4.2 obstacle (e g. handrail, mesh screen) affording a degr�e of protection less than IPXXB or IP2X. arm's reach shall extend from that obstacle. In the overhead direction, arm's reach is 2.50 m from the surface S not taking into occount any intermediate obstacle providing a degree of protection less than IPXXB or IP2X. NOTE The values of arm's r':!ach apply to contact direclly with bare hands without assistance (e.g. tcots or ladder).

In places where bulky ar long conductive objects are normally handlec. the 4.12.4.3 distances required by 412 . 4.1 and 412.4.2 shall be increased taking account of the �ele•;ant dimensions of those objects. 412.5

Additional protection by residual current devices

NOTE The use of residual curren! devices is intended· only to augment other measures of protection 3gainst direct contact.

412.5.1 The use of residual current devices with a rated operating r�sidual current not exceeding 30 mA. is recognized as additional protection in case of direct contact in the event of failure of other measúres of protéction or carelessness by users. 4 i 2.5.2 The use of such devices is not recognized as a sol e mea ns of ;:,rotectio:i ar.d does riot obvia te the need to apply one of the measures of protection specified in 412.1 to d 12 . .:1. 412.5.3 Where protection is provided by automatic disconnection of supply, residual current protective devices with rated residual operating current not exceeding 30 mA shall be used to protect socket-outlets with rated current not exceeding 20 A located outdoors, and soc!<et­ outlets which may reasonably be expected to supply portable equipment far use outdoors. N.OTE 1 Where an installation is lo provide for the use of portable equipment to be used outdcors. it is recommended that one or more socket-outlets. as necessary. be suilably !ocated outdoors. NOTE 2 Other cases where devices with rated residual operating current not exceeding 30 mA are required are described in IEC 60364-7. NOTE 3 Where protection is provided by automatic disconnection of supply. the use of residual current protective devices with rated residual operating curren! not exceeding 30 m.A. is particularly recommended to provide additional protection according to 412.5 to protect socket-oullets having rated curren! not exceeding 20 A intended to be used by other than skilled or instructed persons.

413

Protection against indirect contact

413.1

Automatic disconnection of supply

NOTE 1 Automatic disconnection of supply is required where a risk of harmful patho-physiological effec:s in a person could arise. when a faull occurs. due to the value and duration of lhe touch voltage (see IEC 60479). NOTE 2 This measure of protection necessitates co-ordinalion of. the type of system earthing and the characteristics or protective conductors and proteclive devices. An explanation of the deri\(ation of the requirements of this measure of protection as well as reference curve_s derived from IEC 60479 are provided in IEC/TR 61200-413. NOTE 3

Further requirements for d.c. systems are under consideration.

60.364-4-4 t .·© IEC:2001 :·

- 31

413.1.1 General NOTE Convent,onal means of compliance with 413.1.1 1 and '113.1.1.2 are given in 413.1.3 to 413.1.5. according to the type of system earthing.

413.1.1.1

Disconnection of supply

A protective device shall automatically disconnect the supply to the circuit or equipment for which the device provides protection against indirect contact so that, in the ever.t of a fault oetween a live part and an exposed conductive part ar a protective conductor in the circuit or equipment, a prospective touch voltage exceeding 50 V a.c. r.m.s. or 120 V ripple-free d.c. does not persist for a time sufficient to cause a risk of harmful physiological effect in a person in contact with simultaneously accessible conductive parts. lrrespective of the touch voltage, a disconnecting time not exceeding 5 s is permitted under certain circumstances depending on the type· of system earthing. NOTE 1 Higher values of disconnecting time and voltage tha.-, those required in this subclause may be admittad in systems for electric power generation and distribut!on. NOTE 2 Lower 'lalues of disconnecting time· and volta ge may be required lor special installa!icns or !ccations according to the relevan! parts of IEC 60364-7 and 413.3. NOTE 3 Fo, IT systems. automatic disconnection is not usually required on the occurrence of a firs: fault (see 413.1.5). NOTE 4 The requirements ol this subclause are applicable to supplies between 15 Hz and 1 000 Hz a.=. and ripple-lree d.c. NOTE 5

The term "ripple-free" is conventionally defined as having a ripple content ol not more than 1 O :<. ,. m .s.:

for 120 V ripple-free d.c.. the maximum peak value not exceeding 140 V.

413.1.1.2

Earthing

E;xposed-conductive-parts shall be connected to a protective conductor under the s;:,ecific conditions far each type of system eartning. Simultaneously accessible exposed-conductive-parts shall be connected to the same earthing system individually, in groups ar collectively. NOTE

For earthing arrangements and protective conductors see IEC 60364-5-54.

413.1.2 413.1.2.1

Equipotential bonding Main equipotential bonding

In each building the following conductive parts shall be connected to the main equipotential bonding: •

main protective conductor;

•

main earthing conductor ar main earthing terminal;

•

pipes supplying services within the build.ing, e.g. gas,. water;

•

structural metallic pa_rts, central heating and air-conditioning systems, if applicable.

Such conductive parts originating outside the building shall be bonded as clase as practicable to their point of entry within the building. Main equipotential conductors stiall comply with IEC 60364-5-54.. The main equipotentlal bonding shall be made to any metallic sheath of telecommunication cables. However, the consent of the owners ar operators of these cables shall be obtained.

60364-4-41 © IEC:2001 413.1.2.2

- 33 -

Supplementary equipotential bonding

lf the conditions far automatic disconnection stated in 413.1. 1. 1 cannot be fulfilled in an installation ar part of an installation, a local bonding known as supplementary equipotential bonding (see 413.1.6) shall be applied. NOTE 1 The use of supplementary equipotential bonding does not exclude the need to disconnect the supply for other reasons. for example protection against fire. tr.ermal stresses in equipment. etc. NOT: 2 Supplementary equipotential bonding may involve the entire installation. a part of the instal!ation. an item _of apparatus or a location. NOT: 3

413.1.3

Additional requirements may be necessary for special ioca:ions. see IEC 60364-5-54.

TN systems

413.1.3.1 AII exposed-conductive-parts of the installation shall be connected to the earthed point of the power system by protective conductors which shall be earthed at ar near each relevant transformer ar generator. Generally the earthed point of the power system will be the neutral point. lf a neutral point is not available ar not accessible, a phase conductor shall be earthed. In no case shall the phase conductor serve as a PEN conductor (see 413.1.3.2). NOT: 1 lf other effective earth connections exist, it is recommended that the protective conductors also be connected to such points wherever possible. Earthing al additional points, distributed as evenly as possible. may be necessary to en_sure that the potentials of protective conductors remain, in case of a fault. as near as possible to that of earth. In large buildings such as high-rise buildings. additional ear:hing of protective conductors is not possible for practica! reasons. Equipotential bonding between protective conductors and extraneous conductive parts has. however. a similar function in this case. NOTE 2 For the same reason. it is recommended that protective conductors should be earthed· where they enter any buildings or premises.

413.1.3.2 In fixed installations a sir:igle conductor may serve both as a protective con­ ductor and neutral conductor (PEN c·onductor) provided that the requirements of 546.2 of IEC 60364-5-54 are satisfied. The PEN conductor shall not be isolated or switched. 413.1.3.3 The characteristics of protective devices (see 413.1.3.8) and the circuit impedances shall be such that, if a fault of negligible impedance occurs anywhere in the installation between a phase conductor and a protective conductor ar exposed conductive part, automatic disconnection of the supply will occur within the specified time, the following condition fulfilling this requirement:

where Z5

is the impedance, in ohms, of the fault loop comprising the source, the live conductor up to the point of the fault and the protective conductor between the point of the fault and the source;

- la .

is the current, in amperes, causing the automatic operation of the disconnecting protec­ tive device within the time stated in table 41A as a function of the nominal voltage U0 , or under the condition stated in 413.1.3.5, within a conventional time not exceeding 5 s;

U0

is the nominal a.c. r.m.s. voltage, in volts, to earth.

60364-4-41 © IEC:2001

- 35 -

Table 41A - Maximum disconnecting t imes for TN system s Uo

V 1

�

¡

1 1• 1

1 1

Disconnecting time s

120

o.a

230

0,4

277

0,4

400

0.2

>400

0.1

Values based on IEC 60038.

NOTE 1 For voltages which are within :he tolerance ba�d stated in IEC 60038. the disconnecting time appropriate to the nomir.al voltage applies. NOTE 2

For intermedia te values of voltage. the next higher value in the above ta�le is to be used.

413.1.3.4 The maximum disconnecting times stated in table 41A are deemed to satisfy 413.1.1.1 far final circuits which supply, through socket-outlets ar directly without socket-outlets. class I hand-held equipment or portable equipment. 413.1.3.5 A conventional disconnecting time not exceeding 5 s is permitted far dist:ibution circuits. A disconnecting time exceeding that required by table 41A but not exceeding 5 s is permitted far a final circuit supplying stationary equipment only, prnvided that, where other final circuits which require disconnecting times according to table 41A are connected to the distributicn board, or distribution circuit supplying that final circuit. one of the following conditions is ·fulfilled: a) the impedance. in ohms, of the protective conductor between the distribution board and the point at which the protective conductor is connected to the main equipotential bonding does not exceed

or b) there is equipotential bonding at the distribution board which involves the same types of extraneous conductive parts as the main equipotential bonding and which complies with the requirements for main equipotential bonding in 413.1.2.1. 413.1.3.6 lf the conditions of 413.1.3.3, 413.1.3.4 and· 413.1.3.5 cannot be fulfilled by using overcurrent protective devices, supplementary equipotential bonding in accordance with 413.1.2.2 shall be applied. Alternatively, protection shall be provided by means of a residual current protective device.

60364-4-41 © IEC:2001

- 37 .

,,

413.1.3. 7 In exceptional cases where a fault may ocelM. between a phase conductor and earth, far example in the use of overhead lines, the foUowing condition shall be fulfilled in arder that the protective conductor and the exposed-conductive-parts connected to it do not reach a voltage to earth exceeding a conventional value of 50 V: 50 Re -<--RE - U0 -50 where Ra is the earth electrode resistance, in ohms, of all earth electrodes in parallel; Rs is the minimum contact resistance with earth, in ohms, of extraneous conductive parts not connected to a protective conductor, through which a fault between phase and earth may occur; U0 is the nominal a.c. r.m.s. voltage to earth, in volts. 413.1.3.8

In TN systems, use of the following protective devices is recognized:

•

overcurrent protective devices;

•

residl,lal current protective devices;

except that •

a residual current protective device shall not be used in TN-C systems;

•

where a residual current protective device is used in a TN-C-S system, a PEN conductor shall not be used on the load side. The connection of the protective conductor to the PEN conductor shall be made on the source side of the residual current protective device.

413.1.4

TT systems

413.1.4.1 AII exposed-conductive-parts collectively protected by the same protective device shall be connected, together with the protective conductors, to an earth electrode common to all those parts. Where severa! protective devices are utilized in series, this requirement applies separately to ali the exposed-conductive-parts protected by each device. The neutral point or, if it does not exist, a phase conductor of each generator station or transformer station shall be earthed. 413.1.4.2 The following condition shall be fulfilled:

where RA is the sum of the resistance, in ohms, of the earth electrode and the protectivé conductor far the exposed conductive arts; fa

is the current, in amperes, causing. the automatic operation of the protective device.

When the protective device is a residual current protective device, la is the rated residual operating current 1:ln · For the purpose of discrimination, S-type residual current protective devices (see IEC 61008-1 and IEC 61009-1) may be used ih series with general type residual current protective devices. To provide discrimination with S-type residual current protective devices, an operating time not exceeding 1 s is permitted in distribution circuits.

6036 4 -4- 4 1 © IEC:2001

- 39 -

When the protective device is an overcurrent protective a�ice, it shall be either

• •

a device with an inverse time characteristic and la shall be the current, in amperes, causing alltomatic operation within 5 s. or a device with an instantaneous tripping characteristic and la shall be the mínimum current, ,n amperes, causing instantaneous tripping.

413.1.4.3 lf the condition of 413.1.4.2 cannot be fulfilled, supplementary equipotential bonding in accordance with 4 13.1.2.2 and 413.1.6 shall be applied. 413.1.4 . 4

• •

In TT systems. use of the following devices is recognized:

residual current protective devices; overcurrent protective devices.

NOTE 1 Overcurrent protec!ive devices are only applicable ror protection against indirect contact in TT systems where a very low value of R,. exists. NOTE 2 The use of rault•voltage operated protective devices is r.ot excluded for special applications where the above-mentioned protective devices cannot be used.

413.1.5

IT systems

4 í 3.1.5.1 In IT systems the installation shall be insulated from earth or connected to earth through a sufficiently high impedance. This connection may be made either at the neutral point of the system or at an artificial neutral point. The latter may be connected drrectly to earth if the resulting zero-sequence impedance is sufficiently high. Where no neutral point exists a phase conductor may be connected to earth through an impedance. The fault current is then low in the event of a single fault to an exposed conductiva part or to .earth and disconnection is not imperativa provided the condition in 4 13.1.5.3 is fulfilled. Measures shall be taken, however, to avoid risk of harmful patho-physiological effects or. a person in contact with simultaneously accessible conductive parts in the event of two faults existing simultaneously. 413.1.5.2

No live conductor of the installatíon shall be dírectly connected to earth.

NOTE To reduce overvoltage or to damp voltage oscillation, it may be necessary to provide earthing through impedances or artificial neutral points, and the characteristics or these should be appropriate to the requirements or the installation.

413.1.5.3

Exposed-conductive-parts shall be earthed individually, in groups or collectively.

NOTE In large buildings. such as high rise buildings, the direct connection or protective_ conductors to an earth electrode is not possible for practica! reasons. Earthing oí exposed-conductive-parts may be achieved by bonding between protective conductors, exposed-conductive-parts and extraneous-conductive-parts.

The following condition shall be fulfilled:

where RA is the resistance. in ohms, of the earth electrode for exposed-conductive-parts: /d

is the faulf current. in amperes, of the first fault of negligible impedance between a phase conductor and an exposed conductiva part. The value of /d takes account of leakage currents and the total earthing impedance of the electrical installation.

413.1.5. 4 In cases where an IT system is used for reasons of continuity of supply. an insulation monitoring device shall be provided to indicate the occurrence of a first fault from a live part to exposed-conductive-parts or to earth. This device shall initiate an audible and/or visual signal.

60364-4-41 © IEC:2001

- 41 -

lf there are both audible and visible signals, it is perm,ssible for the audible signal to be cancelled. but the visual alarm shall continua as long as ll'le fault persists. NOTE

lt is recommended lhat a first faull be eliminated with the shortest practicable C:elay.

413.1.5.5 After the occurrence of a first fault, conditions for disconnection of supply in the event of a second fault shall be as follows, whether all exposed-conductive-parts are inter­ connected by a protective conductor (collectively earthed) or are earthed in groups or individually: a) where exposed-conductive-parts are earthed in groups or individually, conditicns fer protection are given in 413.1.4 as far TT systems. except that the second paragra;:,h of 413.1.4.1 does not apply: b) where exposed-conductive-parts are interconnected by a protective conductor collec:ive!y earthed, the conditions of a TN system apply subject to 413.1.5.6. 413.1.5.6

The following conditions shall be fulfilled where the neutral is not distributec:

z

< -fixuo s - 2 /a

or where the neutral is distributed: Uo Z, <-­ s - 2 /a where U0 is the nominal a.c. r.m.s. voltage, in volts, between phase and neutral: U is the nominal a.c. r.m.s. voltage, in volts, between phases: Z5 is the impedance, in ohms. of the fault loop comprising the phase conductor and :he protective conductor of the circuit; Z's is the impedance, in ohms, of the fault loop comprising the neutral conductor and the protective conductor of the circuit; la

is the .operating current in amperes of the protection device in the disconnecting time t specified in table 41 B when applicable, or within 5 s far all other circuits when this time is allowed. Table 41 B - Maximum disconnecting time in IT systems (second fault) Dlsconnecting time

lnstallation nominal voltage U0 /U

s

V

Neutral not dlstrlbutad

Neutral distributed

120-240

o.a

5

230/400

0,4

0.8

400/690

0,2

0,4

o, 1

0,2

580/1 000

NOTE 1 For voltages which are within the tolerance band stated in IEC 60038. the disconnecting time appropriate to the nominal voltage applies. NOTE 2 For intermediate values of vollage. the next higher value in the t;it:le is to be useé. 1

60364-4-41 © IEC:2001 413. 1 .5. 7

In IT systems use of the following monitoring c1Md protective devices is recognized:

•

insulation monitoring devices:

•

overcurrent protective devices;

•

residual current protective devices.

413.1.6

- 43 -

Supplementary equipotential bonding

413.1.6.1 Supplementary equipotential bonding shall include all simultaneously accessible exposed-conductive-parts of fixed equipment and extraneous conductive parts. including. where practicable, the main metallic reinforcement of constructional reinforced concrete. The equipotential system shall be connected to the protective conductors of all equipment including those of socket-outlets. 413. 1.6.2 Where doubt exists regarding the effectiveness of supplementary equipotential bonding it shall be confirmed that the resistance R between simultaneously accessible exposed-conductive-parts and extraneous.conductive parts fulfills the following condition:

where /2

is the operating currer.t, in amperes, of the protective device: for residual current devices, /M for overcurrent devices, the 5 s operating current.

413.1.7 (481.3.1 in part) Requirements related to conditions o f externa! influence In general, the conditions of 413.1 apply: In the installation or parts of the installation far which the corresponding part of IEC 60364-7 (e.g. 7-704 or 7-705) limits the conventional touch voltage to 25 V a.c. or 60 V d.c. ripple-free, one of the· requirements of 4 1 3.1.7 .1 or 413.1.7.2 apply. NOTE 1 The requirements of 413.1. 7. 1 apply when lhe reduced conventional louch voltage is applicable to a complete installation. NOTE 2 One of the requirements of 413.1.7.2 applies when lhe reduced conventional touch voltage is applicable only to a part of an installation.

413.1.7.1 (481.3.1.1) In the installation for which the corresponding part of IEC 60_364-7 (e.g. 7-704 or 7-705) limits the conventional touch voltage to 25 V a.c. or 60 V d.c. ripple-free, the following requirements apply: •

in TN and IT systems. the maximum disconnecting times defined in tables 41A and 418 shall be replaced by the following:

60364-4-41 © IEC:2001

- 45 -

Table 41 C (48A) - Maximum disco.nnecting times

í

TN system lnstallation nominal voltage

IT system

Disconnecting time

lnstallation nominal voltage

uº •

Neutral not distributed

Neutral distributed

s

V

120

0,35

120-240

0,4

1

230

0.2

230/400

0.2

0,5

277

0.2

277/480

0.2

0.5

580

!)

s

V

' 400, 480 1 �

U0/U

0i:;connecting time

o.os

400/690

0,06

0.2

0,02 °

580/1 000

0,02 •

0,08

U0 is the voltage between phase and neutral. lf such disconnecting time cannot be guaranteed, it is necess·ary to take other protective measures. such as supplementary equipotential bonding.

•

in TT systems, the condition of 413.1.4.2 is replaced by the following:

•

in IT systems. the condition of 413.1.5.3 is replaced by the following:

413.1.7.2 (481.3.1.2) In the parts of the installation in which the corresponding part of 1.E C 60364-7 limits the conventional touch voltage to 25 V a.c. or 60 V d.c. ripple-free. the rules of 413.1 may be applied if one of the following measures is taken: •

application of supplementary equipotential bonding according to the conditions of 413.1.6, the value 50 in the formula of 413.1.6.2 being replaced by 25;

•

protection by residual-current devices, the rated residual operating current of which is not more than 30 mA.

NOTE The ºconditions ot this subclause provide protection tor the whole installation. in accordance with the general conditions ot 413.1 and also in accordance with the requirements or IEC 60364-7 for supplementary protection in special locations where these requirements call tor a limitation ot touch voltage.

413.2

Class II equipment or equivalent insulation

NOTE This measure is intended to prevent the appearance or dangerous voltage on the accessible parts of electrical equipment through a fault in the basic insulation.

413.2.1 Protection shall be provided either by electrical equipment, ar supplementary insulation or reinforced insulation, as described below. 413.2.1.1 Electrical equipment of th� following types, type tested and marked to the relevant standards: •

electrical equipment having double ar reinforced insulation (class 11 equipment);

•

factory-built assemblies of electrical equipment having total insulation (see IEC 60439).

NOTE

This equipment is identified by ltie symbol

! D! .

50364-'1-41 © IEC:2001

- 47 .. , ._:;, .

413.2: 1.2 Supplementar, insulation applied to electricaí equipment having basic insulation only. ,n the process of erecting an electrical installatioñ-;- providing a degree of safe!y equ:­ valent to electrical equipment ::iccording to 413.2.1.1 and complying with 413.2.2 to 413.2.5. NOTE

The symbol

.

::.

shoulé :>e fixed in a visible position on the exterior and interior or the enclosvre.

413.2.1.3 Reinforced ins Jlation applied to uninsulated live parts. as a process m the erection of an electrical installation. providing a degree of safety equivalent to e!e::t,ica: equipment according to 413.2.1.1 and complying with 413.2.3 to 413.2.6; such insu!at;c� being recognized only where constructional features prevent the application of :cu:ie insulation. 1

NOTE

The symbol

__

shoulct :>e fixed in a visible position on the exterior and interior of the enclosure.

413.2.2 The electrical equipment being reády far operation, all conductive parts separated from live parts by basic insulation only shall be contained in an insulating enclosure affcrci�g at least the degree of protection IPXXB or IP2X. 413.2.3 The insulating enclosure shall be capable of resisting mechanical, elect;:ca: -thermal strasses likely to occur. Coatings of paint, varnish and similar products are generally not considered to com::,iy ·Ni:.­ these requirements. This requirement does not exclude, however, the use of a typ-e-teste:::: enclosure provided with such coatings if the relevant standards admit their use anc if the insulating coatings are tested according to the relevant test conditions. NOTE

For requirements ro, creepage distances and clearances, see IEC 60664.

413.2.4 lf the insulating enclosure has not previously been tested and doubt exis�s regarding its effectiveness, an electric strength test shall be carried out in accordance ·.viti": the conditions specified in IEC 60364-6. 413.2.5 The insulating enclosure shall not be traversed by conductive parts lil<ely to transmit a potential. The insulating enclosure shall not contain any screws or ir.sulating material tbe replacement of which by metallic screws could impair the insulation providad by the enclosure. NOTE Where the insulating enclosure must be traversed by mechanical joints or connections (e.g. ro, operating handles of built-in apparatus), these should be arranged in such a way that protection against shock in case or a fault is not impaired.

413.2.6 Where lids or doors in the insulating enclosure can be opened without the use of a tool or key, all conductive parts which are accessible if the lid or door is open shall be behind an insulating barrier providing a degree of protection not less than IPXXB or IP2X which prevents persons from coming unintentionally into contact with those parts. This insulating barrier shall be removable only by use of a tool. 413.2. 7 Conductive parts enclosed in the insulating enclosure shall not be connected to a protective conductor. However, provision may be made tos connecting protective conductors which necessarily run through the enclosure in arder to serve other items of electrical equipment whose supply circuit also runs through the enclosure. lnside the enclosure. any such conductors and their terminals shall be insulated as though they were live parts, and their terminals shall be appropriately marked. Exposed-conductive-parts and lntermediate parts shall not be connected to a protective conductor unless specific provision far this is made in the specifications for the equipment concerned.

·'

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- 49 -

413.2.8 The enclosure shall not adversely affect the operation of the equipment protected in this way. 413.2.9 The installation of equipment me,,tioned in 413.2.1.1 (fixing, connection of conductors. etc.) shall be effected in such a way as not to impair the protection affcrdec! in compliance with the equipment specification. 413.3

Non-conducting location

ÑOTE This protective measure is intended to prevent simultaneous contact with par.s which may be ai �¡;f;;�e--.: . potential through la1lure ol the !Jasic insulation ol live parts

The use of class O equipment is recognized if all the following conditions are fulfilled: 413 .3. 1 Exposed-conductive-parts shall be. arranged so that u nder ordinary circumstan-:es persons will not come into simultaneous contact with a) two exposed-conductive-parts. or b) an exposed conductive part and any extraneous conductive part, if these parts are liable to be at different potential through failure of the basic insulatio;1 cf ;¡ve parts. 413.3.2

In a non-conducting location there shall be no protective conductor.

413.3.3 Subclause 413.3.1 is fulfilled if the location has an insulating ficar and waí!s one or more of the following arrangements applies: a) Relative spacing of exposed-conductive-parts and of extraneous conductive parts as we!I as spacing of exposed-conductive-parts. This spacing is sufficient if the distance between two parts is not less than 2 m; this distance may be reduced to 1.25 m out of the zcne cf arm·s reach. b) lnterposition of effective obstacles between exposed-conductive-parts and extraneot.:s conductive parts. Such obstacles are sufficiently effective if they extend the distances to be surmounted to the values stated in paragraph a) above. They shall not be connected to earth or to exposed-conductive-parts; as far as possible they shall be of insulatir.g material. e) lnsulation or insulating arrangements of extraneous conductive parts. The insulation sha!I be of sufficient mechanical strength and be able to withstand a test voltage of at least 2 000 V. Leakage current shall not exceed 1 mA in normal conditions of use. 413.3.4 The resistance of insulating floors and walls at every point of measurement unde:r the conditions specified in IEC 60364-6 shall be not less than •

50 kn, where the nominal voltage of the installation does not exceed 500 V, or

•

100 kn, where the nominal voltage of the installation exceeds 500 V.

NOTE 1r at any point the resistance is less than the speciíied value, the lloors and walls are deemed to be extraneous conductive parts for the purposes or protection against shock.

413.3 .. 5 The arrangements made shall be permanent and it shall not be possible to make them ineffective. They shall also ensure protection where the use of mobile or portable equipment is envisaged. NOTE 1 Attention is drawn to the risk that where electrical installations are not under effective supervision. lur.her conductive parts may be introduced at a later date (e.g. mobile or portable class I equipment or extraneous conductiva parts such as metallic water pipes), which may invalidate compliance with 413.3.5. NOTE 2

lt is essential to ensure that the insulation of lloor and walls cannot be affected by humidity

·'

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- 51

413.3.6 Precautions shall be taken to ensure that ext;a:�eous conductive parts cannot cause . a potent,al to appear externally to the location concerned. 413.4 NOTE

Protection b y earth-free local equipotential bonding Earth-free local ec¡uipotential bonding is intended to prevent the appearance or a dangerous touch voltage.

413.4.1 Equipotential bonding conductors shall interconnect all simultaneously accessible exposed-conductive-parts and extraneous conductive parts. 413.4.2 The local equipotential bonding system shall not be in electrical contact with earth directly through exposed-conductive-parts or through extraneous conductiva parts. NOTE Where this recu,rement cannot be íullilled. protection by automatic disconnection of supply is applicaore {S!?e
413.4.3 Precautions shall be taken to ensure that persons entering the equipotential location cannot be exposed to a dangerous potential difference, in particular. where a conductive floor insulated from earth is connected to the earth-free equipotential bonding system. 413.5

Electrical separation

NOTE Electrical separation of an individual circuit is intended to prevent shock currents through contact with exposed-conductive-parts which may be energized by a rault in the basic insulation or the circuit.

413.5.1 Protection by electrical separation shall be ensured by compliance with ali the requirements of 413.5.1.1 to 413.5.1.5 and with •

413.5.2, far the supply of one item of apparatus, or

•

413.5.3, far the supply of more than-one ítem of apparatus.

NOTE lt is recommended that the product or the nominal voltage of the circuit in volts and length in metres or the wiring system should not exceed 100 000, and that the length or lhe wiring system should not exceed 500 m.

413.5.1.1

The circuit shall be supplied through a separation source i.e.

•

an isoiating transformer (under consideration), or

•

a source of current providing a degree of safety equivalent to that of the isolating transformer specified above, far example a motor generator with windings providing equivalent isolation.

NOTE Ability to withstand a particularly high test vollage is recognized as a means or ensuring the necessary degree of isolalion.

Mobile sources of supply connected to a supply system shall be selected or installed in accordance with 413.2. Fixed sources of supply shall be either

• •

selected and installed in accordance with 413.2. or such that the output is separated from the input and from the enclosure by an insulation satisfying the conditions of 413.2; if such a source supplies several items of equipment, the exposed-conductive-parts of that equipment shall not be connected to the metallic enclosure of the source.

413.5.1.2

The voltage of the electrically separated circuit shall not exceed 500 V.

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- 53 -

413.5.1.3 Uve parts· of th� separated circuit shall not be connected at any point to another circuit ar to earth. To avoid the risk of a fault to earth, particular attention shall be given to the insulation of sui::h parts from earth, especially far flexible cables and cords. Arrangements shall ensure electrical separation not less than that between the input and output of an isolating transformer. NOTE In particular the electrical se;>aration is necessary betweer. the love :::arts oí electrical equipmer,t such as re:ays. contactors. auxiliary switc!"les and any part o: another c ircuí:

413.5.1.4 Flexible cables and cords shall be visible throughout any part of their length liable to mechanical damage. Oetails of their type is still under consideration. 413.5.1.5 For separated circuits, the use of separate wiring systems is recommended. lf the use of conductors of the same wiring system far separated circuits and other circuits is unavoidable, multi-conductor cables without metallic covering. or insulated conductors in insulating conduit, ducting or trunking shall be used, provided that their rated voltage is not less than the highest voltage likely to occur, and that each circuit is protected against overcurrent. 413.5.2 Where a single item of apparatus is supplied, the exposed-conductive-parts of the separated circuit shall not be connected either to the protective conductor or exposed­ conductive-parts of other circuits. NOTE lf the exposed-conductive-parts oí the separated circuit are liable to come into contact, either intentionally or fortuitously. with the exposed-conductive-parts o_f other circuits, protection against electric shock no longer depends solely on protection by electrical separation but on the protective measures to which the latter exposed­ conductive-parts are subject.

413.5.3 lf precautions are t<'lken to protect the separated circuit from damage and insulation failure, a source of supply, complying with 413.5.1.1, may supply more than one item of apparatus provided that all the requirements of 413.5.3.1 to 413.5.3.4 are fulfill�d. 413.5.3.1 The exposed-conductive-parts of the separated circuit shall be connected together by insulated non-earthed equipotential bonding conducto.rs. Such conductors shall not be connected to the protective conductors ar exposed-conductive-parts of other circuits or to any extraneous conductive parts. NOTE

See note to 413.5.2.

413.5.3.2 AII socket-outlets shall be provided with protective contacts which shall be connected to the equipotential bonding system provided in accordance with 413.5.3.1. 413.5.3.3 Except where supplying class II equipment, all flexible cables shall embody a protective conductor far use as an equipotential bonding conductor. 413.5.3.4 lt shall be ensured that if two faults affecting two exposed-conductive-parts occu·r and these are fed by conductors- of different polarity, a protective device shall disconnect the supply in a disconnecting time conforming with table 41A.

·'

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- 55 -

Annex A (informative) IEC 60364 - Parts 1 to 6: Restructuring Table A.1 - Relationship between restructured and original parts 1

Old publications contained in the new part

Publication number according to tha restructuring

1

1 1

IEC 60364-1 Ed.3 PART 1

IEC 60364-2-21 TR3 Ed.1

Fundamental principies

IEC 60364-3 Ed.2

IEC 60364-4-41 Ed.3 1EC 60364-4-46 Ed.1 PART 4-41 Protection for safety Protection against electric shock

IEC 60364-4-4 7 Ed.1

IEC 60364-4-481 Ed.1

IEC 60364-4-42 Ed. 1

PART 4-42

Protection for safety Protect/on against IEC 60364-4-482 Ed.1 therma/ effects

IEC 60364-4-43 Ed.1

PART 4.43

Protectlon for safety ¡Protectlon against IEC 60364-4-•H3 Ed. 1 ¡ overcurrent

PART4-44

. 1

¡ ;

i

-

1993

Electrical insta'lla/ions of buildings - Part 3: Assessment of general characteris/ics

1393

(datej

i

1

l

i

1

A1 (1994) A2 (1995)

Electrica/ installations of buildings - Par: 4: Protection for safety - Chapter 41: Protec/ion against electric shock

1992

1,.,, 1 (:9951 1�21•-90• \ . ;r �,

Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety - Chapter 46: lsolation and switching

1981

1

électrical installations of buildings - Part 4: Protection for sale/y - Chapter 47: App/ication o/ protective measures for safety - Section 4 70: General - Section 4 71: Measures of protection against electric shock Electrical installations of buildings - Part 4: Proteclion for safety - Chapter 48: Choice of protective measures as a function of externa/ influences - Section 48 t: Selecticn of measures for protec/ion against electric shock in re/alion to externa/ influences Electrica/ installalions of buildings - Part 4: Protection for safety - Chapter 42: Protection against thermal effects Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety - Chapter 48: Choice of protective measures as a function of externa/ influences - Section 482: Protec/ion against fire Electrical installa/ions of buildings - Part 4: Protection for safety - Chapter 43: Protectio,, against overcurrent clectrical installations of buildings - Part 4: Protection for sale/y - Chapter 47: Application cf protective measuf'es for safety - Section 473: Measures of protection against overcurrent

Electrical installations of buildlngs - Part 4: Protection for safety - Chapter 44: Protection against overvoltages Seclion 443 : Protection against overvoltages o/ atmospheric origin or due to switching

IEC 60364-4-45 Ed.1

'

Electrical installa/ions of buildings - Part 2: Definitions Chapter 21: Guide to general terms

IEC 60364-4-443 Ed.2

-·

;

1992

Electrical installa/ions of buildings - Part 4: Protection for sale/y - Chapter 44: Proteclion against overvoltages Seclion 442: Protection of low-voltage installations against faults between high-voltage systems and earth

..

'

Puhlished 1 Amendmen:

Electrical installa/ions of buildings - Part t: Scope, object and fundamental principies

IEC 60364-4-442 Ed.1

Protectlon for safety Protectlon against electromagnetic and IEC 60364-4-444 Ed. 1 voltage disturbance .,

Tille

Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety - Chapter 44: Protection against overvol/ages Section 444: Protection against electromagnetic interferences (EMI) in installalicns of buildings Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for sale/y - Chapter 45: Protectio'I against undervoltage

'

!

f ;

1 1

1

1981

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Al (1:93)

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'

1993

i

1

i

1980

! i

1982

i1

1977 1977

'

11 Al (19S7i

1

IA1 (1996i

1 1993

A 1 (1995} A2 (1999)

1995

A 1 (1998)

!

l

1

¡

1996

198'1

1

60364-4-41 © IEC:2001

- 57Table A.1 (continued-)

Publication number according to the restructuring PART 5-51

Cid publications contained in the new part IEC 60364-5-51 Ed.3

S11l11ction and erectlon of electrical equipment Common rules IEC 60364-3 Ed.2

PART 5-52

lcC 60364-5-52 Ed. 1

S11/11ction and erectlon of electrlcal equipment - IEC 60364-5-523 Ed.2 W/ring systems

IEC 60364-4-46 Ed. 1 (except clause 461 which goes into Part 4-41) IEC 60364-5-53 Ed.2 PART 5.53 Selection and erection of electrical equipment - IEC 60364-5-534 Ed.1 /solation, switchlng and control

PART 6-61 Verlflcatlon and testlng lnitla/ verification

1

1

Publish'!d

:997

Electrical installations of bu1/dings - Par/ J: Assessmenr o/ general characteristics

1993

Electrical installations of ouildings - Par/ 5: Selection and erection of electrical equipmenl - Chaoter 52: Wiring systems

'.993

Electrical installalions of buildings - Part 5: Selection and erection of electrica/ equipment - Cha::,ter 52: Wiring systems - Section 523: Currsnt-carrying capacities

1999

Electrical instállations of buildings - Part 4: Protec/ion for safety - Chapter 46: /solation and switching

1981

1

1 ¡ 1A.

1

i

1

Elecrrical installations ot buildmc¡s - PiJrl 5: Selec/ion and erection of electrical eaui.omeM - Cnapier 51: Common rules

Electrical installations of buildings - Part 5: Selection . and erection of eleclrical eauipment - Chapter 53: Switchgear and controlgear

1 1 Amendme:,t (date)

1994

I..

1

i

l

1. -- ')

\ •�':1-

=�

A2 (1::SS)

,.,. .

�i

1

¡1 1

1

1

¡

1

'1

1

IEC 60364-5-537 Ed.1

Electrical installations of buildings - Part 5: Seleciion and erection of electrical equipment - Chapter 53: Switchgear and controlgear - Section 531: Devices for isolation and switching

1981

A: (1::55)

IEC 60364-5-54 Ed.1

Electrical installations of /Juildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment - Chapter 54: Earthing arrangements and protective conductors

1980

A1 (1982)

Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment - Section 548: Earthing arrangements and equipotential /Jonding for information technology installations

1996

,..,

1

1 1

7'�

1997

Selection and erection IEC 60364-5-548 Ed. 1 of electrical equipment Earthlng arrangements

Selection and erectlon of electrical equipment Other equipm�nt

------

Electrical installations of buildings - Par/ 5: Selection and erection of electrical equipment - Chapter 53: Switchgear and controlgear - Section 534: Devices for protection against overvoltages

PART 5.54

PART 5-55

Titl'!

¡

(1593)

.,í

1

1

!

11 1

1994

IEC 60364-5-551 Ed.1

Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment - Ct:apter SS: Other equipment - Sec/ion 551: Low-voltage generating sets

IEC 60364-5-559 Ed. 1

Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of e/ectrical equipment - Chaptsr 55: Other equipment - Section 559: Luminaries and lighting installations

1999

IEC 60364•5•56 Ed. 1

Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment - Chapter Se· Safety services

1980

Al (1998)

IEC 60364-3 Ed.2

Electrical installations of /Juildings - Part 3: Assessment of general characteristics

1993

A1 (1994) A2 (1995)

IEC 60364-6-61 Ed.1

Electrical installations of /Juildings - Part 6: Verification -Chapter 6 t: lnitial verifica/ion

1986

A1 (1993) A2 (1997)

60364-4-41 © IEC:2001

- 59 -

Table A.2 - Relationship between new anp old clause numbering Restructured number

.

Former, if different

: Part 1

1

¡ 12 1

¡ Annex

! 81.0

8

;su

1

!au

! 81.

' 1

21

1993

Oefinitions. guide to general terms

!

1993

Scope

i

1993

Characleristics oí installations

1993

Voltages

1993

Electric shock

21.0 21.2 21.3 21.4

1 1

1

i

1

Earthing Ele�trical circuils

81.7

21.7

1993

Other equipmenl

81.8

21.8

1993

lsolation and switching

1992

lntroduction

4

400.1 New

10.2

470

1

i

1 1

Normative references

i

Application of measures of protec:ion against electric shock

1

1

! Part 4-42 421

422

422

482 82.0

422.1

4

422.2

482.1

422.3

482.2

422.4

482.3

!

! 422.5

4

82. 4

!

!i

1i t

i !'

j

!

1982

Protection against fire where par:icular risks exist

1982

.General

1982

Condilions of evacuation in an emergency

1982

Nature o( processed ::,r stcred mater!als

1982 1982

.

Combustible con:;tructional mater!als Fire propagating stn:ctures

1977

Requirements according to the nature oí the circuils

473.3.1

1977

Protection or phase conductors

431.2

473.3.2

1977

Protection oí the neutral conductor

431.3

473.3.3

1977

Oisconnection and reconnection of neutral conductor

433.1

433.2

1977

Co-ordination between conductors and overload protective devices

433.2

473. 1.1

1977

Position of devices for overload protection

433.3

473.1.2

1977

Omission oí devices for protection against overload

433.4

473.1.3

1977

Position or omission of devices for protection against overload ir. IT systems

433.5

473.1.4

1977

Cases where omission oí devices for overload protection is recommended ror safety reasons

433.6

473.1.S

1977

Overload protection oí conductors in parallel

434.2

1977

Oetermination of prospective short circuit currénts

473.2.1

1977

Positfon of devices for short-circuit pro,ection

434.3

473.2.3

1977

Omission of devices for short•circuit protection

434.4

473.2.4

1977

Short-circuit protection of conductors in parallel

1977

Characteristics of short-circuit protective devices

434.1 434.2

434.5

-

·-

-

434.3

.

;

' ; 1

!

1

473.3

431.1

1

Proteclion against nre

1980

Part 4.43 431

¡

Normative references

1993

i: 410.3

'

i

1993

1993

!

:

'

21.5

Part4-41

1

Clause title

81.5

4

410 !

Date of original publication(s)

3.2

21.1

i 81.2

1

¡ '' 1

;

1 1

1

60364-4-41 © IEC:2001

- 61 Table A.2

Restructured number

Former, if different

Part 4-44 440 440.1 440.2 '445.1

:Part 5-51 1510 Í 511

i

¡ Part 5-52 ; Table 52-1

¡ Taole 52-2 ; Table 52-3 j Table 52- 4

j 523.5 ¡ 523.6 : 523. 7 i 523.8 1 Table 52-5 1 Annex C 1 Annex D 1 Part 5-53 \ 534.3 535 535. 1 535.2 535.3 536 536.0 536. 1 536.2

536.3 536.4

536.5

Part 5-54

Part 5-55 550.2

556 556.1 556. 4

l 556.5 1556.6 j 556.7

1 1556.8 , Part 6-61

Date o f original publication(s) 1

42.1.1 442.1.4 45 4

4

51

51 320.1 320.2 52F

52G

52H 52-A

993, 1995 and 1 996. respectively 1993 1993 1984 1984 1 997

1993 1993 1993 1993 1993

523. 4 523.5 523.6 523. 7 52J Annex 8

1983 1983 1983 1983 1993

535 539 539. 1 539.2 539.3 46 460

1397 1981

Annex e

4

61

62 463 4

464 465

55 1 . 1 .2 559.2 56 352 562 563 564 565 566

(continued)

1993 1993

981 98 1 1 981 1981 1981 1981 198 1 1 1

Clause title lntroduction - Compiled from the introductions from part 4-442 (in part). part 4-443 and part 4-444 (in part) Scope Normative references Protection against undervoltages 1 General requirements lntrqduction Operational conditions and externa! infll•ences Selection of wiring systems

Erection of wiring systems

Examples for methods of installation Maximum operating temperatures for :ypes of insulation Groups containing more than one circuit Number of loaded conductors Conductors in parallel Variation of installation condHior:s along a route Mínimum cross-sectional area of conduc:ors Formulae to express current-carrying capacities Effect of harmonic currents on balanced tl'lree-phase systems

Devices for protection against undervoltage Co-ordinátion of various protective devices Discrimination between overcurrent protective devices Association of residual curren! protective devices Oiscrimination between residual curren! protective devices lsolation and switching lntroduction General lsolation Switching off for mechanical maintenance Emergency swilching Functional switching NOTE

No change of clause numbering

1994

Normativa references

1980 1980 1 980

Safety services General Safety sources Circuils Utilisation eQuipmen: Special requirements for safety services having sources not capable of operation in parallel Special requirement for safety services having sources capable of operation in parc1lie!

1980 1980 1980 1980

!

NOTE

No change or clause numbering

i

;

L; -------L-----1------ ---'-----------------------------'

60364-4-41 © IEC:2001 . ... · .

- 63 -

.

Bibliography IEC 60038: 1983, IEC standard voltages IEC 60479 {all parts). Effects of current on human beings and livestock IEC 60529: 1989, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code) 1 EC/TR 61200-413: 1996, Electrical installation guide - Part 413: Protection against indirect contact - Automatic disconnection of supply

NORMA INTERNACIONAL IEC 479-1

"Efectos de la corriente eléctrica que pasa a través del cuerpo humano Parte 1: Aspectos Ge11erales"

RA.PPORT TECHNIOUE - Type 2 TECHNICAL REPORT-Type 2

CEI IEC 479-1 Troisieme édition Third edition 1994-09

PUBLICATION FONDAMENTALE DE SÉCURITÉ BASIC SAFETY PUBLICATION

Effets du courant sur l'homme et les animaux domestiques Partie 1: Aspects généraux Effects of current on human beings and livestock · Part 1: General aspects

© CEI 1994

Oro�s de reproduction réservés - Copyright - ali righls resecved

Auo,,,. ¡>011,. dw oelle publcntio11 ne pe\,( Ílle IOl)tcduite no .,.,..._. sous qu•lq"• lo,me que ce ,oi1 ec pa, OUOIII p,o­ C'éd6. elkVOIIÍCIIH cu INCMique, -, con'9fÍI lo p11oeoc,op;. .t '" mictolilms. HIIS rxco,d 'Clit d• ru�-.

No pan el ll'u publóca� ,.,..., be repcduced ot iAilired in ..,.., loun oc by a.11y .,,._, elecll'OÑc oc .....,..,,le.al. ºinc:ludór,; phcloa:,pyir,g a,,d rroaoli\,\ wc'-A pe,nmion ., wriling lrorn t11e llUbl•'-·

Bureau Central de la Commission Electrolechniq:.,e lnlemalionale 3, n.,e el& Vare� GeMve, Suis.w

Commission Elec1rotechnique lnterna1ionale lnternational Elec1rotechnical Commission

CO0E PRIX PRICE CO0E

V

. 479-1 © IEC:1994

-3-

CONTENTS PaQe

FOREWORD ·········································· ..························································· ····················· ··

INTROOUCTION ··············· ..············································································ ··························

5 9

Clause

1

··········································.. ·········....................................................................

11

Scope and object ................................................................................................ Normativa reference ........................................................................................... Definitions ............................................................................................................

11 13 13

Electrical impedance of the human body ...................................................... ...............

15

1nternal impedance of the human body (Z¡) ........................ ............................ lmpedance of the skin (Z ) ................................................................................ P Total impedance of the human body (Zr) ....................................................... lnitial resistance of the human body (R0 ) ••••••••••••.••••:...................................... Values of the total impedance of the human body (ZT) ................................. Value of the initial resistance of the human body (R0 ) ................................. Dependence of body impedances .on the surface area of contact for a.c. 50/60 Hz and for d.c. ............................................................................

15

Effects of sinusoidal altemating current in the range of 15 Hz to 100 Hz...............

39

Threshold of perception and threshold of reaction ......................................... Threshold of let-go .............................................................................................. Threshold of ventricular fibrillation ................................................................... Other effects of current ...................................................................................... Description of the time/current zones (sea figure 14) ................................... Appllcation of heart-current factor (f) ..............................................................

39 39 39 41 41 41

Effects of direct current .................................................................................................

49

Threshold of perception and threshold of reaction ......................................... Threshold of let-go .............................................................................................. Threshold of ventricular fibrillation .................................................................. Other effects of current ...................................................................................... Description of the time/current zones (see figure 15) ....................................

49 49 49 51 51

General 1.1 1.2 1.3

2

2.1

2.2 2.3 2.4

2.5 2.6 2.7 3

3.1 3.2

3.3 3.4 3.5 3.6 4

4.1 4.2

4.3 4.4 4.5

17 17 17 19 23 23

Annexes A B

e

D

E

Measurements made on living and dead human beings and the statistical analysis of the results ................................................................................................ lnfluence of frequency on the total body impedance (Zr ) ..................................... Total body resistance (Ar) far direct current ....................... ;.................................. Measurements of the dependence of the total impedance of the human body (ZT ) on the surtace area of c?ntact .......................................................................... Bibliography .........····················................................... ·········· ·········· ············ .. ············....

57 59 61 63 64

..

t

479-1

©

IEC:1994

-5-

INTERNATIONAL ELECTROTECHN.ICAL COMMISSION EFFECTS OF CURRENT ON HUMAN BEINGS ANO LIVESTOCK Part 1: General aspects

FOAEWORD 1) The IEC (lntematlonal Electrotechnical Commlssion) Is a worldwide organization for standardizati�n comprising ali national electrotechnical committees (IEC National Commitla9s). The object of the IEC Is to promote international cooperation on ali questions · concerning standardization In the electrical and eleetronic fields. To this end and in addition to other activities. the IEC publishes lnternational Standards. Their preparation is antrusted to technical committees; any IEC National Committge interasted in tha subjecl dealt wilh may participale in lhis preparatory work. foternational, governmental and non-governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely wilh the lntemational Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determinad by agreement between the two organlzations. 2) The formal declslons or agreements of the IEC on technical matters, preparad by technical committees on which ali the National Commiltees having a special interest therein are representad, express, as nearly as possible, an internatlonal consensus of opinion on the subjects dealt with. 3) They have the form of reeommendations for international use published in the form of standards, technical reporu or guidas and they are accepted by the National Committees in that sense. 4) In arder to promete international unification, IEC National Commiuees undertake to apply IEC lnternational Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any divargence between the IEC ·standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly indicaled in the latter.

The maln task of IEC technical committees is to prepare lnternational Standards. In ex­ ceptional circumstances, a technical committee may propase the publication of a techni­ cal report of one of the following types: • type 1, when the required support cannot be obtained for the publication of an lnter­ national Standard, despite repeated ettorts; • type 2, when the subject is still under technical development ar where for any other reason there is the future but not immediate possibility of an agreement on an lnter­ national Standard; • type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is normally published as an lnternational Standard. fo� example ·state of the arr. Technical reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication to decide whether they can be transformed into lnternational Standards. Technical reports of type 3 do not necessarily have to be reviewed until the data they provide are considered to be no longar valid ar useful. IEC 479-1, which is a technical report of type 2, has been prepared by IEC technical committee 64: Electrical installations of buildings.

479-1 "@)'llEC:1994

. - 7-

The text of this technical report is based on the foll- owing documents: Committee drafts

Aeports._o, n voting

64(C0)211 64(00)234

64(C0)235 64(C0)241

Full information on the voting for the approval ot this technical report can be found in the reports on voting indicated in the above table. This document is issued in the type 2 technical report series of publications (according to G.4.2.2 of part 1 of the IEC/ISO Directives) as a "prospectiva standard for provisional application" in the field of electr_ical installations in buildings (and the effects cif current on human beings and livestock) because there is an urgent requirement for guidance on how standards in this field should be used to meet an identified need. This document is not to be regarded as an "lnternational Standard". lt is proposed for provisional application so that information and experience of its use in practice may be gathered. Comments on the content ot this document should be sent to the IEC Central Office. A review of this t ype 2 technical report will be carried out not later than three years after its publication, with the options of either extension for a further three years or conversion to an lnternational Standard or withdrawal. This third edition cancels and replaces the second edition of IEC 479-1 published in 1984. This technical report has the status of a basic satety publication in accordance with IEC Guide 104. Annexes A, B,

e and O form an integral part of this technical report.

Annex E is far information only.

479-1 © IEC: 1994

-9-

INTRODUCTION This Technical Report is intended to provide basic guidance on the erfects of shock curr�nts on human beings and livestock, far use in the establishment ot electrical safety requIrements. 1� arder to avoid errors in the interpretation of this report it is to be emphasized that the data given herein is mainly based on experiments with animals as well as on inrormaticn available from clinical observati0ns. Onfy a few experiments with shock currents of short duration have been carried out on living human beings. On the evidence available, mostly from animal research, the values are so conservative that the report applies to persons under normal physiological conditions, including children irrespective of age and weight. There are, however, other aspects to be taken intá account, such as probability oí raults, probability of contact with live or faulty parts, ratio between touch voltage and fault voltage, experience gained, technical feasibilities, and economics. These parameters have to be considerad carefully when fixing safety requirements, far example, operating charac­ teristics of protective devices far electrical installations. The form of the report has been adoptad, as it summarlzes results .so far achieved which are being used by technical committee 64 as a basis far fixing requirements far protection against shock. These results are consi9ered important enough to justify an IEC pubfi• cation, w�ich may �erve also as a guide to other IEC committees and countries having need of such information. The first edition of IEC 479 was issued in 1974 and was based on an extensive search in literature and on the evaluation of replies received to a questionnaire. However. since that date, new research work has been conducted on this subject. The study of this work and a more precise analysis of preceding publications have allowed a better understanding of the effects of electric current on living organisms and, In particular, on human beings and livestock. This specifically applies to the limits of ventricular fibrillation whlch Is the main cause of deaths by electrlc current, and the analysis ot all results of recent research work on cardiac physiology and on the fibrillation threshold, taken together, has made it possible to better appreciate the influence ·ar the main physical parameters, and especially of the duration of the current flow. Recent research work has also been conducted on the other physical accident para­ meters. especially the waveform and frequency of the current and the impedance of the human bady. This revision of IEC 479 was therefore considerad necessary and should be viewed as the logical development and evolution of the second edition.

. 479-1 © IEC:1994

- 11 -

EFFECTSC)F CURRENT ON HUMA...N BEINGS ANO LIVESTOCK - -,�

Part 1: General aspects

1 1. 1

General Scope and object

For a given current path through the human b�dy, the danger to persons depends mainly on the magnitude ·and duration of the current flow. However, the time/current zones specified in the following clauses are, in many cases, not directly applicable in practice for designing protection against electrical shock, the necessary criterion being the admissible limit of touch voltage (i.e. the product of the current through the body and the body impedance) as a function of time. The relationship between curren! and voltage is not linear becausa the impedance of the human body varies with the touch voltage, and data on this relatlonship is therefore required. The different parts of the human body - such as the skin, blood, muscles, other tissues and joints - present to the electric curren! a certain impedance composed of resistive and capacitive components. The values of these impedances depend on a number of factors and, in particular, on the current path, on the touch voltage, the duration ot the current flow, the frequency, the degree of moisture of the skin, the surtace area of contact, the pressure exerted and on the- temperatura. The impedance values indicated in this Technical Report result from a clase examination of the experimental results available from measurements carried out principally on corpses and on sorne living persons.

-

Clause 3 is primarlly based on the findings related to the effects of current at frequencies of 50 Hz or 60 Hz which are the most common in electrical installations. The values given are, however, deemed applicable ovar the frequency range from 15 Hz to 100 Hz, thres­ hold values at the limits of this range being higher than those at SO Hz or 60 Hz. lt is considered principally the risk of ventricular fibrillation which is the main cause of fatal accidents in that ranga of frequencies. Accidents with direct current are much less frequent than would be expected from the number of d.c. applications, and fatal accidents occur only under very unfavourable conditions, fer example, in mines. This is partly due to the f act that with direct current, the let-go of parts gripped is less difficult and that far shock durations longer than the period of the cardiac cycle, the threshold of ventricular fibrillation remains considerably higher than for alternating current. The main differences between the effects of a.c. and d.c. on the human body result from the fact that excitatory actions of the current (stimulation of nerves and muscles, induction of cardiac atrial or ventricular fibrillation) are linked to the changes of the current magni­ tude especially when making and breaking the current. To produce the same excitatory

479-1 © IEC:1994

- 13 -

errects ttíe magnitude ar direct current flow ar constan! strength is two to tour times greater than that of alter_nating .current. 1.2

Normative reference

The following normative document contains provIsIons which, through reterence in this text. constitutes provisions of this Technical Report. At the time of publication, the edition indlcated was valid. AII normative documents are subject to revision, and parties to agree­ mer:its basad on this Technical Report are encouraged to investigate the possibility of ap­ plying the most recent editions of the normativa document indicated below. Mernbers of IEC and ISO rnaintain registers .:,r currently valid lnternational Standards. IEC 479-2: 1987, Effects of current passing through the human body - Part 2: Specia/ aspects 1.3

Oefinitions

Far the purpose of this Technical Report the following definitions apply. 1.3.1

Electrical impedance of the human body

1.3.1.1 Interna! lmpedance of the human body (Z1): lmpedance between two electrodes in contact with two parts ot the human body, neglecting skin impedances. 1.3.1.2 lmpedance of the skln (Z ): lmpedance between an electrode on the skin and the conductiva tissues undemeath. P

1.3.1.3 total lmpedance of the human body (Zr): Vectorial _sum oí the interna! imped­ ance and the impedance of the skin (see figure 1 ). 1.3.1.4 lnitial reslstance of the human body (R0 ): Resistance limiting the peak value of the current at the mament when the touch voltage accurs. 1.3.2

Effects of sinusoidal alternating current in the range 15 Hz to 100 Hz

threshold of perception: Minimum value af current which causes any sensation far the persan through which it is flowing.

1.3.2.1

threshold of reactlon: Minimum value of current which causes involuntary muscular contraction.

1.3.2.2

threshold of let-go: Maximum value af current at which a person holding electrodes can let go of the electrodes.

1.3.2.3

1.3.2.4 threshold of ventricular flbrlllatlon: Mínimum value of current through the body which causes ventricular fibrillation.

heart-current factor F: Relates the electric field strength (current density} in the heart for a given current path to the ·eIectric field strength (current density) in the heart far a current of equal magnitude flowing from left hand to feet.

1.3.2.5

479-1 © IEC:1994

-15 -

NOTE - In the haart, tha currant dAoslty is proponional to the alactric liald s1reng1h.

1.3.2.6 vulnerable pariod: Covers a comparatively srnª-.11 part of the cardiac cycle during which the heart fibres are in an inhomogeneous state of excitability and ventricular fibrillatlon occurs if they are excited by an electric current of sufficient magnitude. NOTE - The vulnerable period corresponds to the first part ol lhe T-wave in the electrocardiogram which is approximately 1 O o/o of the cardiac cycle (see figures 12 and 13).

1.3:3

Effects of direct current

1.3.3.1 d.c./a.c. equlvalence factor (k): Ratio of direct current to its equivalent r.m.s. value of alternating current having the same probability of inducing ventricular fibrillation. NOTE - As· an example lor shock duratlons longar t.'ian the period ol one cardiac cycla and SO "• prob­ abili:y lor ventricular librillation, the equivalence factor is-approximately: d.c.-fibrill�lion

300mA

e.c.-librillalion (r.m.o.)

80mA

1

k= 1

• 3,75

1.3.3.2 longitudina l current: Current flowing lengthwise through the trunk of the human body such as from hand to feet. 1.3�3.3 transverse current: Current flowing crosswise through the trunk of the human body such as trom hand to hand. 1.3.3.4 upward current: Direct current through the human body for which the feet represent the positive polarity. 1.3.3.5 downward current: Direct curreñt through the human body for which the feet represent the negative polarity.

2

Electrlcal lmpedance of the human body

This clause indicates values for the electric impedance of the human body as a function ot the touch voltage, the frequency, the degree of moisture of the skin, the current path, and the surface area of contact. A schematic diagram for the impedance of the human body is shown in figure· 1. 2. 1

Interna/ impedance of the human body (Z¡)

The interna! impedance of the human body can be considered as mostly resistiva. lts value depends primarily on the current path and, to a lesser extent, on t�� surfa�e area ot the contact. NOTE - Measurements indieate that a small capacitive componen! exists (dashed lines in figure 1 ).

Figure 2 shows the interna! impedance of the human body for its different parts expressed as percentages of that relatad to the path hand to foot.

479-1 © IEC:1994

-17-

For cu�r�nt paths hand to ti::and or hand to feet, the lmpedances are mainly lacated in the extrem1t1es (arms and legs). lf tha impedance af tha tw,:il< of the body is naglactad, a simpliried circult diagram can be established which is shoy.,n in figure 3. NOTE - In arder to simplify the circuit diagram, it is assume
2.2

Jmpedance of the skin (Z ) P

The impedance of the skin can be considerad as a netwark of resistances and capa­ citances. lts structura is made up of a seml-lnsulating layer and small conductiva elemants (pares). The skin impedance falls when the current is increased. Sometimes current marks are abserved (sae 2.5.4). The value of the impedance of the skin depends on the voltage, frequency, duration of the current flow. surface area of contact, pressure of contact, the degree of moisture of the skin, temperature and type of the skin. Far touch voltages up to approximately a.c. 50 V. the valua of tha impedance of the skin varias widaly with surtace area of contact, temperature, perspiration, rapid respiration, etc., even for one person. Far higher touch voltagas over app_roximataly 50 V, the skin impedance decreases con­ siderably and becomes negligible when the skin breaks down. As regards the influence of frequency, the impedance of the skin decreases when the frequency increases. 2.3

Total impedance of the human body (ZT)

The total impedance of the human body consists of resistiva and capacitive components. For touch voltages up to approximately 50 V, on account of considerable variations in the impedance of the skin Z , the total impedance of the human body ZT similarly varíes P widely. For higher touch voltages, the total impedance depends less and less on the impedance of the skin and its value approaches that ot the interna! impedance

z¡.

As regards the influence of frequency, taking into account the frequency dependence af the skin, the total impedance of the human bady is higher far direct current and decreases when the frequency increases.

2.4

lnitial resistance of the human body (R0 ) t

At the mome·ñ when the· touch voltage occurs. capacitances in the human bady are not charged. Therefore skin impedances Z 1 and Z 2 are negligible and the initial resistance R0 is approximately equal to the intern�I imped�nce of the human body Z¡ (see figure 1 ). The initial resistance R0 depends mainly on the current path and to a lesser extent on the surface area of contact. The lnitial reslstance R0 limits the current peaks of short impulses (e.g. shocks from electric fence controllers).

479·1 © IEC:1994

-19 -

Values of the total'impedance of the human body (Z-f}

2.5 2.5.1

Sinusoidal alternating current 50/60 Hz

The values of the total body impedance given in table 1 are valid for living human beings and a current path hand to hand for large surface areas of contact (5 ooo mm2 to 2 1 O 000 mm ) and dry conditions. At voltages up to 50 V, values measured with contact areas wetted with fresh water. are 10 % to 25 % lower than in dry conditions and conductive solutions decrease the imped­ ance considerably down to half of values measured in dry conditions. At voltages higher than approximately 150 V, the total body impedance depends less and less on humidity and on the surface area of contact. The measurements have been made on adults, males and femares. They are described in annex A. The range of the total body impedance far touch voltages up to 5 000 V is presented in figure 4 and far touch voltages up to and including 220 V in figure 5 (dashed line). The values of table 1 and figures 4 and 5 represent the best knowledge on the total body impedance far living adults. On the knowledge at present available the total body impedance far children is expected to be somewhat higher but of the same order of magnitude. Table 1 - Total body lmpedance Zr far a current path hand to hand a.c. 50/60 Hz, far larga surface areas of contact Touc:h voltage

Values for the total body impedallce (O) that are not exceeded for a percentage (percentile rank) of 5 % of the population

50 o/o of the population

95 o/. of the populalion

25

1 750 1 450

3 250 2625

6 100 4375

100

75

1 250 1 200

2 200 1 875

3500 3 200

125 220

1125 1 000

1625 1350

2 875 2125

700 1 000

750 700

1100 1 050

t 550 1 500

650

750

aso

so

Asymptotie value

NOTE - Soma measurements indicate that the total body impedance for lhe current palh hand lo foot is somewhat lower than for a current palh hand to hand (10 ¾ to30 %).

2.5.2

Sinusoidal alternating current with frequencies up to 20 kHz

The values of the total body impedances for 50/60 Hz decrease at higher frequencies due to the influence of the capacitances of the skin and approach for frequencies above 5 kHz the interna! body impedance Z¡.

479•1 © IEC: 1994

- 21 -

The measurements which. haV'&"t)een carried out with r,equencies up to 20 kHz al touch voltages of 1 O V and 25 V are described in annex B. Figure 6 shows the frequency de;,endence ar the total body impedance Zr tor a current path hand to hand and large contact areas far a touch voltage of 1 o V and frequencies from 25 Hz to 20 kHz. Figure 7 shows the frequency dependence ar the total body impedance ZT tor a cur,ent path hand to hand and large contact areas for a touch voltage of 25 V and frequencies from 25 Hz to 2 kHz. From the results, the curves have been derived giving the depend­ ence of the total body impedance Zr of a population for a percentile rank ot 50 % tor touch voltages from 1 O V to 1 000 V and a frequency range from SO Hz to 2 kHz for a cu,rent path hand to hand or hand to root. The curves are shown in figure 8. 2.5.3

Direct current

The total body resistance Ar tor direct current is higher than the total body impedance Zr for alternating current for touch voltages up to approximately 150 V due to the blocking effect of the capacitances of the human skin. The measurements which have been carried out with direct current for large surface areas of contact are described in annex C. The values for the total body resistance A, for direct current determined in the way described in annex C are presented in table 2 (see figure 5, continuous line). 2.5.4

Effects of current on the skin

Figure 9 shows the dependence of the alterations ot the human skin on current density and duration of current flow. Alterations of _the human skin depend on current density i5 (mA/mm2 ) and on duration of current flow. As a guideline the following vatues can be given: - below 1 o mA/mm2 , in general no atterations of the skin are observed. For tonger durations of current flow (severa! seconds) the skin below the electrode may be of greyish•white colour with a coarse surface (zone O); - between 1 O mA/mm 2 and 20 mA/mm2 • a reddening of the skin occurs with a wave tike swetting of whitish cotour atong the edges of the electrod� (zone 1 ): 2 - between 20 mA/mm2 and 50 mA/mm , a brownish cotour develops below the electrode sinking into the skin. Far longer durations of current flow (several tens of seconds) full current marks (blisters) are to be observed around the electrode (zona 2);

-

above 50 mA/mm2 , carbonization of the skin can occur (zone 3).

. 479-1

© IEC:1994

-23-

At large contact areas,' current densities may be low enóügh not to cause any alterations of the skin in spite or fatal current magnitudes. Table 2 - Total body reslstance RT tora c urrent path hand t o hand, d.c. far large surface areas of contact

Rr

Values for tM total body resistance (O} that are not exce;;ded for a percentage (percentile rank) of:

Touch voltage V

5 % of the population

SO ¾ ol lhe population

S5 % ol :ie populaáon

so

2 200 1 7SO

3 875 2 990

a seo

75 100

1 510 1340

2 470 2 070

40CO 3 4CO

125 220

1 230 1 OCO

1 750 1 350

30CO 2 125

700 1 000

750 700

1 100 1 oso

1 550

650

7SO

25

Asymptotic values

5 3CO

1 seo e.se

NOTE - Some measurements indicata lhat !he total body resistance for lhe current path hand 10 foo: is somawhat lower than far a C1Jrrent path hand to hand (10 "º to 30 %}.

2.6

Value of the initial resistance of the human body (R0)

The value of the initial resistance of the human body R0 for a current path hand to hand or hand to foot and large contact areas can·be taken as equal to 500 n far a percentile rank of 5 % far a.c. 50/60 Hz and for d.c.

n

NOTE - The value of 500 far initial resistance R0 is somewhat lower than the asymp totic value of 650 O for the total body impedance for a.c. 50/60 Hz: and the total body resistance RT for d.c. for. a percentile rank of 5 % because at coptact making the capacitances of the skin and the interna! capacitance of the body are uncharged.

2. 7

Zr

Dependence of body impedances on the surface area of contact for a.c. 50/60 Hz and for d.c.

The values of the ir,ternal body impedance Z¡ and of the initial body resistance R0 depend only to a small extent on the surface areas of contact. However, when the surface ar.ea of contact is very small, in the arder of a few square millimetres, the values are increased. The values of. the total body impedance Zr depend on the sur1ace area or contact when ·· the skin has· not broken down (far touch voltages up to approximately SO V) or has only partially broken down (for touch voltages above 50 V). -

.

of the total body impedance Zr for a current path 2hand to hand on the The dependence · 2 surface area of contact (from 1 mm up to approximately 8 000 mm ) far a touch voltage range of 25 V to 200 V. a.c. 50 Hz; is shown in figure 1O. For touch voltages below 100 V and small contact areas, deviations in the measurements can easily reach an order of ±50 % of the average, depending on temperatura. pressure, location within the palm of the hand. etc. Even rapid breathing changes the impedance.

479-1 © IEC:1994

-25-

The d ependence of the total,t;wdy impedance Zr between the tips of the right and left fore­ finger (surface area o·t contact approximately 250 mm2•) on the touch voltage for a.c. 50/60 Hz and d.c. for a voltage r ange from 25 V to 200 V •s shown in figure 11. The way the measurements have been made is described in annex D. The measurements indicate that the impedance of one finger is in the order of 1 ooo n. Table 3 -

Test series

Electrodes used for the measurement of the dependence of the lmpedance of the human bod y ZT on the surface area of contact Elfective contact area

Shape of contact area

mm2 A

8 000

Brass cyllnder

approximately

8

Drawing s

□ O; mm

1 000

Form ol a ring by appropriate CQVering with insulating tape

approximately

� 10

e

o

Square by appropriate covering with insulated tape

Cylinder of insulating material with circular elec:trode

100

�

. 10

�

-·

E·

Cylinder ol insulating material with circular elec:trode"

1

�

o o o o

2 • For this type, four further circular elec:trodes of 1 mm area were usad situated crosswise at a distan�e of 30 mm from the electrode at the centre of the surface of the cylinder in order to measure the devrations for these points inside the palm of the hand.

479-1 © IEC:1994

-27-

--, 1 1 1 1

"'I"" -.l.-

-T-

_..J

}

} }

z p,

z¡

z_ 1

Z¡

tnternal impQdance

zp,, zP2

impedance ot the skin

Zr

total impedance

zp2

Flgur0 1 - tmpedances of the human body

o

o

The numbers indicate the percentage of the interna! impedance ot the human body tor the part of the body concQrned, in relation to the path hand to foot. NOTE - In arder to calculate the total body impedance Zr lor a given curr1;1nt path, the interna! impedances lor ali parts of the body of the current path have to be added as well as the impedances of the skin of the contact areas.

Figure 2 - Interna! Jmpedances of th8. human body

479-1 © IEC:1994

-29-

Z; p

Interna! partial impedance of one extremity (arm or leg)

NOTE - The interna! impedance lrom one hand to both feet is approximately 75 %, the im­ pedance from both hands lo bolh fe•H SO % and the impedance from both hands to the trunk of the body 25 o/o of lhe impedance hand to hand or hand to foot.

Figure 3 - Slmpllfled schematlc diagram far the Interna! lmpedances of the human body Cl 6 000

Ñ

S

000

GI

g 4 000

¡,i 'tJ QI 0.

.5

>, 'ti

3 000

o

.e,

jij 2 000 1 000

o�-------.-------....-------r--------.------....--0 200

soo 700 1

000

2 000

3 000 Touch voltage Ur _._

4 000

5 000 V IEC �1-�

Figure 4 - Statlstlcal values of total body lmpedances valld far living human belngs far the current path hand to hand or hand to foot, far touch voltages up,to 5 000 V far a.c. 50/60 Hz

479-1 © IEC:1994

-31 -

n

8 S00

8 000

7 500

t

7 000

6 500 6 000

u e:

5 500

-E ...;

4 500

Ñ
Q

111 "'0

�

o

>,

a. ·-

Q

>,

"'0

ñi o

o

-o

D

� 1-

- Rr lor d.c. --- Zr for a.c. 50/60 Hz

5 000 4 000 3 500

3 000

2 500

2 000

1 S00

.............

1 000

S00

o

2S

o

_ --

---------------

50

75

100 125

150 1 75

Touch voltage Ur -

200 220 V

Figure 5 - Statlstlcal values of total body lmpedances valld for living human belngs for the current path hand to hand or hand to foot, far touch voltages up to 220 V, far a.c. 50/60 Hz and d.c. 7 000

!.

n

N

t

·I-

6 000

-

·t----.,

5 000

e: al "'O GI o. 4 000

.5

>, "'0 0 D

¡;

-�ova.e.

3 000

�-

2 000

-�

1 000 o

10

25

50

100

500

1 000 2 000 Frequeney /

I Average values and standard deviation·s

i í 5 000

j,.

1

1 O 000 20 000 40 000 Hz

Figure 6 - Values of total body impedance ZT measured on 10 living human. belngs wlth a current path hand to hand and larga cantact areas far a touch voltage of 1 o V and frequencles ·from 25 Hz to 20 kHz

. '479-1 © IEC:1994

-33..

-

n,.

t

�

3 000

-

�t-,..

""

r"\.

CI) u e

� 25Vo.c.

� 2000 Q1 a.

.§

��

>,

"O o .o

r......

r-,..r--

� o 1 000

r-._

�

o

10

20

40

60 80 100

200

Frequency f

-.

1

400 600 800 1 000 2 000 4 000 Hz

-

IEC 8J()l94

Figure 7 - Values of total body lmpedance ZT measured on one llvlng human belng wlth a current path hand to hand and large contact areas for a touch voltage of 25 V and frequencles frorn 25 Hz to 2 kHz 6 000--------------�---

o

,-.r· CI)

u e � 40001----..µ,--------+---+----4 CI) Q.

E·

>, "O o .o ;¡

o

�------__.,500___1 000 .,____2__,000 Hz ºsoL---100 Frequency I ,_

/EC ,S/19-4

Figure 8 - Frequency dependence of the total body lmpedance Zr of a populatlon for a percentlle rank of 50 % far touch voltages from 10 V to 1 000 V and a frequency range from 50 Hz to 2 kHz for a current path hand to hand or hand to foot

. 479-1 ·@rrec: 1994

-35-

·mA/�2 80 70

.l 1

60

.?:-

50

_m

Zona 3

40

o

Zona 3 Zone 2 Zone 1 Zone O

30 20 lO

= = • •

carbonization of skin current marl< reddening of skin no alteration

� --Z-o_n_a_1__,:____

10

Zone a 40 50 60 s 20 30 Ouracion ol current-flow t _.,_

IEC ,,s:l!M

Figure 9 - Dependence of the alteratlons of the human skln on current denslty and duration of current flow (For detailed description of zones, see 2.5.4) 10 000 kn

o 1 000

t

�

e 100 A 8

>-

10

8

E

¡¡¡

A

e o E

Surface contact area Surface cootact araa

2

8 000mm

2

1 000 mm

Surfac:e contact araa

100 mm 2

Surfac:é contact area

10mm 2

Surface contact araa 1 mm 2 (Breakdown ol the skin al 220 V)

t

0, 1

O

25

50 75 1·00 125 150 175 200. 225. V Touch voltage Ur /Et: tt.•.JN•

Figure 10 - Oependence of the total lmpedance of the human body on the surface area of contact and the touch voltage (50 Hz) (Far further details, see annex D)

�79-_1.� IEC:1994

,�37k.n 100

t

._r,ct CD e,

e:

al "O

a.

_§

CD

u

.."'...

10

e:

!!

,_

CD

>- >-

"O

3 2

o

.o -¡; . -¡; .Q

o

o 1-o

l

1

º· 1 ;----,---.---.--...,.--..---.----.---..----o 25 50 15 , ºº 125 1 so , 15 200 220 v· Touch voltage UT _..,

1 Total lmpedanca of the human body for a current path hand to hand according to tabla 1 for a.c. SO Hz. for a parcentage of 50 °/. of the populati011 for large argas of contact (approximately 8 000 mm2 ). For duration of current flow. sea annex A. 2 Total impedance of the human body for a current path from the tips of the right to lelt forefinger for a.c. SO H�. OÚratiÓn_.of current flow 0,02 s. ·.: _3 As 2. but for d.c.

Figure 11 - Dependence of the total lmpedance of the human body on the tauch voltage far a current path .fram the tlps of the rlght to the left foreftnger far a.c. 50 Hz and d.c. far surface areas · of cantact of approxlmately 250 mm2

479-1 © IEC:1994

3

-39-

Effects of sinusoidal alternaÚ�g current"i� :t-he ra�ge of 15 Hz to 100 Hz

This clause describes the effects of sinusoidal alternatinQ -current passing through the human body within the frequency ranga 15 Hz to 1oo Hz. NOTE - Unless otherwise specilied, the current values de:ined hereinalter are r.m.s. values.

3.1

Threshold of perception and threshold of reaction

nIe. thresholds depend on severa! parameters, such as the area ot the body in contact with an electrode (contact area), the conditions of contact (dry, wet, pressure, tempera­ ture), and also on physiological characteristics of the individual. A general value of 0,5 mA, independent of time, is assumed in this technical report for the threshold of reaction. 3.2

Threshold of let-go

The threshold of let-go depends on severa! parameters, such as the contact area. the shape and size of the electrodes and also on the physiological characteristics of the individual. An average value of about 1 O mA is assumed in this technical report. 3.3

Threshold of ventricular fibrilfation

The threshold of ventricular fibrillation depends on physiological parameters (anatomy ot the body, state of cardiac function, etc.) as well as on electrlcal parameters (duration and pathway of current flow, current parameters, etc.). With sinusoidal a.c. (50 Hz ar 60 Hz) there is a considerable decrease of the threshold of fibrillation if the current flow is prolonged beyond one cardiac cycle. This effect results from the increase in inhomogeneity of the excitatory state ot the heart due to the current­ induced extrasystoles. Far shock durations below 0, 1 s. fibrillation may occur for current magnitudes above 500 mA, and is likely to occur tor current magnitudes in the arder of severa! amperes, only if the shock falls within the vulnerable period. For shocks ot such intensities and durations longer than one cardiac cycle reversible cardiac arrest may be caused.

In adapting the results from animal experiments to human berngs, a curve c1 (see figure 14) was conventionally established for a current path left hand to both feet, below which fibrillation is unlikely to occur. The high level for short duratio·ns of exposure between 10 ms and 100 ms was chosen as a descending line from 500 mA to 400 mA. On the basis of information on · electrical accidents, the lower level for durations longer than 1 s was chosen as a descendlng line from 50 mA at 1 s to 40 mA for durations longar than 3 s. Both levels wé"r"eco-ññecte·d by a smooth curve. By statistical evaluation of animal experiments, curve c2 and curve c3 (see figure 14) have been established defining a probability of fibrillation of 5 % and 50 % respectively. Curves c1, c2 and c3 apply far a current patH left hand to both feet.

479-1 © IEC:/994 3.4

-41 -

Other effects of current .

··Ventricular fibrillation is consldered to be the main caus�t_ of death by electrical shock. There Is also sorne evldence of death due to asphyxia ar cardiac arrest. Pathophysiological effects such as muscular contractions, difficulty in breathing, rise in blood pressure, disturbances of formation and conduction of impulses in the heart includ­ lng atrial fibrillation and transient cardiac arrest may occur without ventricular fibrillation. Such effects are not lethal and usually reversible but current marks can occur.

With 9urrents of severa! amperes lasting more than seconds, deep-seated burns or other serious injuries which can be interna!, and even death. are likely to occur. 3.5

Description of the timelcurrent zones (see figure 14)

Table 4 - Time/current zones far a.c. 15 Hz to 100 Hz Zone designation

Zone limits

Physiological elfects

-·

AC-1

Up to o.s mA &ne a

AC-2

0.5mA Up CD &ne b •

AC-3

Uneb up to CUl"V9 c 1

Usually no °'ganic damage to be expoeted. Likelihood of etamplii<e mus.:ular oontraetions and diffia.ilty in brealhing for durations ol CIXl'ent-llow longer than 2 s. Revenible. cisturbances of formation and conduccion of impulses in tha heart, induding atrial fibriUation and transient cardiac arrest without ventricu!at fibrillation increasing with current magnitude and time.

AC-i

Above CUIVQ c 1

lncreaslng with magnitucle and cime, dangerous palhophysiological effeds sud'I as cardiac atr9St, breathing arrest and severa bums may occ:ur in addition to :he effects of zone 3.

Usually no reaction. Usually no harmful physiological eHects.

AC-4.1

c, -<=2

Probability of ventricular fibrillation increasing up to about 5 o/._

AC-4.2

Cz-C3

Probability of ventricular fibrillation up to about SO 01•.

AC-4.3

Beyond

Probability of ventricular fibrillation above 50 o/o.

�a c3 • For durations of current-ftow below 10 ms, the limit fo, the body curren! fo, line b ramains consla/lt at a value of

200mA.

3.6

Application of heart-current factor (F)

The heart-current factor permits the calculation of currents /h through paths other than left hand to feet which represent the same danger of ventricular fibrillation as that correspond­ ing to /rat left hand to feet given in figure 14: .,

1,et F

· 479-1 ©· IEC:1994

-43 :._

wtiere: /ref

/h F

is the body current for the path left hand to feet gi:ven in figure 14; is the body current far paths given in table S: is the heart-current factor given in table 5.

NOTE - The heart-current factor is to be considerad as only a rough estimation ol the relativa dangar ol the va,ious current paths with regard to ventricular fibrillation.

For the different current paths, the following heart-current factors are given in table 5.

Tabl e 5 - Heart-current factor F far dlf ferent current paths Heart•current factor F

Current path Laft hand to left foot, right foot or both faat

1.0

Both hands to both feet

1,0

Left hand to right hand

0,4

Right hand to left foot, right foot or to both feet

o.a

Back to right hand

0.3

Back to left hand

0.7

Chest to righl hand

1,3

Chest to left hand

1.5

Seat 10 left hand, right hand orto both hands

0.7

EXAMPLE: A current of 200 mA hand to hand has the same likelihood of producing ventricular fibrillation as a current of 80 mA left hand to both feet.

, -479-1 © IEC:1994

-45 -

Atria

-L

Ventricles

fspread ol 1 excitation

11 1

A

1

J

Aecovery from excitation

1 2

3

1 � 4

s1

T

p

__ · /\._____ o

Vulnarable period ol the ventricles

Figure 12 - Occurrence of the vulnerable perlad of ventricles durlng the cardlac cycle. The numbers designate the subsequent stages of propagatlon of the excltatlon

A

R

ECG

Ventricular librillation

T

Blood-pressure

400 ms

_j o mm Hg

Figure 13 - Trlggering of ventricular flbrlllatlon In the vulnerable pertod. Effects on eleclrocardlogram (ECG) and blood-pressure

IEC 414,,u

·:...47 •., ·- · .

10 000

a

5 000

b

ms 2 000 3:

t 000

e

500

,g :,

o .2

AC-1

AC-2

200 100

:,

50 20

º·

10

1

0,2

0,5

2

5

10

20

so

Body eurrent 18

100 200

soo· t ooo

2

ooo 5 ooo 10 eco

mA

__..,

NOTE - As regards ventricular fibrillation, this figure relates to the effects of eurrent which flows in the patll left hand to both feet. For other current paths, see 3.6 and· table S. The threshold values for durations ot eurrent flow below 0,2 s apply only to current flowing during the vulnerable period of the cardiac eycie.

Figure 14 -Ttme/current zones of effects of a.c. currents 15 Hz to 100 Hz (For explanations, see table 4)

479•1 © IEC:1994

4

-49-

Effects of dlrect cll,hmt

This clause describes the eífects of direct current passing through the human body. NOTES 1 Tha term ºdirect currenr means ripple•frae diract current. Howavar, u ragards fibrillatlon allacts, tha data given In thls chapter are considerad to be conservativa for direct currents having a sinusoidal rippla content of not more than 1 o "• r.m.s. 2

4.1

The lnlluence of rlpple is deah with In chapter 5 of IEC 479•2.

Threshold of perception and threshold of reaction

The thresholds depend on severa! parameters, such as the contact area, the conditions' of contact {dryness, wetness, pressure, temperature), the duration ot current tlow and on the physiological characteristics of the indlvl'dual. Unlike a.c., only making and breaking of current is felt and no other sensation is noticed during the current flow at the le'lel of the threshold of perception. Under conditions comparable to those applled in studies with a.c., the threshold ot reactlon was found to be about 2 mA. 4.2

Threshold of let-go

Unlike a.c. there is no deflnable threshold ot let-go far d.c. Only the making and breaking ot current lead to paintul and cramp-like contractions of the muscles. 4.3

Threshold of ventricular fibrillation

As described far a.c. {see 3.3}. the threshold of ventricular fibrillation induced by d.c. depends on physiological as well as on electrlcal parameters. lntorrnatlon derivad from electrical accidents seems to indicate that the danger ot ventri­ cular fibrillation generally exlsts· tor longitudinal currents. Far transverse currents, experi­ ments on animals have, however. shown that at higher current intensities ventricular fibrillatio.n may also occur. Experlrnents on anlmals as well as intormatlon derived trom electrlcal accidents show that the threshold ot tibrillation for a downward current is about twice · as high as for an upward current. For shock durations longer than the cardiac cycle, the threshold of flbrfllatlon for d.c. is severa! times higher than tor a.c. Far shock durations shorter than 200 ms, the threshold ot flbrillatlon Is approximately the same as far a.c. rneasured In r.m.s. value�. In cornparison with the time/current zonas for a.c. (see figure 14), curves have been constructed by adapting the results obtained from animal experiments to human belngs. They apply to a longltudlnal upward current. Below curve c 1 (see figure 15) fibrillatlon Is unlikely to occur. Curve c and curve c3 (see figure 15) define a probability of fibrillation of 2 5 % and 50 % respectively. fiar a longitudinal downward current the curves have to be shlfted to a higher current magnitude by a factor of about two.

479-1 © IEC:1994

4.4

-51 -

Other effects of current

Above approxlmately 100 mA, a sensation of warmth maY. be· felt in the extremities during the flow of the current. Within the contact area. painful sensations are felt in the skin. Transverse currents up to 300 mA flowing through the human body for several minutes might, increasing with time and current. cause reversible cardiac dysrhythmias. current marks. burns. dizziness and sometimes unconsciousness. Above 300 mA, unconscious­ ness frequently occurs. With currents of several amperes lasting more than seconds, deep-seated burns ar other injuries, and even death, are likely to occur. 4.5

Oescription of the time/current zones (see figure 15)

Table 6 - Tlme/current zones for d.c. Zone designation

Zona limitS

Physiological effect.s

DC-1

Up to 2mA

linea

Usually no reac-Jon Slight pricking pain when switching oo or oll

DC-2

2mA

Usually no harmíul physiological etfects

. .

up to line b •

üneb

DC-3

up to

c1

CUr.19

Above curve c 1

DC-4

DC-4.1 DC•4.2 DC-4.3

c:1

-

-c

2

�-C3

Beyond curve e:,

Usually no 0
• Fer durations of c:urrenl ftow below 10 ms, the fimitfor the body currentfor line b remains constantata value ot

200mA

· ·'·'<J?�:· .· . 479-1 © 1 EC: 1994

:...53 -

10 000

t

.l '

5 000

'

1

e, ¡íl'" C2

b

a

..

ms

....

·º

.2 ai :i o

'---

��/ L;�

�V,_i--

2 000

���-

500

OC-4-1

'

OC-4-2 1

oc-2·

OC-t 1

\

100 so

OC-3

.I

10 0,1

�

0,2

0.5

2

5

10

20

50

I'
K� i,

\f0:; '���

\

20

DC-4

1,

�V/

' 100

200

� '/

/

�·

200

/

1

OC-4-3

l.,:-,�

1 000 CD :, :,

v/1'//f/// ////

,,,

C3

.._

�

%1/, /,

/,

/ � �

/,

� ��V/// /�

500 1 000 2 000 5 000 10 000 mA

Body current 1 8 -....

NOTE - Aa regards ventricular librillation, this figure relates to the effects ol a longitudinal current whieh tlows in tha path left hand to both feet and for upward current. The threshold values for durations of current flow below 0,2 s apply only to current flowing during the vulnerable period of the cardiac cycle.

Figure 15 - Tlme/current zones of effects of d.c. currents {For explanations, see table 6)

· 479-1 © IEC:.1994

.

-55-

·Ahnexes lntroduction

Chapter 1 of IEC 479 (2nd edition 1984) on the electrical impedance of the human body contained neither information on the impedance for alternating current of higher trec;uen­ cies nor for direct current. Also the dependence of the impedance on the surtace araa of co[ltact was not known. As far as the interna! impedance was concerned, more data was wanted for the various paths of the human body in order to be able to calculate impedances tor special current paths (e.g. from the upper arm to the trunk of the body) which occasionally do ,occur in electrical accidents. On the other hand, a simple diagram far the internal impedance of the human body is needed which allows estimations for frequently occurring accidents with various current paths, for example, both hands to the trunk of the body. Chapter 1 had therefore to be rewritten and the required information was added by sub­ dividing clause 2.5. (Values of the total impedance of the human body (21)} as follows:

2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2. 7

Sinusoidal alternating current 50/60 Hz Sinusoidal alternating current with frequencies up to 20 kHz Direct current Effect of current on the skin Dependence of the body impedance on the surface area of contact for a.c. 50/60 Hz and for d.c. The measurements with various_ trequencies proved to be difficult. Due to the rapidly decreasing total body impedance, even "at 25 V with frequencies above 500 Hz. the sensations are unpleasant and so at 25 V only a few persons have been measured up to 20 kHz. Fifty persons have been measured at a touch voltage of 1 O V with frequencies up to 20 kHz and also with direct current of 25 V. Due to the unpleasant sensations and the possibly inherent danger within the experi­ ments, measurements have only been carried out with one adult using large contact areas hand to hand and d.c. up to 200 V. With the same person, measurements with various surface areas of contact hand to hand and between fingertips were also made with a.c. 50 Hz up to 200 V. The series of measurements between fingertips (right and left forefingers) and between the balls of the thumbs of right and left hands were then repeated with d.c. up to 200 V. These measurements proved that above approximately 150 V the total body impedance at 50 Hz a.c. difters only insignificantly from the total body resistance far direct current. Ali measurements are briefly described in the annexes.

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-57-

Annex A · (normative) Measurernents made on living and dead human beings and the statistical analysis of the resul ts

In order to obtain realistic values for the total body impedances of living human beings. the following procedure was applied: 1) Measurements were made on 50 living persons at a touch voltage of 15 V and on 100 living persons at 25 V with a current path hand to hand with large cylinder electrodes {approximately 8 000 mm 2 ) in dry conditions. The vatues for the total body impedances for a percentile rank of S %. 50 % and 95 % were determined by two independent statistical methods which gave nearly the same results. The measurements were made O, 1 s after applying the voltage. 2) The total body impedance of one living person was measured under the conditior.s of ítem 1} above with touch voltages up to 150 V and. in addition, with shock durations up to 0,03 s for touch voltages up to 200 V. 3) Measurements were made on a large number of corpses under conditions similar to item 1) abave far current P-aths hand to hand and hand to foot with large electrodes 2 {approximately 9 000 mm } far tauch valtages of 25 V to 5 000 V in dry and wet conditians. The values for the total body impedances for a percentile rank of 5 %, 50 % · and 95 % were determinad as in item 1 �The measurements were made 3 s after applying the voltage. 4) The total body impedances measured with corpses {item 3) above) which far touch voltages up to 220 V showed excessively high skin impedances were modified by adjusting the curves to the values measured an living persons.

479-1

©

IEC:1994

-59-

Annex B

, (normative)

lnfluence of fr�quency on the total body lmpedance (ZT)

In arder to obtaln realistic values for the influence of frequency on the total impedance Zr of_ living human beings, the following procedure was applied: 1) Measurements were made on 1 O living human beings at a touch voltage of 1 o V for frequencies from 25 Hz to 20 kHz with a current path hand to hand with large cylinder electrodes (approximately 8 000 mm2) in dry conditions. The values for the total body impedances for a percentile rank of 5 %, SO % and 95 % were determined by statistical methods. 2) Due to strong muscular effects measurements were made only on one living human being at a touch voltage of 25 V for frequencies from 25 Hz to 2 kHz under the conditions described in item 1) above. The measurements of item 1) and ítem 2) were made 0,05 s after applying the voltage. The results o� these measurements are shown in figures 6 and 7. 3) For a percentile rank of SO %, figure 6 for a touch voltage of 1O V. and the values of table 1 for 50 Hz and touch voltages from 25 V to 1 000 V were used for figure 8. This figure shows the dependence of the total body impedance on the frequency for a range from 50 Hz to 2 kHz for a percentile fank of 50 % of a population for touch voltages from 1 O V to 1 000 V a.c. with a straight line between the asymptotic values ot 750 n at SO Hz and 600 n at 2 kHz. The curves for touch voltages of 50 V to 1 000 V (dashed lines in figure 8) have been drawn in 'analogy to the curves for 1 O V and 25 V which are based on the measure­ ments described under items 1) and 2).

. 479�1.©'IEC:1'994

- 61 -

-

Annex e (normative)

Total body resistance (RT) for direct current

In order to obtain realistic values tor the total body resistance Rr ot living human beings, ti,e following procedure was applied: 1) Measurements were made on SO living persons at a touch voltage of 1 O V pure d.c. with a current path hand to hand with large cylinder electrodes (approximately 2 8 000 mm ) In dry conditions. The values far the total body resistance Rr far a percentile rank of S %, were determined by statistical methods.

so % and 95 %

2) The asymptotic values for the total body impedances far a.c. SO Hz, at touch voltages above 1 000 V, and the values of 220 V according to table 1 were used to adjust the curves to the total body resistance Rr fo¡ d.c. far touch voltages between· 25 V and 220 V, d.c. (see figure 5 ). The values far the total body resistance Rr for direct current determined by the method described above are given in table 2. The measurements on 50 living persons at a touch voltage of 25 V were made after slo . wly increasing the voltage to the vah.ie of 25 V within a few seconds. in arder to avoid painful sensations. NOTE - Above 1 000 V it may be assumed that tha influence ol the skin impedance is negligible and thara­ fore ZT and Rr have practically the same values�

-631

Annex D (normative) Measurements of the dependence of the total lmpedance of the human body (Zr) on the surface area of contact 1) Due to painful sensations and a certain risk at hígher touch voltages, the measu�­ ments have been carried out only on one male adult whose body impedance when compared with the body impedance of a population of 100 living persons at a touch voltage of 25 V SO Hz a.c., proved to be near the average of the population. lt may therefore be assumed thát the values shown in figures 1 o and 11 correspond approxi­ ma'tely to the average or the 50 % probability values of a population of living persons.

2) The total body impedances were measured for touch voltages from 25 V up to 200 V 50 Hz a.c. with a current path hand to hand in dry conditions. The measurements were made at the end of the duration of current flow. The surface areas of contact usad are shown in table 3. The following conditions for the current path and durations of current flow have been used:

.

2

Test series A:

Contact area 8 000 mm , electrodes grasped with both hands, . duratíon of current flow 0,1 s.

Test series B:

Contact area 1 000 mm2 , electrodes grasped with both hands. duration of current flow severa! seconds up to 75 V, 0, 1 s above 75 v.

Test series C:

Contact area 100 íl}m , electrodes pressed against the middle of the palms. duration of current flow severa! seconds up to 75 V, 0.1 s above 75 V.

Test series D:

Contact area 10 mm , electrodes pressed against the middle of the palms, duration of current flow severa! seconds up to 100 V, O, 1 s up to 0,3 s above 100 V.

Test series E:

Contact area 1 mm , electrodes pressed against the middle of the palms, duration of current flow severa! seconds up to 150 V, O, 1 s up to 0,2 s above 150 V (at 220 V breakdown of the skin was observed).·

2

2

2

3) The total body impedance was measured far a touch voltage range of 25 V to 200 v. a.c. 50 Hz and d.c. between the tips of the right and left f orefingers (sur1ace area of contact approximately 250 mm2 ). The measurements were made 20 ms after applying the voltage. Far a.c., the voltage was applied at zero crossing of the touch voltage. The results are shown in figure 11, the d.c. values approaching the a.c. values with rising touch voltages. From figure 11 it also follows that the additional impedance of one forefinger (sur1ace area of contact approximately 250 mm2 ) compared with a current path beginning in the palm of the hand (surface area of contact approximately 8 000 mm 2 ) at 200 V, 50 Hz a. c., Is approximately 1 000 n: This is in conformity with earller measurements made on corpses.

- 64 -

479-1 © CEl:1994

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